V8勢力向上延伸從新世代引擎發展看跑車趨勢

這是個奇怪的現象，明明經濟不景氣，原物料、人力、加工的成本愈來愈高，為何跑車卻多如雨後春筍？連向來不造跑車的品牌也顯得躍躍欲試？並且這些新跑車多半搭載V8引擎，還都是全新開發的厲害V8，這究竟是怎麼一回事？

開場一連問了三個問題，答案皆與M型社會有關。所謂M型社會，指的是貧富差距拉大使中產階級掏空，也等於汽車消費族群呈現兩極化，購車大宗不是有錢人就是貧寒大眾。試想貧寒大眾要存多久錢才能買一部車？即使買得起，也不可能是昂貴的汽車，難怪車廠紛紛開始重視高價車款。

至於M型社會的另一端，也就是有錢人的市場，這才是車廠積極爭取的客層。以往高級車的客層是封閉的、老化的，而今訊息爆炸，有錢人轉而變成開放、年輕，亦比從前更重視汽車的特色。什麼樣的汽車最具特色？最容易蠱惑購買慾望？當然是跑車，不斷地製造加速成績是票房保證，再來一套誘人的外表，一部能賣得高價的產品儼然成形。

然而，有錢人的錢並不是那麼容易賺的，除了品牌要好，產品實力更不能令人氣短。跑車的實力不外乎性能，偏偏目前發展汽車性能遇上了環保的層層約束，各個國家對於油耗及汙染的限制日益嚴苛，如此限制大幅窄化車廠的發展方向，各家的引擎規格變得差距不多，於是BMW出V8、M.Benz出V8、Audi也出V8，進而衍生出時下的V8潮流。

高轉速V8相繼問世
機件強度要求增高

以往市售V8引擎的主要搭載對象是高級房車，出發點為舒適、並不講究性能；再者，為了攤提V8的開發成本，除了房車外，同一具引擎更要運用於LSUV。這樣的V8絕不可能是正格的跑車引擎，除了依靠大排氣量製造扭力，在馬力方面並無成就。

關於跑車引擎的訴求，除了馬力更要兼具輕量化，當決定開發跑車引擎時的首要任務就是全新打造汽缸本體，其中的主要環節是採用更先進的材質，其原因有二：一是引擎為全車重量最高的組件，過重的引擎將深度影響車身的配重與操控。

以往V8引擎採用的汽缸本體均為鑄鐵製造，要達成輕量化根本是不可能的任務，至於汽缸本體，這又是體積最大的引擎零件，只要能改變引擎本體的材質，便能有效減輕引擎重量。

第二是為了追求馬力與彎道牽引力，跑車引擎必須擁有高轉速的能耐，如此一來的產物是震動，也表示這具引擎不可能耐用。降低震動的方式除了掌控迴旋機件的平衡，還有減少摩擦耗損，所以汽缸本體的缸壁處理成為一項重點，方能確保運轉的滑溜順暢。

目前最新的V8引擎，引擎本體材質清一色改為鋁合金，鋁合金的優點是重量輕、散熱佳，缺底是硬度不夠、剛性不足。關於其弱點的問題，目前則是由添加增強硬度的成分來解決，例如BMW便為M-Power引擎加入17％的矽，即達成逼近F1等級的缸體強度。

一旦擁有了高強度的素材，便能精骨削肉、徹底瘦身，砍掉那些不必要的補強肋條與薄化缸壁，這才是真正有意義的輕量化。

新世代V8大幅採用高強度鋁合金材質，整顆引擎的重量約莫200kg上下，即使排氣量達到6.3升的AMG 63系V8引擎，淨重也只有199kg而已。

除此之外，我們也看不到缸套的使用，而是直接在汽缸壁鍍上硬化材質，這麼做的優點是直接避免缸套與本體兩種材質的密度與散熱變化，有助於徹底的輕量化。例如M.Benz AMG 6.3 V8便採用TWAS（Twin Wire Arc Spraying/雙金屬絲弧形擴散）的表面處理技術。

至於其他的引擎機件，同樣要在輕量化與剛性之間取得平衡。像是負擔最重的曲軸必須採用高密度鋼材，再以鍛造方式製作。鍛造的優點不只為高剛性，經過鍛造的材料密度比鑄造均勻，更可確保每個配重錘的精密度，進而能抑制高轉速的震動。

