BMW V8引擎 M60/M62升級研討
近年來,全球汽車產業因為”減排”風潮,使V8以上的大排氣量引擎成為環保主義者的眼中釘,車廠們為了順應時勢,也接二連三的將排氣量與汽缸數減少,再以渦輪增壓彌補性能上的不足。但從另一個角度來看,雖然大排氣量引擎的性能可被少缸數的渦輪車趕上,但「缸數」在引擎世界中所象徵的「位階」,卻如同帝、王、公、侯、伯、子、男的封建制度般無法僭越。而如何以現代引擎科技去看M60、M62這些90年代V8的升級潛力,就成了本篇的主軸。
第1計:汽缸間歇or可變汽缸
參考對象:'12年Audi 4.0L TFSI V8、'12年AMG 5.5L V8
功能描述:低速開4缸,高速開8缸
創造低速省油,高速性能的雙贏設計
2012年,Audi推出了一具通用於S6、S7、S8和Continental GT的4.0L V8雙渦輪引擎,擁有520hp/5800~6400rpm,66.3kgm/1700~5500rpm,不過這顆引擎的重點並不在於它比R8或RS4身上的4.2L FSI自然進氣引擎多了約100hp,而是在於該引擎採用了「汽缸間歇(Cylinder on Demand)」節能技術。這種曾在Chrysler 300C、Dodge Charger、Challenger、Jeep Grand Cherokee等巨肺車款(5.7L、6.4L HEMI)使用過的省油科技,乃是利用電子感應器判斷引擎負荷狀態,當起步、爬坡、重踩油門時,給予八缸全部運作的滿額動力,但是當高速巡航時的低負荷狀態時,則關閉四個汽缸的供油與點火,藉此達到省油與高性能的雙重需求。
凱迪拉克北極星引擎 GM HEMI引擎
無獨有偶,2012年法蘭克福車展中的SLK55 AMG所搭載的M152自然進氣5.5L V8引擎,也導入了「AMG汽缸點火管理系統(Cylinder Management System)」,這項汽缸點火管理系統會在800~3600rpm,關閉2、3、5、8缸以節省燃油,並保留約一半的扭力,當轉速超過3600rpm後,便會在0.3秒內讓休眠中四個汽缸回復運作,提供豐沛的八缸全開動能。
改裝可行性10%
斷油斷電閉氣,缺一不可
其實「汽缸間歇」並不算新科技,凱迪拉克早在1993年的初代北極星引擎上就採用這項科技,腦筋夠快的人可能會想問:「如果利用全取代式電腦將2、3、5、8這四缸的噴油嘴、考耳關掉,是不是就能達成汽缸間歇的效果呢?」聽起來合理,但別忘了汽缸內雖然不再供油點火,「氣門揚程」卻仍按照原訂規劃開合,所以燃燒室雖不再有油霧,卻仍會吸入空氣,當燃燒室內的空氣受到隔壁缸的高溫加熱膨脹後,仍會產生斷斷續續的動力。不過水冷式汽缸的溫度並不足以讓空氣膨脹到產生動力的程度,反倒是這些休眠中的汽缸內若仍有空氣,會對其它工作中的汽缸產生阻力,因此,Audi才會設計了「零揚程凸輪軸」負責關閉「進氣氣門」,避免停止供油點火的缸內跑入空氣。
(綠) 低轉速時:切換為「零揚程」的小凸輪,氣門關閉,無空氣流入。
(紅) 高轉速時:切換為「高揚程」的大凸輪,氣門正常開關,進氣、供油正常。
V8汽缸的其中四缸停止供應動力後,剩餘的V4會使運轉震動變明顯,因此Audi用電流頻率控制音響喇叭的原理,讓電磁引擎腳隨著點火頻率作動。
哪四缸休息?V4、L4大不同
此外,由於從V8變為V4後,引擎的運轉平衡會亂掉,所以Audi設計了一個主動式電磁引擎腳,利用ECU的點火頻率作為訊號,讓引擎腳撐開的時機與V4點火時的晃動同步。關於這一點,筆者在交大車輛工程研究所的朋友認為,與其模仿Audi設計一個主動式引擎腳來制震,不如將休眠的汽缸分成左右兩組”直立式4缸”,這樣就能延用傳統引擎腳。
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