不排廢氣只排空氣　保時捷開發新型引擎

記者鍾釗榛／綜合報導

▲保時捷針對氫燃料內燃機的發展潛力研究中進行測試。（圖／Porsche提供）

保時捷工程公司在一項針對氫燃料內燃機的發展潛力研究中進行測試。結果顯示這具高性能動力單元的廢氣排放品質和環境中的空氣十分相近。

保時捷正在同時開發用於未來車輛的各種動力解決方案，包括混合動力系統、純電力驅動以及高效率內燃機。而氫燃料展現的潛力，足以代替傳統燃料或合成燃料（eFuel），也是保時捷工程公司正在研究的對象。

目前全球都在研發氫燃料引擎，眾人目光的焦點放在平均容積效率僅約50kW/L、動力相對較低的商用車上。保時捷工程公司資深引擎模擬工程師 Vincenzo Bevilacqua 表示：「對於一般乘用車而言，這樣的性能並不足夠。因此，我們正進行一種氫燃料內燃機的概念研究，目標除了要能夠擁有與當前的高性能汽油引擎相匹敵的馬力和扭力之外，還希望達到低耗能，以及廢氣排放品質可維持與一般大氣相同的潔凈程度。我們以一具現有的4.4 升八汽缸汽油引擎進行測試，或者更確切地說，是使用引擎性能模擬器，以其數據虛擬執行整個研究。」

為了適應氫燃料，引擎調整成具備更高的壓縮比和燃燒效率，但最重要的是，導入全新的渦輪增壓系統。Bevilacqua 解釋道：「為了讓氫氣達成潔淨燃燒（clean combustion），渦輪增壓器一方面必須提供使用汽油燃料時兩倍的空氣量，另一方面，氫氣燃燒較低的排氣溫度卻又會導致排氣端推進能量不足。」傳統的渦輪增壓器無法克服這種差異，因此，保時捷工程公司研發了四款力量更大的渦輪概念來替代，其中也包括源自賽道科技的技術。

所有系統都由多個具備電動輔助的渦輪增壓器組成，部份渦輪增壓器會在進氣系統或電動渦輪加裝額外的控制閥。Bevilacqua表示：「在標準測試中，每個渦輪增壓系統都展現出各自的優、缺點。因此，想要選擇出正確的系統，我們必須回頭檢視氫燃料引擎需要配合的條件內容。」考量到研究時的需求，團隊最終選擇具有背對背渦輪的渦輪增壓系統，這種設計的特點是兩個渦輪採同軸設計，透過共用軸可利用渦流或電動輔助馬達來驅動兩個渦輪，空氣流經第一個渦輪後由中冷器降溫，然後在第二階段進行再次壓縮。