一切以發(fā)動機(jī)為主,保時捷全新911的混動之道
5月28日,保時捷正式發(fā)布了最新款的911(992.2)。作為中期改款車型,這款車在外觀和內(nèi)飾方面都進(jìn)行了不同程度的升級。然而,最引人注目的變化在于它將配備全新的T-Hybrid混合動力系統(tǒng),這一系統(tǒng)由3.6升渦輪增壓發(fā)動機(jī)和電動機(jī)組成,總功率高達(dá)541馬力,這是保時捷歷史上首款混合動力 911。
全新的水平對置發(fā)動機(jī)能提供357kW(485匹)和570Nm的扭矩。系統(tǒng)總輸出功率為398kW(541匹)和610Nm,功率比其前代產(chǎn)品增加45kW(61匹)。更為重要的是,這是一臺沒有“渦輪遲滯”的發(fā)動機(jī)。911 Carrera GTS Coupé 零百加速僅3秒,最高時速可達(dá) 312 km/h,其紐北成績是7分16.9秒,比上一代快了近9秒(8.7秒)。綜合油耗(WLTP)11.0 – 10.5 l/100 km,有略微下降。
所謂T-Hybrid,T代表Turbo,代表性能,也代表了混動的重點(diǎn):渦輪。新款911不再采用992.1上所使用的雙渦輪增壓3.0升9A2B6發(fā)動機(jī),而是采用了排量為3.6升,裝備了電動增壓渦輪的9A3B6發(fā)動機(jī)?;靹踊€有一顆嵌入八速PDK雙離合變速器外殼中的電動機(jī)/發(fā)電機(jī)。保時捷將其稱為T-Hybrid,代表Turbo Hybrid,以與公司的PHEV,即E-Hybrids區(qū)分開來。
3.6升全域λ=1發(fā)動機(jī)9A3B6
9A3B6的排量從2981cc 增加到3591cc,這要?dú)w功于缸徑和沖程從 91.0 x 76.4 增加到 97.0 x 81.0 mm,壓縮比比從10.2增加到10.5,并具有 VarioCam 凸輪軸控制和roller finger followers氣門設(shè)計。盡管容量從3.0升提升至3.6升,最大增壓從18.6 psi增加到26.1 psi,但新發(fā)動機(jī)的功率并沒有增加的那么夸張。這是因為保時捷在開發(fā)階段并沒有將峰值扭矩在569Nm上繼續(xù)拉高,選擇了將全Map置于λ=1(燃油與空氣按照化學(xué)燃燒當(dāng)量比控制),這意味著在高速區(qū)域,發(fā)動機(jī)工程師并沒有為了追求極致的動力輸出而犧牲油耗與排放。一般來說,在高速大負(fù)荷區(qū)域,由于過熱,將多噴油用以冷卻缸內(nèi)溫度以控制爆震,從而提升性能,但這使得整個燃燒過濃。
全域λ=1是這臺高性能發(fā)動機(jī),特別是911這臺標(biāo)志性跑車上的一個最重要的特性。由于全域不加濃,這雖然節(jié)能減排,但也增加了渦輪的負(fù)擔(dān):由于更高的增壓會產(chǎn)生更高的進(jìn)氣溫度,因此9A3新發(fā)動機(jī)上配備了一個性能更強(qiáng)的渦輪中冷器,而非上一代兩個較小的中冷,從而提供更好的進(jìn)氣冷卻,提升進(jìn)氣流量。
即使是水平對置發(fā)動機(jī),高度相比直列或者V型發(fā)動機(jī)已經(jīng)夠低,但是為了給位于發(fā)動機(jī)上方的各種混合動力元件的動力控制電子設(shè)備騰出空間,新發(fā)動機(jī)從進(jìn)氣歧管到油底殼底部都進(jìn)行了大幅度的空間調(diào)整,垂直高度降低了109mm。
電子渦輪的加入并不那么需要渦輪對管路的自然響應(yīng),T-Hybrid 電動增壓器置于右側(cè),左側(cè)是大型方形消音器,中間是三催和GPF,形成非對稱的排氣結(jié)構(gòu)。另外,隨著電動化的改進(jìn),整臺發(fā)動機(jī)都取消了附件直接機(jī)械驅(qū)動??照{(diào)壓縮機(jī)由一臺400V電機(jī)驅(qū)動,水泵移至發(fā)動機(jī)內(nèi)部,并由油泵的延伸部分驅(qū)動。整體重量減輕了18kg。
電子渦輪,混動核心
