當 Bugatti 在 20 年前釋出 Veyron 16.4 的技術細節,世人驚覺它搭載的動力引擎輸出竟高達 1,001ps,而且採用 8.0 升、16 汽缸的設計,從此改寫了超級跑車的遊戲規則。
在此之前,量產車從未出現過搭載動力如此強大,體積如此緊緻,又可輕鬆巡航的動力系統;這款車以 2.5 秒一舉刷新了 0 - 100km/h 的加速紀錄,馬力輸出在當年無與倫比,超過 400km/h的極速表現,更是遠遠拋開其他對手。
Veyron 顯然不能與其他等閒之輩的 Supercar 相提並論,於是車壇為它創造出 Hypercar 的新級距,W16 引擎就是在背後推動這項成就的最大功臣。
Veyron 擁有曾被認為量產車無法實現的動力層次,然而當它的後繼車款 Chiron 推出後,馬力數據竟被超前 50%。Chiron 同樣搭載 8.0 升 W16 引擎,也和 Veyron 一樣都是配置四組渦輪增壓機,能夠繳出更強大的性能水準,意謂每一個零件都必須重新檢視。
Chiron 的動力系統有一項很重要的升級改良,那就是採用更大的渦輪增壓機,以及配有 32 組噴射閥門的雙級式燃油噴射系統,並且應用更多比例的鈦合金和碳纖維材質避免重量過度增加。這組 W16 引擎的最大馬力 1,500ps,隨後又被調升為 1,600ps,加上駭人驚俗的 1,600Nm 峰值扭力,再次改寫了高性能汽車的歷史。
源自於新幹線上的初步構想
談到 W16 引擎的起源,原本只是一位高層天馬行空的想法。1997 年時任 Volkswagen 董事會主席的 Ferdinand Karl Piech,有次在日本搭乘從東京開往大阪的新幹線時,在信封上畫出他的初步構想。原本他想要打造的是一具 18 汽缸的引擎,不過後來在與 Volkswagen 動力研發部門總監 Karl-Heinz Neumann 討論可行性後,最終改為 W16,向品牌創辦人 Ettore Bugatti 的 16 汽缸引擎致敬。
20 年前,車界普遍認為不會有量產車能夠配置超過 1,000ps 馬力的引擎。Bugatti 不僅想要證明他們辦得到,還要讓這款車容易駕馭。工程團隊從零開始著手設計,不只是每個零件都必須重新開發,車輛部件也要重新製作與測試,包括引擎測試機台也是如此。這具引擎總共使用超過 3,500 個零件,每個零件都是手工組裝,所有過程都在測試電腦監控下完成以確保其精準程度。
所謂的「W」
最後團隊成功達成目標,為了讓引擎的體積比 V12 還小,淨重控制在 400kg 左右,他們採用獨特的「W」形汽缸排列方式,使其本體尺寸更為緊緻。兩組各有八個汽缸相互依存 90 度夾角的設計,透過四組廢氣渦輪增壓機來增壓。
在 2001 年首次測試時,引擎就達到 1,001ps 的預期輸出,完全符合理論推算的目標,然而他們卻發現測試機台和通風系統不敷使用。為了確保能夠順利引導高溫廢氣的排放,最後決定導入當時車界前所未見規模的鈦合金作為排氣系統材質。
在性能達標之後,接下來的任務就是追求引擎的穩定性和可靠度。由於 16 汽缸具有自然平穩運作的特性,因此想透過傳統檢測點火異常(misfire)或是爆震現象是不可行的。
為此,Bugatti 開發出離子電流感測系統,用來監控每個火星塞的爆發狀況;如果系統偵測到點火異常或是爆震,就將點火正時延遲,停用單一汽缸或是減少增壓效率,藉此讓每汽缸都以其性能極限運作。
W16 還有一套複雜的水冷系統,兩個水循環即使在極端全負載的狀況下,也能讓引擎控制在所需工作溫度內;其低溫循環附有獨立水泵浦及 15 公升冷卻水,讓渦輪增壓機的高溫空氣通過引擎散熱器後,溫度一口氣下降多達 130 度。此外,差速器、變速箱、引擎機油皆有個別的冷卻器,以及用於空調系統的熱交換器。
W16 的聲浪十分特殊,不對稱點火順序加上點火間隙僅有 45 度,呈現出與其他引擎截然不同的聲響。在低負荷下表現出平穩舒適的特性,隨著負載的增加,就會化身成為咆嘯的野獸,過程中沒有任何機械噪音的干擾。
多年來,Bugatti 持續改良此具引擎,自 2010 年開始,透過加大增壓機與其他升級,Veyron 16.4 的最大輸出已經提升至 1,200ps,同時也協助 Super Sport 寫下 431.072km/h 的量產車極速金氏世界紀錄。
持續挑戰突破極限
隨後推出的 Chiron 持續提供更快速、優雅、可靠、豪華和獨特的高性能格局,若與 Veyron 相比,Chiron 所用的新引擎大概只剩螺距大小和緊緻概念維持不變,其他一切都是重新開發。最終他們又以 1,500ps 的高效輸出突破極限,這個數字相當於將 Veyron 基本輸出提高 50%,或是將 Veyron 16.4 Super Sport 增加 24% 的水準。
引擎輸出得以再次飆高的秘訣,在於 Chiron 渦輪增壓機導入全新序列式增壓技術。每排汽缸各有兩個渦輪增壓機,只有全力輸出時才會動用這全部四個增壓機,而且永久運行的增壓機尺寸和可停用的增壓機尺寸相同,使得扭力曲線在不同的駕馭方式下都能維持穩定而不會明顯下降。另外,這種設計的排氣閥必須能夠承受攝氏 980 度,因此 Bugatti 在部份組件上還應用了特殊高溫合金。
突破傳統思維的創新技術
新技術最後讓 Chiron Super Sport 300+ 在 2019 年成為第一款超過 300mph 的量產汽車,實際測得的極速數字是 490.484km/h,至今最速量產車的稱號仍然沒有對手可以挑戰。
航太先進科技的導入,造就閃電般的高速性能,堅持追求極限的理念,讓一家百年車廠突破窠臼,一舉改寫汽車發明以來的演進歷史,而造就這一切的,全都是源自於一個獨特引擎的絕妙想法。
- 本文授權轉載自:汽車線上
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