探索Koenigsegg Gemera小型三缸引擎如何提供600匹馬力

三汽缸雙渦輪,六百匹馬力,道路合法,這種數字看過沒? 今天的主角正是Koenigsegg Gemera。這部非常複雜的外星科技超跑動力來自後方左右邊的兩顆電動馬達(各500hp/102kgm)並各有獨立式的單速變速箱將動力傳輸至左右各方後輪。縱向的夾在中間下方的則是Tiny Friendly Giant(TFG),意思是超小型友善的巨獸,這顆三汽缸的內燃機引擎提供的動力高達600hp/83kgm,曲軸尾端還夾著另一顆提供400hp/69kgm的馬達。

如果你把剛剛提到的動力來源加在一起你會發現總共是2000匹馬力!但是因為電池和馬達都有動力輸出的限制,以及馬達和引擎的巔值輸出點不同,因此這台車的最大馬力為1700hp,以下提供一個表格說明動力輸出狀況。

Gemera同時也是Koenigsegg推出的第一部四輪傳動車款,其實引擎和第三顆電動馬達只負責向前輪提供動力,動力從後方透過碳纖維傳動軸往前送至差速器,並由齒輪和多片溼式離合器來分配動力,因此左右前軸都可以完全鎖死和分離,四輪也都有扭力控制器所以如果在高速公路上穩定行駛時,系統會自動切入前輪傳動模式。電動馬達的動力來源則是一顆16.6 KWh(800福特)電池,這顆電池在電動模式下續航力高達五十公里,且可以靠再生制動煞車和直接插電進行充電的動作。這部車的總續航力則高達1000公里。

TFG是一顆非常不可思意的2000 c.c.直列三汽缸引擎,95mm直徑的汽缸和93.5mm的衝程就算是跟自家V8的汽缸比起來都很大。通常我們看到的小型引擎如果有驚人的動力通常都來自高轉速或是高增壓,這顆引擎只是小它不是小孩所以不做選擇通通都要,增壓值高達2 Bar(29 Psi),轉速高達8500rpm。如果拿Honda(本田)S2000來做比較,這顆引擎的進氣量高出三倍,一公升300匹馬力的水準也讓Gemera成為世界上最高馬力的三汽缸引擎,比第二名高出了2.5倍,同時也成為了世界上最大馬力的合法道路用2000 c.c.車款,引擎重量也只有70公斤。

這些數據裡有個非常有趣的地方,那就是93.5mm的汽缸衝程搭配超高的8500rpm轉速紅線區,這個組合非常的奇怪,因為活塞移動的速度非常快,其速度可以用(2X衝程長度)X(轉速/60)計算,依照此公式算出的TFG汽缸速度為25.5公尺/秒,相較於Honda S2000的9000rpm轉速和84mm的衝程,其活塞速度為25.2公尺/秒。現在的F1引擎則是1,600 c.c.,轉速高達15,000rpm,汽缸衝程53mm,活塞速度為26.5公尺/秒,也就是說Gemera的引擎活塞速度和F1一樣快,汽缸比Koenigsegg自家的V8還要大,同時又擁有29 Psi的增壓值。另外,別忘了這具引擎也使用Koenigsegg的Rree Valve技術,因此異於傳統引擎使用凸輪軸來進行汽門開關的動作,Free Vale和一般凸輪軸的最大差異在於凸輪軸只有在凸出的那一個點可以將汽門全開,但是Free Valve是透過氣動閥來控制每個汽門的開關,因此進氣量如下圖(左方:傳統進氣圖,右方為Free Valve圖)

這項技術使Gemera能夠獲得更大量的進氣和動力,也就是說Gemera有VVT,但又同時擁有VVL和VVD。Nissan(日產)和BMW(寶馬)的VVL可以控制汽門的高度但同時也必須調整開關時間,但是因為Free Valve是靠氣動閥觸發的,因此可以只改變高度但不用改變開關時間,最後它還有Hyundai(現代)的VVD可以自由控制汽門開關持續時間的特質,也就是說這是史上第一個同時擁有汽門正時(VVT),汽門升程技術(VVL),可變汽門時段(VVD)的引擎,因此駕駛可以在任何時候任何轉速下進行這些動作,來獲得最大動力輸出或是進行節能省油,減少廢氣排放。這麼利害的引擎它的缺點是什麼呢?首先,它非常貴,再來就是它有夠複雜,所以你要有照顧它的決心,不要因為它只有2000 c.c.又可以榨出600匹馬力就認定其他車牌都是笨蛋都不會造車,其實不是它們做不出來,而是不想做出這麼高成本高價位高保養費的商品。

你可能想問,這引擎是雙渦輪設定,那兩個渦輪是要怎麼分配給三個汽缸?答案是每個汽缸都各有兩根排氣通往兩個不同的渦輪,而在低轉速時Free Valve會將第二顆渦輪的氣管擋住,將所有的氣排至第一顆渦輪。當引擎轉速拉高時會開啟第二顆渦輪,並使兩顆渦輪全速運轉開啟,輸出最大動力,在2000~7000rpm時輸出高達62kgm的扭力。

變速箱的部分則是與旗下的Agera一樣是單齒比的傳動系統,因此後面的微型Friendly Giant引擎配合馬逹將扭力送往前方齒比2.68:1的傳動系統。後方的部分則是左右邊各自有獨立的變速箱,齒比為3.325:1。依照我們得到的數據計算扭力,前:(600+500)X 2.69 = 2960,後:2(1000)X(3.325)= 6650,所以l=  Speed:-> 9610Nm? 但是Koenigsegg表示正確數字為:11,000 Nm,也就是1,121kgm,因為前方的液壓聯軸器可以在3000rpm以內將扭力倍增,並在高速時鎖定提升效率。齒比相較於其他車款可能有些低,但是因為那超高的扭力所以這台車依照Koenigsegg的說法可以達到400km/h的最高時速,並在1.9秒完成0-100km/h的加速任務,也就是說如果你相信這樣前所未見的Hypercar種表現,它可以帶給你1.49 G的貼背感。

而在計算前後輪的尺寸,扭力和齒比的結果,Engineering Explained的Jason表示在不計算輪胎變形的前提以及前後實際可逹到的傳動比,這台車可以達到418.5km/h的最高時速,以上的資訊是不是相當的新鮮又有趣呢?趕快分享這台外星科技超跑的資訊給朋友們看看吧!

 

 

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