歷久彌新

先鋒之作
保時捷首款水平對臥六缸引擎的精巧設計、高性能和低重量，為未來所有發展奠定基礎。

保時捷 911 的驅動科技史，是一個關於持續創新和獨特傳統的精彩故事。如今，故事達到了新的高潮時刻： 992 代採用高效能部分電氣化混合動力系統。

經過 60 年的發展，911 的驅動系統歷經長足進步：在基本設計保持不變的情況下，排氣量增加一倍，動力則提升四倍。911/718 系列車型卓越營運負責人湯瑪斯·克里克爾貝格 (Thomas Krickelberg) 表示：「六缸水平對臥引擎強大的擴展和改造潛力，屢屢為我們帶來驚喜。」未來的車輛將採用電子廢氣渦輪增壓器，在降低排放量的同時獲得更加強勁的動力。這是何等絕妙的基礎設計，在誕生六十餘年之際還能一次又一次迎來新的突破！

梅茨格引擎

1963 年，保時捷以 901 為名推出日後註定名揚天下的 911。其六缸水平對臥引擎排氣量為 2 公升，最大動力 96 千瓦（130 匹馬力）。「設計精密、重量輕巧、性能卓越」——保時捷水平對臥引擎設計專家阿爾布雷希特·羅伊斯特爾 (Albrecht Reustle) 如此總結這具引擎的卓越性能。直到今天，保時捷引擎依然恪守此標準。他曾在漢斯·梅茨格 (Hans Mezger) 的團隊效力，直至 1993 年。梅茨格引擎正是得名於這位傳奇的引擎設計師。

當 911 遇上渦輪增壓

澎湃動力
首款渦輪增壓器將 911 系列提升至全新性能境界。

每一代 911 都是驅動科技的全新里程碑。已在賽車運動中久經檢驗的渦輪增壓科技，在 1974 年款 911 上首次投入量產。930 世代輸出動力為 191 千瓦（260 匹馬力），受惠於廢氣渦輪增壓和汽油噴射原理的組合，此車款在性能和效率方面遙遙領先於競爭對手。同時，它從一開始就符合嚴苛的排放規定。克里克爾貝格說：「回顧歷史可以發現，渦輪增壓科技徹底顛覆了整個內燃引擎設計的思維。」

渦輪增壓引擎是工程設計的奇蹟。它可以利用高溫廢氣中蘊藏的能量，否則這些能量就會被白白浪費掉。其核心零件是渦輪增壓器，包含渦輪以及與之緊密連接的壓縮機葉輪。渦輪由引擎廢氣驅動，轉速接近 200,000 rpm。壓縮機葉輪以相同轉速旋轉，向氣缸壓送空氣。這些額外的新鮮空氣促進燃燒，從而提高引擎性能。為了避免引擎零件超載，需要限制流經渦輪增壓器的廢氣產生的壓力。當增壓壓力達到一定限度時，廢氣會透過廢氣門 (Wastegate) 排出。

「渦輪增壓科技徹底顛覆了整個內燃引擎設計的思維。」

湯瑪斯·克里克爾貝格

透過中冷器提升效能

保時捷工程師不斷研發突破，克服了渦輪增壓科技中的一大難題：渦輪側的高溫和壓縮會導致空氣升溫，這不利於氣缸進氣，也會影響噴入燃料的燃燒性能。1978 年後的渦輪增壓車型上新增了中冷器，在增壓空氣到達燃燒室之前將其冷卻。在此之前，保時捷已在賽車上充分驗證了這項科技。中冷器安裝在大型後擾流板處的格柵下方。由於中冷器設計精巧，車輛動力一舉提升至 221 千瓦（300 匹馬力），且引擎適應性出色。

渦輪增壓引擎在設計上還有一大難題：加速時的渦輪遲滯。這個問題最初同樣十分棘手。在低轉速下，911 Turbo 的加速表現與較弱的自然進氣引擎車型相似。直到轉速提升至大約 3,500 rpm，渦輪增壓引擎才開始迸發出強勁動力。研發專家克里克爾貝格解釋道：「我們將這個轉速範圍稱為『渦輪遲滯』。為了提高駕駛性能，我們必須設法填補這個空洞。」

