Porsche Turbo的誕生 一場引擎科技的革命

Porsche Turbo的誕生 一場引擎科技的革命
Yueh Wu 2024/09/11

1970年代初期,保時捷對於賽車渦輪增壓技術的研究一直保持著高度機密,這場引擎設計的革命,不僅確保了保時捷在賽場上的輝煌勝利,更為渦輪增壓技術的普及奠定了堅實的基礎。

時光回溯至1970年代初,利曼附近的Teloché小鎮,在一個不起眼的小車間裡,保時捷團隊正為即將到來的24小時耐力賽做最後的準備,夜幕低垂,引擎專家Valentin Schäffer偶遇當時的賽車運動部門負責人Ferdinand Piëch和測試負責人Helmuth Bott,現年92歲的Schäffer在保時捷博物館回憶起當時的情景:「我永遠記得Piëch問我:『你對Turbo有什麼看法?我們打算進軍Can-Am系列賽。』」

利曼榮耀,催生變革

1970和1971年,保時捷憑藉917賽車在利曼24小時耐力賽和世界製造商錦標賽中屢創佳績,寫下輝煌篇章。然而,賽事規則的變革,將引擎排量限制在3.0升,使得保時捷引以為傲的4.5升引擎無法繼續參賽,面對挑戰,保時捷將目光轉向了加拿大-美國挑戰盃(Can-Am),這個賽事對保時捷工程師來說無疑是一片創新的沃土,提供他們盡情揮灑才華,突破極限的空間。

面對競爭對手搭載800 PS、8.0升V8引擎的強大性能,保時捷極需為917搭載的4.5升V12自然進氣引擎尋求突破。然而,嘗試更重的V16動力單元卻未能帶來理想的操控表現。此時,渦輪增壓引擎浮現為可能的解決方案,但保時捷當時在這領域尚無實戰經驗。雖然渦輪增壓技術早在1905年就已獲得專利,但在1960和1970年代,其應用主要侷限於卡車柴油引擎、少數公路車型和橢圓賽道賽車,技術尚未臻至成熟。

渦輪增壓:原理簡單,實則蘊藏無限可能

渦輪增壓的原理看似簡單:引擎燃燒後的廢氣驅動渦輪,渦輪再帶動壓縮機,將更多空氣壓縮送入引擎,從而提升燃燒效率與動力輸出。然而,將這項技術應用於賽車卻是一項巨大的挑戰。在Teloché的那次相遇後,引擎開發負責人Hans Mezger(1929-2020)、Valentin Schäffer和其他工程師們組成了一個團隊,致力於將渦輪增壓技術應用於917賽車的4.5升自然進氣引擎上,目標是達到驚人的 1,000 PS(735 kW)動力輸出。這項開創性的工作,不僅為保時捷在賽場上贏得榮耀,更為渦輪增壓技術在量產車上的應用開闢了道路。在當時,保密性是至關重要的。

渦輪增壓器來自一家擁有卡車引擎經驗的供應商。保時捷在測試台上進行的初步測試充滿挑戰,他們甚至用水銀柱來測量增壓壓力,Schäffer笑著回憶道:「我們首次啟動引擎踩下油門時,所有東西都從管子裡噴出來,像下雨一樣落在我們頭上。這種情況在今天是無法想像的。」

駕馭渦輪,挑戰極限

1971年7月30日,廠隊車手Jo Siffert駕駛著搭載渦輪增壓動力單元的敞篷917/10,在霍肯海姆賽道(Hockenheimring)上完成歷史性的首航。然而,Schäffer解釋說:「試駕過程並非一帆風順。強大的動力輸出讓車手們措手不及,有時甚至在彎道上直行或打滑。」 這些驚險狀況源自於渦輪遲滯(turbo lag)現象,即加速時動力反應的延遲。在橢圓賽道上,車輛多以全油門行駛,渦輪遲滯並不明顯。然而,在彎道較多、負載變化頻繁的賽道上,如何馴服渦輪增壓器,使其動力輸出更易於掌控,成為保時捷工程師們面臨的挑戰。

為解決此問題,保時捷工程師們研發出旁通閥(又稱排氣洩壓閥),當增壓壓力過高時,旁通閥開啟,讓部分廢氣繞過渦輪增壓器,既保護引擎,又改善渦輪遲滯現象,使渦輪增壓器能在低轉速下產生足夠的增壓壓力。1972年的Can-Am系列賽中,保時捷成為唯一勇於挑戰渦輪增壓技術的車廠,美國賽車手兼工程師Mark Donohue積極參與了開發測試,6月11日,搭載渦輪增壓引擎的917/10 Spyder在加拿大莫斯波特公園的賽車首秀中,Donohue首次亮相便打破了圈速紀錄達4秒之多,這在賽車界無疑是一項重大突破。

Porsche 917:賽道傳奇,再創巔峰

1972年,Porsche 917/10 Spyder憑藉六場勝利,勇奪Can-Am系列賽冠軍,續寫917在利曼賽事中締造的輝煌篇章。然而,勝利背後卻是一段充滿挑戰的旅程,在霍肯海姆賽道(Hockenheimring)首次試駕時,廠隊車手Jo Siffert遭遇機械故障,所幸引擎專家Schäffer迅速解決問題,讓Donohue從落後兩圈的劣勢中逆襲,最終奪得亞軍。可惜的是,Donohue因傷退出後續比賽,由替補車手George Follmer在亞特蘭大之路賽道上首戰告捷。

1973年,進化版的917/30再創傳奇。其5.4升氣冷式12缸引擎,搭配渦輪增壓技術,可輸出高達1,100 PS(800 kW)的驚人動力,駕駛艙內的增壓控制器,讓車手能靈活調整增壓壓力,在確保引擎耐用性的同時,兼顧燃油效率,Donohue再度展現過人實力,在八場比賽中勇奪六勝,成功衛冕冠軍。然而,隨著賽事規則改變及石油危機的影響,Can-Am系列賽於1974年賽季後黯然落幕。

1972年起,私人車隊開始駕駛917征戰Interserie賽事(歐洲版的Can-Am系列賽)。1975年,保時捷僅參與Interserie,卻在該賽季的壓軸戰中,憑藉首次搭載中冷器的917賽車,創下平均時速355.84公里、最高時速382公里的驚人紀錄,此紀錄更保持長達10年之久,為917的輝煌歷史再添一筆傳奇。

保時捷將研發重心再度轉移至911,並將排氣渦輪增壓技術導入911 Carrera RSR Turbo 2.1。Schäffer表示:「我們得以將從917賽車研發中獲得的寶貴經驗應用於此。」1973年11月,這款擁有約500 PS(368 kW)強勁動力的911,首次於法國南部的保羅·里卡爾賽道(Circuit Paul Ricard)展開測試。

1974年的利曼24小時耐力賽,Carrera RSR成為首款搭載渦輪增壓引擎參賽的車型,在賽場上技驚四座。面對實力強勁的原型車,Gijs van Lennep和Herbert Müller駕駛Carrera RSR仍展現出不凡實力,最終勇奪全場第二名。Schäffer興奮地表示:「這真是太不可思議了!這在以前從未發生過!」Mezger和Schäffer在賽車運動中建立的革命性渦輪增壓技術,為1974年在巴黎亮相的保時捷911 Turbo奠定了基礎,Hans Mezger 將當時最強大的量產跑車的魅力濃縮成一句話:「渦輪增壓引擎在其他引擎力竭之時,仍能釋放源源不絕的澎湃動力。」

Yueh Wu 資深編輯
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