最後有關聯性的活塞、連桿、氣門等零件也必須符合高剛性、輕量化的標準，方能通過高轉速的考驗。

現今的高性能V8已不再裝設缸套，而是直接在缸壁鍍矽減少摩擦阻抗。

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追求扭力最佳管道
引擎肚量愈來愈大

德國改裝界有一句名語「Bigger is better」，提昇動力性能的方式有許多種，到頭來唯有增加排氣量才是王道。這道理不難理解，無論是二行程、四行程、增壓、自然進氣，所有內燃式引擎的力量均來自燃燒油氣，燃燒的油氣愈多力量也就愈大。

當然，排氣量並非無限上綱，而是在環保及油耗的限制之下作最大發揮，近代一共發生過兩次石油危機，耗油的大排氣量引擎無疑是過街老鼠。

那麼，為何近來車廠逐漸增加引擎的排氣量？這自然是為了追求動力，但並非毫無限制，而是在符合環保的控制之下有條件的加大排氣量。

有趣的是，這些提高排氣量的引擎油耗不升反降，可以理解的原因是大排氣量帶來了飽滿的低速扭力，不需要時常拉高轉速，所以能降低油耗。

不過，要如何增大排氣量必須經過不斷測試，在油耗、性能之間做出取捨，這也牽涉缸徑、行程的搭配，例如活塞直徑愈大，即擁有較大的氣門面積，相對進排氣效益更佳。另一方面，如活塞尺寸愈大，汽缸的總長度便隨之拉長，反而不利於配重。

活塞直徑的取捨攸關出力特性，較大的活塞有利於氣門面積和爆發力，同時也容易增加高轉速的延伸性。

至於曲軸的行程搭配，可說是曲軸行程縮短等於活塞往復距離減少，如此雖有利於高轉速運轉，卻也喪失了低速扭力，可是一旦加長了曲軸行程使低速扭力增加，問題又難免在於高轉速的震動。

一般加大排氣量的方式，不外乎擴大汽缸內徑或拉長曲軸行程，由於新一代引擎的本體十分緊湊，各缸之間的距離相當接近，已無再加大活塞直徑的空間，唯有加長行程才能提高排氣量。

按理來說，加長行程必須降低最高轉速，以避免活塞速度過高，然而最近許多大排氣量的V8引擎轉速高達7000～8000rpm，可以想見現在的材料技術有多先進。

4.5.BMW New M3搭載的4.0 V8引擎最高轉速達8400rpm，其背後武器還包括了多喉直噴歧管的運用。

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動力躍進因環保驅策
缸內直噴強化燃燒率

成功降低V8的引擎重量以及強化運轉機件之後，真正的大魔王才要來臨。一般認為環保法規是性能的頭號敵人，限制了引擎性能的發展，但事實上筆者卻覺得這些嚴厲的環保規章，大幅促使了引擎技術的進步。

我們從數據來看，Ferrari 348的排氣量為3.4升、最大馬力300hp，馬力容積比是88.105hp/L；最新的F430 Scuderia為4.3升輸出510hp，馬力容積比進步到118.384hp/L。

兩者之間的年代落差超過20年，任誰也明白，Ferrari開發348的年代並不講究環保，倘若環保規章之於性能如枷鎖上身，為何新一代的Ferrari動力愈來愈強悍？排出來的廢氣卻愈來愈乾淨？

此重點在於燃燒效益，當引擎的燃燒效益得到改善，油耗與排氣的問題自然不難解決，這裡所說的改善燃燒效益，不只是單方面的強化性能，而是增加最佳燃燒效益的範圍。

按照理論，一具引擎只會有一個最佳動力，也就是最大扭力出現的轉速區域，超過或是不足此區域均無法得到最佳燃燒效益。

可變氣門正時技術延長了有效動力帶，而缸內直噴則大幅加強燃燒效率，這也是新世代V8引擎出力愈來愈大，油耗與排廢氣表現卻日漸提昇的關鍵之一。

然而，我們不可能一上路就將引擎轉速維持在最大扭力值，所以才要增加真正有用的動力帶範圍，這便需要導入控制進排氣正時的氣門揚程、凸輪軸角度等可變機構。

這些可變機構的名詞並不讓人陌生，諸如VVT、VANOS、VTEC、VarioCam Plus等在此不再贅述，除此之外，筆者認為最值得一提的是缸內直噴，這是一種造成稀薄燃燒的供油技術。

