撰文:編輯部,攝影:Lexus 提供
2017/05/06,點閱 4,682

Lexus在動力科技上,採取多元化的發展方向,除了大家最熟悉的Hybrid油電混和動力,近幾年也研發出高效率的2.0L渦輪增壓汽油引擎,而去年甫於國外亮相的全新第五代LS豪華旗艦房車,更是以全新開發的3.5L V6雙渦輪引擎作為動力心臟,可見得Lexus在專精Hybrid之餘,也勇於挑戰新的可能。

LC 500搭載高轉速V8 NA引擎

不過,對於長期支持Lexus的客戶來說,V6與V8自然進氣引擎,才是最經典的動力系統,其寧靜如絲的運轉品質、幾無震動的感官體驗、以及柔順飽滿的加速力道,都令體驗過的人讚不絕口,可說日式造車工藝的代表作。Lexus了解到高端豪華車買家,要的正是這種頂尖的汽車造詣,因此當眾多歐系車大力鼓吹Downsizing之時,Lexus反而為旗下LC 500裝載一具5.0L V8自然進氣引擎,以最純粹的大排氣量NA設定,重新詮釋豪華GT跑車的價值。

LC 500是同級車中少見搭載V8自然進氣引擎的車款,高轉速化調校使其擁有純種跑車的靈魂,高達270km/h的極速表現,更是令人血脈沸騰。

LC 500搭載代號2UR-GSE的5.0L V8自然進氣引擎,在D4-S缸內直噴、Dual-VVTi雙連續可變汽門正時系統與12.3:1的高壓縮比設定下,於7100轉時可發揮477匹最大馬力,而55公斤米最大扭力則在4800轉全數湧現,從紅線轉速自7300轉的設定來看,它可是貨真價實的高轉速NA引擎,多少也是傳承自LFA超跑的賽車精神。

為了讓LC500能夠禁得起長時間高速運轉的考驗,引擎採用輕量化鍛造連桿與鈦合金進排氣閥門,讓引擎轉速反應更加靈敏。LC500在搭配全新開發的10速自排變速箱下,由零加速到100km/h僅需4.7秒,極速高達270km/h,高性能跑車的身分可說毋庸置疑。

職人調校的極致聲浪感官

但是一輛能勾動駕馭魂的跑車,光靠速度是不夠的,更重要的是感官享受,因此這次Lexus工程師在進氣與排氣聲浪上特別下了苦功,可說是以「職人」的等級,來打造出無與倫比的感官享受。在進氣系統部分,特別採用兩段式進氣設計,低轉速使用主要進氣導管以維持靜肅性,高轉速則開啟第二條導管,因路徑較短所以單位時間內提供的進氣量更充足,不只強化引擎性能,也使聲浪變得更加高亢。

聲學工程師為了讓LC 500在低、中、高轉速下都具有不同的聲浪頻率與厚度,以營造令人血脈沸騰的興奮感,所以特別以四個音質特色來調校進氣聲浪,過程中透過職人的經驗與專業車手的建議,不斷地調整引擎聲浪響鳴器與進氣導管的長度與路徑,讓LC500擁有低轉低沉飽滿、高轉彭湃亢奮的聲浪呈現。

代號2UR-GSE的5.0L V8自然進氣引擎可說是Lexus的經典名機,最大輸出達477匹馬力與55公斤米扭力,工程師特別在進排氣系統上進行跑車聲浪調校,使其音色在低轉時渾厚低沉,高轉則奔放嘹亮,讓駕駛者獲得絕佳的感官體驗。

除此之外,排氣音浪也是另一個刺激聽覺感官的來源,工程師在LC 500的排氣系統上增設電子閥門,當轉速低於3600轉時,排氣音會經過消音器,使聲音維持低頻沉穩;而當轉速超過3600轉後,排氣音則會直接從尾管排出,在毫無掩飾之下,排氣聲浪將變得驚心動魄,更加激發駕馭慾望。

獨步車壇的10速自排變速箱

Lexus在自排變速箱的技術上,始終扮演領導者的角色,最著名的例子便是在2006年推出的第三代LS 460,就採用8速自排變速系統,創造出平順、舒適、省油並進的卓越表現。而現在,Lexus為全新LC 500搭載獨步車壇的10速自排變速箱,這也是國內第一部搭載10AT系統的量販車,意義非凡。

