一切以发动机为主,保时捷全新911的混动之道
5月28日,保时捷正式发布了最新款的911(992.2)。作为中期改款车型,这款车在外观和内饰方面都进行了不同程度的升级。然而,最引人注目的变化在于它将配备全新的T-Hybrid混合动力系统,这一系统由3.6升涡轮增压发动机和电动机组成,总功率高达541马力,这是保时捷历史上首款混合动力 911。
全新的水平对置发动机能提供357kW(485匹)和570Nm的扭矩。系统总输出功率为398kW(541匹)和610Nm,功率比其前代产品增加45kW(61匹)。更为重要的是,这是一台没有“涡轮迟滞”的发动机。911 Carrera GTS Coupé 零百加速仅3秒,最高时速可达 312 km/h,其纽北成绩是7分16.9秒,比上一代快了近9秒(8.7秒)。综合油耗(WLTP)11.0 – 10.5 l/100 km,有略微下降。
所谓T-Hybrid,T代表Turbo,代表性能,也代表了混动的重点:涡轮。新款911不再采用992.1上所使用的双涡轮增压3.0升9A2B6发动机,而是采用了排量为3.6升,装备了电动增压涡轮的9A3B6发动机。混动化还有一颗嵌入八速PDK双离合变速器外壳中的电动机/发电机。保时捷将其称为T-Hybrid,代表Turbo Hybrid,以与公司的PHEV,即E-Hybrids区分开来。
3.6升全域λ=1发动机9A3B6
9A3B6的排量从2981cc 增加到3591cc,这要归功于缸径和冲程从 91.0 x 76.4 增加到 97.0 x 81.0 mm,压缩比比从10.2增加到10.5,并具有 VarioCam 凸轮轴控制和roller finger followers气门设计。尽管容量从3.0升提升至3.6升,最大增压从18.6 psi增加到26.1 psi,但新发动机的功率并没有增加的那么夸张。这是因为保时捷在开发阶段并没有将峰值扭矩在569Nm上继续拉高,选择了将全Map置于λ=1(燃油与空气按照化学燃烧当量比控制),这意味着在高速区域,发动机工程师并没有为了追求极致的动力输出而牺牲油耗与排放。一般来说,在高速大负荷区域,由于过热,将多喷油用以冷却缸内温度以控制爆震,从而提升性能,但这使得整个燃烧过浓。
全域λ=1是这台高性能发动机,特别是911这台标志性跑车上的一个最重要的特性。由于全域不加浓,这虽然节能减排,但也增加了涡轮的负担:由于更高的增压会产生更高的进气温度,因此9A3新发动机上配备了一个性能更强的涡轮中冷器,而非上一代两个较小的中冷,从而提供更好的进气冷却,提升进气流量。
即使是水平对置发动机,高度相比直列或者V型发动机已经够低,但是为了给位于发动机上方的各种混合动力元件的动力控制电子设备腾出空间,新发动机从进气歧管到油底壳底部都进行了大幅度的空间调整,垂直高度降低了109mm。
电子涡轮的加入并不那么需要涡轮对管路的自然响应,T-Hybrid 电动增压器置于右侧,左侧是大型方形消音器,中间是三催和GPF,形成非对称的排气结构。另外,随着电动化的改进,整台发动机都取消了附件直接机械驱动。空调压缩机由一台400V电机驱动,水泵移至发动机内部,并由油泵的延伸部分驱动。整体重量减轻了18kg。
电子涡轮,混动核心
这台大号的电子涡轮,由博格华纳提供,其27匹的电机(11kW)处于涡轮增压器的中间轴上。区别于电子增压器,这台涡轮可以理解为就是大号的废气涡轮增压器,在低转速废气不足以推动如此大的涡轮旋转时,利用电机代替以往的小涡轮,直接拉高转速。此外,废气旁通阀需要释放掉的能量可以在大负荷时反向驱动电机进行充电,起到涡轮需求“削峰填谷”的效果。
在高转速下,电机可转变为发电机,从大约5700 rpm开始,在全油门状态下可以为整体动力系统提供额外的能量,释放高达11 kW(15 匹)的功率。这种设计不仅可以充电,也可以防止涡轮超过125,000 rpm的安全红线。
这台涡轮的混动能力极强,释放在发动机上更像是一种“四两拨千斤”的感觉,新发动机几乎没有“涡轮迟滞”,反映在整机扭矩以及整车加速上,就像是电动车:实际上这一切都来自于燃烧。例如,在2000rpm时,从油门完全关闭,到地板油完全增压,旧GTS需要3s,而新发动机在不到1s(~0.8s)内就完成了。这台涡轮增压发动机表现出犹如大排量自然吸气发动机,或者是纯电车型的线性、极速加速体验。
混动电驱系统:不能脱离内燃机
这台911不能纯电行驶。也就是说,电机与发动机之间没有离合器,电机只为发动机的启动、低速助力、附件的驱动以及能量回收负责。
八速PDK变速器意味着没有手动模式。这台变速器将其齿轮排列在四个轴上(而非两个轴),使其更加紧凑,为电机留出空间。该电机为永磁同步设计,可提供最大40 kW(54 匹)和约150Nm的扭矩。虽然没有纯电驱动,但由于电动涡轮增压极小的涡轮迟滞,以及电机的低速扭矩补充,这套动力总成爆发出惊人的响应以及总功率输出。
电池系统的设计思路也十分不同,216个21700圆柱电池(直径21mm*长70mm,3.7V)分为两层,串联供电,提供400V高压电源,总能量1.9kWh。最重要的是,这套电池组的重量约27kg,与普通的911铅酸电池大小大致相同,并处于底盘的中心线附近,这保证了底盘的平衡与轻量化。这种电池组属于典型的功率型电池,不同于高能量密度与储能要求,这216个电池cell需要不断超过一半的能量(1.1kWh)的充电放电。因此,为了不过热,这套电池组也设计了液冷系统,将温度时刻保持在42℃以下。此外,还有一个12V小型锂离子电池为其他低压附件供电。
一切以发动机为主的混动之道
这台992.2作为中期改款,展示了完全不同的混动原则,那就是以发动机为主,特别是核心的大涡轮,以及脱离发动机后不能单独电驱的电机都只为发动机服务。这也让整个动力系统的重量、性能以及能耗表现很好,加上水平对置发动机天生低重心的运动特性,整套动力总成达到了汽车这个大品类的最优状态,持续保持911在运动与性能方面的领导力。不过,要知道保时捷目前控股了Bugatti Rimac,目的就是打造最先进的电气化超跑技术。未来,911随时都可能再进行电混的加强,推出更大电机的产品。
图片来自网络,侵删