顧名思義，稀薄燃燒就是供應較少的燃油，最直接的好處是節省油耗、缺點卻是降低性能，因為引擎動力來自油氣的燃燒。

而缸內直噴可將燃油直接輸送到燃燒室中心點，也就是火星塞附近，一般噴射方式是將燃油與空氣先行混合再吸入燃燒室，當點燃壓縮油氣的當下，遠離火星塞的燃油其實是浪費的。

缸內直噴可將燃油的供應量降至最低，造成稀薄燃燒，有了這項技術當基礎，便能將同一具引擎設定成省油或性能取向，甚至是兩者兼具。

最好的例子就是Audi的4.2升V8，使用在S4身上為335hp，更換強化機件與引擎管理系統之後，搭載於RS4與 R8身上便暴增為420hp！如此多樣的變化，缸內直噴絕對是居功厥偉。

F430 Scuderia的4.3升V8心臟出力調升至510hp/8500rpm、47.4kgm/5250rpm，堪稱是現今公升馬力最佳效率的代表。

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中置後驅並非唯一
V10極致但不切實際

中置後驅是跑車的不二選擇，事實上早年的跑車主流是前置後驅，我們以Ferrari為例，80年代之前的該廠市售車大多搭載V12引擎，這麼大的引擎當然要擺在車頭，也因引擎的體積巨大，除了動力也換來極高的車頭負重。頭重尾輕的配重自然不利於操控，而Ferrari一直到1967年推出Dino 206GT之後，才正式將中置後驅列為主力。

Audi R8的出力僅420hp，但在鋁合金車體與鈑件達成的輕量化優勢下，加速與操控都有著不俗的表現。

中置後驅的優點是引擎重心就在車身中央，有助於操控性的發揮，然而現今的跑車已不受限於這種配置，車廠可針對適合自身產品的屬性，創意式的選擇引擎位置、驅動方式。

限制減少的原因在於車架技術的進步，更與新世代V8引擎的表現有關，目前採用全鋁合金製造的V8引擎重量可控制在200kg左右，動力輸出卻可達到400～500hp，在以往這通常是排氣量超過6.0升或是V12才能達到的水準，如今以V8架構就能產生這種功率。

更輕巧的引擎、更小的空間、更強勁的動力，車廠可以任意進行配置而不影響表現。說至此處，我們不得要再次提到Audi，旗下的R8便是在如此條件之下，結合集團內的Quattro四驅技術、AFS鋁合金車架及420hp的4.2升V8 FSI引擎，這款將集團資源完全發揮而出的跑車，在製造成本與技術成就之間取得了平衡，確實是其他車廠學習的範例。

據聞Gallardo即將要推出一款V8版的入門車型，相信引擎應是來自 Audi的4.2 FSI。

隨著V8的性能提昇，相對也壓縮了V10與V12引擎的空間。假如在不設限制的情況之下，筆者認為V10引擎是最佳的跑車動力，V10的體積、重量比V12小，馬力的發揮空間也十分寬裕，可謂是最均衡的選擇，不過卻始終無法成為跑車市場主流，原因是成本過高。

至於V12引擎則仍有一定市場空間，儘管它又重又貴但還是頂尖車款的最愛，只是真正打造V12跑車的車廠只有Ferrari，其他採用V12引擎的車廠主要用途是製造GT跑車。與傳統跑車不同的是，GT適合於長途駕馭，需要大排氣量帶來的低轉速大扭力特性，車身重一點並不會帶來太多的影響。

以上分析是何以當今跑車主力為高性能V8的原因，當然，這些高性能V8是經過長期摸索得來，適合於當下環境的結果，這也不是絕對的動力款式，例如日系車廠Honda與Toyota便選擇V10引擎作為新款跑車動力，Lexus LF-A與下一代NSX的V10引擎即來勢洶洶（編按：NSX的引擎尚未拍板定案，但採用V10的機率頗高），能否撂倒歐系跑車？

挑戰Porsche、Ferrari？筆者從未懷疑這兩家車廠的引擎技術（他們的技術甚至比歐系車廠更強），真要質疑的還是車架與懸吊功力，這才是任何一款成功跑車的核心價值。