LC 500搭載的10AT變速箱,主要訴求包括:強化換檔節奏感、加快換檔速度、提升起步加速性、降低巡航油耗、提升行車靜肅性等幾大項目。從8AT演化至10AT,由於增加兩組前進檔位,因此可以將各檔位的齒輪比率調配得更緊密,也代表每一次換檔後的轉速滑落幅度減少,讓扭力一直保持在峰值地帶,使得LC 500從2至6檔的再加速過程都具有一致的節奏感,不僅樂趣更高,速度累積也更有效率,改善以往8AT變速箱2至3檔齒比落差較大,導致再加速能力不足的問題。

LC 500的變速系統已進化到10速手自排,在齒輪比、扭力轉換器、程式邏輯上都有更具運動化的調校,為性能表現帶來加乘效果。

在齒輪比的設定上,這具10AT變速箱特別降低1檔齒輪比 (相較原8AT減少7.1%),所以起步時加速力道會更飽滿;至於第10檔則正巧相反,採用高齒比設計 (相較原8AT增加14.5%),使高速巡航時引擎轉速落在極低的區間,原廠表示在112km/h定速行駛時引擎轉速值僅1500rpm,較8AT變速箱低了150轉,因此定速行駛的燃耗效率會更加優異。

由於2到6檔的齒比分配更加緊密,所以LC 500衝刺時更具換檔節奏感,連帶油門反應、引擎聲浪都能更直接地傳達而出,挑起駕馭慾望。

這具10AT變速箱除了在節奏感、加速性、節能表現上都比昔日8AT出色外,在換檔速度上也更快、更精準。全新設計的扭力轉換器,從1到10檔都能完全鎖定,使變速箱動力傳遞的耗損量降低,讓引擎轉速與車速得以同步提升,同時換檔反應也會更直接迅速。而經改良的液壓控制系統,與動力管理系統如今有著更密切的搭配,使引擎轉速、車速、聲浪有著更高的同步性,不會出現油門已踩下,加速感或聲浪在慢半拍後才跟上,這代表LC 500可以完全跟上駕駛者的操控意志,忠實地傳達V8引擎的渾厚力量。

LC 500h將Hybrid推向高性能時代

大約十年前Lexus開始將Hybrid系統搭載於RX、GS等車款上,一方面是高科技形象吻合其豪華品牌定位,二方面則是原本便以寧靜為訴求的產品特質變得更加優越,再者其節能與環保表現確實遠遠超越一般汽油與柴油引擎車款,因此Lexus旗下Hybrid車款勢如破竹,在豪華油電車市場中坐擁最高市場占有率。

既然Hybrid已成為Lexus的一大招牌,全新LC雙門跑車就似乎找不到理由放棄這個選項,因此除了前文詳述的LC 500之外,原廠也供應LC 500h油電混和動力版,提供喜愛高科技、環保節能、寧靜舒適的消費者不一樣的選擇。

掀開LC 500h的引擎室,8GR-FXS 3.5L V6汽油引擎整齊陳列在裡頭,乍看之下與其他Hybrid車型沒有太大差別,其實Hybrid核心傳動系統已採用全新一代專屬於LC500h的設計。

表面上,LC 500h的命名方式與其他車款如GS 450h、RX 450h沒有差異,但骨子裡採用的Hybrid系統卻是截然不同,因為LC是一款強調可以進行長途舒適旅行,但又結合卓越操駕性能的跑車,傳統的Hybrid系統強調的是省油、舒適、運轉寧靜無頓挫,但這樣的調性顯然與LC500h格格不入,工程師認為LC 500h應該保有純正的跑車駕駛性格,除了動力傳遞要直接外,也需在變速系統的觀念上進行改變,營造出咄咄逼人的換檔節奏與激昂的高轉速輸出,因此,Lexus發明出新一代專屬於LC 500h的Multi-stage Hybrid多段式油電複合動力系統。

首創高性能Multi-stage Hybrid

接下來我們要針對Multi-stage Hybrid系統的運作原理進行詳解。在Lexus傳統的Hybrid傳動系統架構中,以GS 450h為例,最前端為汽油引擎,後面接上Hybrid變速箱,此變速箱實際上是由MG1馬達、動力分割行星齒輪組、MG2馬達、以及高低兩組減速齒輪所構;在運作時,汽油引擎經過動力分割行星齒輪組後,直接把動力輸往驅動輪,中間並沒有經過減速齒輪是扭力放大,因此車輛在加速時的驅動力主要來自電動馬達,輔以未經放大扭力的引擎動力,在加速力道上難免少了一點味道。

