Audi最強大、最具代表性的五缸名機:2.5 TFSI

Audi自1976年推出第一具五缸引擎以來,五缸引擎就一直是Audi品牌DNA的重要組成部分。即使在今日,其獨特的點火順序和獨特的聲浪也昇華了高度情感化的駕駛體驗。現在,最新世代的2.5 TFSI又再度讓粉絲們心跳加速並創下最具指標性的賽道記錄:新世代RS 3於今年八月在紐柏林北環賽道上跑出7分40.748秒,成為該賽道的最速量產小鋼炮。

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當年的影像被烙印在賽車愛好者的記憶中: 1987年夏天在美國的派克峰,Walter Röhrl駕駛著他的Audi Sport quattro S1賽車(E2)穿越海拔4,000米的土路,隨著海拔高度增加,空氣越來越稀薄,讓奮戰的過程彷彿就像是沒有明天般,拚了!無論是字面還是比喻。在某些地方,賽道會從1,800米的山坡下傾瀉而下,但Röhrl不以為意,照樣衝刺,這位拉力賽冠軍特別喜歡這賽道。

當時,他的賽車S1配備了590 ps五缸引擎,可以快速而靈活地爬上派克峰。最後成果創下傳奇的10:47.850分鐘成績,而Röhrl的最快速度為196 km/h。他的評論是:「這是你可以用拉力賽車拚戰的頂峰。」

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像這樣的行動幫助屢獲殊榮的Audi五缸引擎在車界達到了狂熱的地位。Audi動力系統應用開發主管Armin Pelzer說,「對我來說,這是一款具有特色的引擎。與五缸引擎相比,其他引擎概念可能有其優勢,但它們無法完全匹配它的獨特性。」 五缸所發出的聲浪就是其中的一個重要元素:強大、深沉的咆哮和鼓一般的聲型,釋放出一種不同於四缸的愉悅感。

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從「五」開始動力重疊,奏演出無敵的聲浪

「這種聲浪模式是獨一無二的,」Audi運動熱力學/應用開發部門的Marc Füssel解釋道。引擎裡的五個活塞按獨特的點火順序在汽缸中上下點火:1–2–4–5–3。Füssel說,「這與任何其他引擎不同。特別是在更高的引擎轉速和更重的負載下,它不像四缸引擎那樣會發出嗡嗡的共鳴聲。基於一階和二階的自由慣性力,五缸引擎帶來了一定的不規則運行,這讓它更感性、更有活力、更純粹。」

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自1970年代後期以來,Audi車迷所欣賞的核心內容從那時起就沒有改變。即使在今天,點火間距仍達到144度,例如在最新世代的RS 3中:由於點火順序,相鄰和非相鄰汽缸會在衝程尚未結束就開始交替點火。如此動力重疊的運轉特性產生了非常具體的聲浪節奏和特徵。奇數個圓柱體缸體能產生伴隨低音的諧波頻率,而引擎控制單元也有助於產生明確無誤的聲浪。負載較重時,排氣道中的可變閥門會打開,然後發出更飽滿的聲浪。

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系列賽和拉力賽的成功引擎概念

然而,引擎背後的原始想法既不是為了其特有的運行行為,也不是其明確無誤的聲浪。憑藉1976年驅動Audi 100 (C2)的第一具五缸奧圖(Otto)引擎,Audi是希望藉此引擎趕上競爭對手並達到更高的地位。為增加引擎排氣量和功率,在四缸引擎的基礎下增加了一個額外的汽缸。由此產生的 2.1升直五缸引擎具有100 kW (136 ps)的最大動力輸出。而當時新推出的燃油噴射系統也幫助提高了效率和動力輸出,與quattro全輪驅動系統和渦輪增壓器一起,五缸引擎締造了Audi形象的改變和賽車運動的成功。

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隨著1994年Audi A4(B5)的推出,五缸動力告別了B-segment車型,但在2009年又迎來了重大回歸,並採用汽油直噴系統與更優異的渦輪增壓,效率更高、排放更低、引擎排量增為2.5升改為橫向配置在340 ps的Audi TT RS中。這具新時代回歸的第一具五缸引擎實際上是在Volkswagen墨西哥廠Jetta生產線中的委託項目。針對美國市場,Audi希望開發一款具有高排量和啟動扭力的強勁吸氣式引擎。後來,Audi在2012年推出的TT RS plus甚至達到了360 ps的最大馬力。