雙渦輪設計：飛速發展

針對此問題，保時捷提出的解決方案是第四代 911 Turbo (993)。1995 年春季，保時捷推出當時動力最強勁的量產車型，動力達到 300 千瓦（408 匹馬力）。其 3.6 升引擎首次配備兩具渦輪增壓器和兩具中冷器，令人深刻印象。兩具小渦輪比一具大渦輪加速更快，這主要受惠於轉子較小，所以轉動慣性較低。克里克爾貝格補充道：「為了將動力可靠地傳遞到路面上，993 Turbo 標配先進的四輪驅動系統。由於引擎控制系統、感應器科技和廢氣後處理科技的進步，最後一代氣冷型 911 Turbo 成為當時排放最低的量產車。

以水冷科技迎接 21 世紀

1990 年代末，第五代 911 (996) 的六缸水平對臥引擎由氣冷改為水冷。時任科技產品規劃部主管，在 2001 至 2018 年間負責 911 車型系列的奧古斯特·阿赫萊特納 (August Achleitner) 將此變革稱為「新科技的入場券」。水冷科技是進一步提高效能、降低油耗、滿足廢氣與噪音法規要求的先決條件。保時捷設計師開發出每個燃燒室具備四個氣門的氣缸蓋。「早在 1970 年，採用氣冷型四氣門的 V12 引擎就已在 908 型賽車上接受初步測試，後來被用於 917。到了 1980 年代，這個想法在 911 系列的開發中獲得採納，並在 964 世代車型接受測試。」阿爾布雷希特·羅伊斯特爾回憶道，「但毫不誇張地說，氣缸蓋直接熔化了。」此問題的解決方案依然來自賽車領域：大獲成功的 962 耐力賽原型車以及 959 超級跑車，已經採用了水冷式氣缸蓋。儘管當時人們對於放棄氣冷的決定爭論不休，但 996 世代最終取得了開創性的成功。

可變幾何渦輪

2006 年，911 Turbo（997 世代）在性能上大幅提升，馬力和扭力都提高了 10% 以上。這主要歸功於全球獨一無二的創新科技——可變幾何渦輪 (VTG)。廢氣流向渦輪葉片時的角度和截面可調，因此能夠在更寬的引擎轉速範圍內最佳化渦輪增壓器的效率。湯瑪斯·克里克爾貝格解釋：「VTG 是一項開創性成就，近 20 年來一直是汽油引擎渦輪增壓科技領域的獨特賣點。為了調整流向渦輪的廢氣流，需要在超過 1,000 攝氏度的高溫下調節微小的葉片。」為了做到這一點，設計師甚至使用太空梭上用過的材料。

減小排氣量，提高動力和效率

繼水冷與 VTG 之後，保時捷在 2015 年迎來下一個科技里程碑：991 世代基礎車型 Carrera 和 Carrera S 採用新一代渦輪增壓科技。克里克爾貝格表示：「我們減小排氣量，同時大幅提升效能。」配備雙渦輪增壓器的新一代引擎可在降低油耗的同時，將動力提高 20 匹馬力。

跑車思維的混合動力系統

混合系統
幻影圖像顯示了全新開發的高壓零組件：400 伏電池 (1)、保時捷 PDK 雙離合器變速箱中的電動馬達 (2)、電子控制裝置 (3)

隨著 2024 年夏季新一代 911 (992) 的產品升級，保時捷設計師再次取得新突破，進一步最佳化六缸水平對臥引擎的卓越設計。新款 911 Carrera GTS 是首款配備極輕量化高性能混合動力系統的公路版 911。這項創新驅動方案不僅能夠顯著提高引擎效能、改善加速表現，還為將來更加嚴格的排放標準提前做好準備。「我們開發並測試了多種想法和方法，以便確定一款完美適合 911 的混合動力系統。研究結果便是一項符合 911 整體設計理念的獨特驅動方案，顯著提高了車輛性能。」911 和 718 系列負責人弗蘭克·莫澤 (Frank Moser) 說道。