而針對LC 500h開發的Multi-stage Hybrid,則無論引擎或MG1/MG2馬達所輸出的功率,都會經過一套全新製作的4速變速箱進行減速動作,使扭力獲得更有效的放大作用,達到實際的加速能力,這代表LC 500h在全油門衝刺時,性能將遠遠過往的「450h」車系,而總工程師也表示,在測試全新的Multi-stage Hybrid時,以其加速力道,及更優異的51:49前後配重,甚至在蜿蜒的山路可以緊追著前方、多120匹馬力左右的LC 500。

此外,傳統Lexus油電複合動力車在自排模式下,會以類似無段變速系統的方式累積車速,過程中不會有傳統自排變速箱的換檔感受,如此一來便因為過於平順而缺乏豐富的節奏感。這次Lexus工程師則針對這套Multi-stage Hybrid模擬出10速自排的駕駛特性,這使得LC 500h在全油門衝刺時就像10AT變速箱一般有著高潮迭起的快意感受,在一檔加速至50km/h就可將轉速拉至6500轉,不像其他「450h」車系需要到120km/h的車速才能達到6000轉。

因此LC 500h在環保節能之餘,樂趣一樣絲毫不受限。值得一提的是,這10組模擬出的檔位,也比照LC 500的10AT變速箱,將2至6檔位的齒輪比調校得十分緊密,使換檔節奏感更趨一致,至於1檔採用低齒比設計,使其中低轉速的加速性還比現行LS 600hL更快,而第10檔位則採用高齒比,讓高速巡航時的轉速更低,可進一步節省油耗。

Multi-stage Hybrid的最大特點在於引擎與馬達輸出動力後,皆會經由一具4速變速箱將扭力進行放大,再藉由模擬10AT變速箱的換檔機制,使其駕馭感更接近純種跑車。

除了模擬10速自排變速箱的駕馭感受外,LC 500h的變速系統還有AI-Shift Control及DMI (Driver Mind Index) 功能,AI-Shift Control可偵測上下坡與加減速動作,隨路況變化主動選擇最佳檔位,提供最佳化的出彎加速能力及減速效果,即使當Drive Mode Select設定於Normal模式也會保持最佳檔位,更不用說在Sport S與Sport S+模式下卓越運動化表現。

LC 500h模擬的10速自排特別降低1檔齒輪比,使其起步加速更快,2到6檔則採用密齒比,帶來源源不絕的加速快感,可說是史上最具駕駛樂趣的Hybrid跑車。

經過以上針對Multi-stage Hybrid的解說,相信您已經了解LC500h在Hybrid系統運作上與過往的原理完全不同。再回頭檢視其內燃機引擎部分,它採用的是原廠代號8GR-FXS的3.5L V6汽油引擎,經重新修正進氣口管徑,可使駕駛者明顯感受引擎運轉變得活潑、出力也更澎湃,並利用輕量化搖臂與低摩擦正時鍊條,營造敏捷的引擎反應,此外也運用Dual VVT-i (進氣端採用VVT-iW科技) 與D4-S缸內直噴等技術,強化引擎運轉效率,兼顧節能性與高出力。

在這樣的搭配組合下,LC 500h於6600轉時可發揮299匹最大馬力,於4900轉時可發揮35.5公斤米最大扭力,在Multi-stage Hybrid科技加持下,最大可達359匹馬力,0~100km/h加速僅需5秒完成,極速可達250km/h。由此看來LC 500h不僅僅是一輛追求極致節能與寧靜舒適的豪華GT跑車,在性能表現上也緊追LC 500,駕馭快感依舊不減。

搭載高效能鋰電池

Hybrid系統的另一大構成件是電池模組,現有Lexus產品均以鎳氫電池為主,但考量到LC 500h的跑車設計對於空間上的利用更加嚴苛,所以工程師特別為它配置效能更高、體積更小的鋰離子電池模組,讓LC500h的車艙及行李廂空間不受到電池體積的影響,保有實用的空間機能,同時也能供應巨量電壓,使電動馬達瞬間爆發力更強勁,提升加速反應。

為了在有限的空間內提供充足電能與大電壓,因此LC500h換上全新設計的鋰離子電池模組,使其兼顧良好的空間機能與強勁馬達性能。

工程師利用衛星系統的結構來設計LC 500h的鋰電池模組,每項構件的體積得以縮小,以利進行更有效的空間規劃,相較於LS 600hL的鎳氫電池,LC 500h的電池體積大幅減少20%,重量更減輕35公斤,更輕巧的設計讓電池可以往前移動95mm,騰出更多的行李廂空間。此外高效鋰電池單位體積的蓄電量遠遠高過於鎳氫電池,LC 500h只使用84個鋰電池就產生310.8V高壓,相對而言LS 600hL使用240個鎳氫電池,電壓則是較低的288V,鋰電池的卓越效能可見一班。