這臺大號的電子渦輪,由博格華納提供,其27匹的電機(jī)(11kW)處于渦輪增壓器的中間軸上。區(qū)別于電子增壓器,這臺渦輪可以理解為就是大號的廢氣渦輪增壓器,在低轉(zhuǎn)速廢氣不足以推動如此大的渦輪旋轉(zhuǎn)時,利用電機(jī)代替以往的小渦輪,直接拉高轉(zhuǎn)速。此外,廢氣旁通閥需要釋放掉的能量可以在大負(fù)荷時反向驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行充電,起到渦輪需求“削峰填谷”的效果。
在高轉(zhuǎn)速下,電機(jī)可轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī),從大約5700 rpm開始,在全油門狀態(tài)下可以為整體動力系統(tǒng)提供額外的能量,釋放高達(dá)11 kW(15 匹)的功率。這種設(shè)計不僅可以充電,也可以防止渦輪超過125,000 rpm的安全紅線。
這臺渦輪的混動能力極強(qiáng),釋放在發(fā)動機(jī)上更像是一種“四兩撥千斤”的感覺,新發(fā)動機(jī)幾乎沒有“渦輪遲滯”,反映在整機(jī)扭矩以及整車加速上,就像是電動車:實際上這一切都來自于燃燒。例如,在2000rpm時,從油門完全關(guān)閉,到地板油完全增壓,舊GTS需要3s,而新發(fā)動機(jī)在不到1s(~0.8s)內(nèi)就完成了。這臺渦輪增壓發(fā)動機(jī)表現(xiàn)出猶如大排量自然吸氣發(fā)動機(jī),或者是純電車型的線性、極速加速體驗。
混動電驅(qū)系統(tǒng):不能脫離內(nèi)燃機(jī)
這臺911不能純電行駛。也就是說,電機(jī)與發(fā)動機(jī)之間沒有離合器,電機(jī)只為發(fā)動機(jī)的啟動、低速助力、附件的驅(qū)動以及能量回收負(fù)責(zé)。
八速PDK變速器意味著沒有手動模式。這臺變速器將其齒輪排列在四個軸上(而非兩個軸),使其更加緊湊,為電機(jī)留出空間。該電機(jī)為永磁同步設(shè)計,可提供最大40 kW(54 匹)和約150Nm的扭矩。雖然沒有純電驅(qū)動,但由于電動渦輪增壓極小的渦輪遲滯,以及電機(jī)的低速扭矩補(bǔ)充,這套動力總成爆發(fā)出驚人的響應(yīng)以及總功率輸出。
電池系統(tǒng)的設(shè)計思路也十分不同,216個21700圓柱電池(直徑21mm*長70mm,3.7V)分為兩層,串聯(lián)供電,提供400V高壓電源,總能量1.9kWh。最重要的是,這套電池組的重量約27kg,與普通的911鉛酸電池大小大致相同,并處于底盤的中心線附近,這保證了底盤的平衡與輕量化。這種電池組屬于典型的功率型電池,不同于高能量密度與儲能要求,這216個電池cell需要不斷超過一半的能量(1.1kWh)的充電放電。因此,為了不過熱,這套電池組也設(shè)計了液冷系統(tǒng),將溫度時刻保持在42℃以下。此外,還有一個12V小型鋰離子電池為其他低壓附件供電。
一切以發(fā)動機(jī)為主的混動之道
這臺992.2作為中期改款,展示了完全不同的混動原則,那就是以發(fā)動機(jī)為主,特別是核心的大渦輪,以及脫離發(fā)動機(jī)后不能單獨(dú)電驅(qū)的電機(jī)都只為發(fā)動機(jī)服務(wù)。這也讓整個動力系統(tǒng)的重量、性能以及能耗表現(xiàn)很好,加上水平對置發(fā)動機(jī)天生低重心的運(yùn)動特性,整套動力總成達(dá)到了汽車這個大品類的最優(yōu)狀態(tài),持續(xù)保持911在運(yùn)動與性能方面的領(lǐng)導(dǎo)力。不過,要知道保時捷目前控股了Bugatti Rimac,目的就是打造最先進(jìn)的電氣化超跑技術(shù)。未來,911隨時都可能再進(jìn)行電混的加強(qiáng),推出更大電機(jī)的產(chǎn)品。
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