新科技的核心是電子廢氣渦輪增壓器。在由廢氣驅動的渦輪與壓縮機之間裝有一具電動馬達，在加速時能迅速達到高轉速，並立即產生高增壓壓力，毫無延遲。可以說，這具小型電動馬達讓渦輪增壓器如虎添翼。911 內燃引擎與混合動力系統專案經理馬蒂亞斯·霍夫斯泰特 (Matthias Hofstetter) 解釋：「這項科技可實現與自然進氣引擎相似的絕佳反應性能，而加速性能則與我們的純電動跑車不相上下。」

技術核心
新開發的 3.6 公升水平對臥引擎緊湊但動力澎湃，與迄今所有 911 引擎一脈相承。扁平的曲軸箱為 T-Hybrid 驅動系統零件創造了空間。上圖展示了電子廢氣渦輪增壓器的內部結構。

湯瑪斯·克里克爾貝格證實，該車在低轉速範圍內的加速性能極其出色。「要是採用傳統科技，我們絕無可能在符合未來排放法規的前提下，實現預期的效能提升。」為了實現目標，設計師採取一系列相輔相成的改進措施：引擎排氣量從 3.0 公升增加到 3.6 公升，同時由於電子輔助，內燃引擎不再需要兩具渦輪增壓器，而只需要一具。不僅如此，反應性能與動力也同樣獲得提升。

設計師羅伊斯特爾解釋：「這樣可以減輕重量，讓引擎結構更精巧。」此外，高壓系統允許交流發電機和空調壓縮機採用電力驅動，從而無需皮帶傳動裝置。曲軸箱被削平了 20%，為新增零件留出更多空間，如脈衝變頻器和直流-直流轉換器。霍夫斯泰特說：「我們不想讓 911 變得更長、更寬或者更重，而是要最大限度地利用現有套件。」這意味著要在控制車重的同時大幅提升效能。GTS 版本將率先搭載配備電子渦輪增壓器的引擎，輸出動力為 398 千瓦（541 匹馬力），以及 610 牛頓米扭力。傳動系統還包括內建至全新增強型八速 PDK 雙離合器變速箱中的永磁同步馬達。它可為水平對臥引擎提供支持，在怠速狀態下即可實現高達 150 牛頓米的驅動扭力，且輸出動力高達 40 千瓦。

作為一款 T-Hybrid，這款 911 的設計目標並不是像插電式混合動力車那樣實現純電動行駛。該車電池容量為 1.9 千瓦時。對此，霍夫斯泰特解釋：「因為我們也不希望電池太大或太重。」另一方面，電子輔助增壓器還可提供一大獨特優勢：廢氣能量回收。廢氣渦輪增壓器中的電動馬達也可用作發電機，透過從廢氣中提取能量，可產生高達 11 千瓦（15 匹馬力）的電力。

這背後的原理既簡單又迷人：電動馬達在此的作用類似於轉速調節器，一旦渦輪轉速過高，導致增壓壓力上升過快，電動馬達就會對渦輪進行減速。這樣就會產生電能，為電池或電動馬達充電。此車款能量回收效率極高，而且電池化學成分是專為 T-Hybrid 的運作狀況量身打造，所以儘管電池相對較小也完全能夠滿足日常使用需要。霍夫斯泰特表示：「這項科技讓電池能夠在短時間內釋放大量能量，並能相對快速地充電。」

電子渦輪增壓器的另一大優勢在於：車輛不再需要大家耳熟能詳的廢氣門了。這是它以這種形式在全球首次亮相。霍夫斯泰特解釋：「過去，繞過渦輪的能量會直接排出，被白白浪費掉。現在，這部分能量可以在壓力調節過程中得到回收，轉化為電能。」這有助於提高引擎效率、降低油耗。

引擎研發專家羅伊斯特爾總結道：「渦輪增壓科技與混合動力、能量回收、減少引擎內摩擦、冷卻優化和全新經過最佳化的燃燒室設計相結合，確保車輛符合未來的廢氣和排放法規，同時還能滿足對效能和效率日益增長的需求。」在他看來，此理念的實施應「歸功於所有參與者的傑出協作努力」。

一如既往，911 的六缸水平對臥引擎始終是這款跑車緊湊但動力澎湃的心臟，傳承著漢斯·梅茲格初代 911 引擎的創新精神。

撰文 Thomas Ammann
攝影 Porsche