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大規模重建

對於新一代Audi TT RS,當年接任引擎製造負責人Pelzer和他的團隊,又在2016年對五缸引擎進行了徹底改造。他們的目標:引擎以更輕的重量、更低的消耗、更少的排放和小的構造空間帶來更大的動力。Pelzer說,「當時,我們改用鋁製曲軸箱。僅此一項就減輕了18公斤的重量。總的來說,2.5 TFSI引擎整體比其前代車型的引擎輕了26公斤。」對於引擎位於前軸前方的性能車而言,減輕重量是在賽道或彎道上的轉向表現的關鍵因素。

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Pelzer說,「我們在汽缸頭中內置了可變凸輪軸,用於控制可變氣門正時。我們還新配置了一個可以分離的水泵」其中Audi valvelift系統(AVS)可以在高低轉速之間,以兩階段改變排氣門的行程與持續開啟的時間。這樣,它減少了燃燒室中的換氣沖洗損失,並有助於廢氣以最佳方式流向渦輪增壓器,尤其是在較低的轉速範圍內,而提升全轉速域的動力響應和明顯增加扭力輸出。

另外,複雜的措施減少了內部摩擦,同時增加了馬力輸出。汽缸壁採用等離子塗層;曲軸主軸承的直徑筆前款引擎小6 mm,而曲軸內部為中空,因此重量減輕了1公斤,而鋁製活塞本身還具有用於油冷卻的集成通道。另外,油底殼還採用鎂合金製成,同時兼顧了強度與輕量化。而鋁製活塞內有油冷卻通道,並且在冷啟動後的短暫暖機階段,可切換水泵不會在氣缸頭中循環冷卻液。如此,可更快地達到工作溫度,以及減少摩擦與排放。

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新款Audi RS 3扭力更大,牽引力更強

五缸引擎的歷史在全新世代Audi RS 3 Sedan和Sportback中得以延續。再次,五缸帶來了更豐富的愉悅感和更多的駕駛樂趣。Audi再次將2.5 TFSI的最大扭力比上一代增加了20 Nm至500 Nm(最大相對增壓值為1.5 bar),並在2,250至5,600轉輸出。Füssel解釋說,「從低轉速開始,最大500 Nm的廣闊轉速平台是既定的發展目標,這是駕駛可以直接體驗和感受的東西。」 那是因為Audi RS 3現在可以更快地加速跨出低轉速範圍,直奔高轉速的最大動力展演。引擎的最大功率達294 kW (400 ps)比上一代更早在5,600 rpm時可用,並在廣闊的平原上擴展到7,000 rpm。

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新模式,新駕駛體驗

數字不言自明:使用標準的Launch Control,Sportback和Sedan都能在3.8秒內從零加速到100 km/h,比上一代快了0.3秒。透過選配,Audi可以將電子限制的最大速度從250 km/h提高到 280 km/h,若在借助可選配的動態套件,甚至可以達到290 km/h。RS 3的加速度和最高速度都為緊湊型性能車款樹立了新標杆。

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Füssel說,「對於我們開發人員來說,最關乎新的駕駛模式。出於這個原因,最初可用專屬於RS 3的Audi drive select駕駛模式,特別增加了 RS Performance(專為賽道設計)和RS Torque Rear(即所謂的漂移模式)。」 在這兩種模式下,與Dynamic動態模式相比,提高了引擎速度,以提高衝刺表現性。油門響應更加直接,並且具有非常獨特的負載轉移。此外,駕駛會經歷非常晚的升檔和提前降檔,以及在彎道頂點處對出彎加速的最佳控制。

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在RS Torque Rear模式下,Audi首次內置的扭力分配器(Torque Splitter)透過將高達100%的向後扭力,透過多片是離合器施加到彎道外側車輪上來產生過度轉向。這使得在封閉道路上可控漂移成為可能。與這種極度「尾重」的推進分配相比,扭力分配器也確保在RS Performance模式下盡可能中性的處理,使其幾乎沒有轉向不足或轉向過度。

此外,全新世代的2.5 TFSI五缸引擎也特別針對效率的提升而有不同的變革。除了首次能夠在引擎啟動的狀態下執行滑行模式之外,選擇Efficiency駕駛模式還能切換成更平順和緩的油門反應特性曲線,此舉將引擎的扭力和馬力限制為最大的80%,但在強制降檔時仍可立即增加到100%,保有立即可切換全動力輸出的戰力。

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Bear

曾於2002~2004任職於Option改裝車訊編輯,之後轉戰汽車銷售十餘年,擔任總代理新車及超級跑車的銷售業務及公關企劃,藉由過去的工作經驗作貼切的報導,以協助讀者們購車前的參考,是在下的職責以及撰稿方向。