張為揚

撰文

Luxgen 提供

攝影

118,143

2012

12月

28

面對日益嚴苛的環保法規,汽車引擎的發展自然也得承受越來越多的挑戰,雖然油耗與排汙標準不斷向上修正的趨勢,使得各車廠不得不持續開發排氣量較小的新引擎,然而,消費者對於性能的要求卻沒有因此減少;所以歐美各大車廠在降低引擎排氣量之餘,第一個想到的解決方法便是替它們加入更有效率的渦輪增壓技術,搭配日本 Aisin 變速箱,除了能讓排氣量 2.0 升的渦輪增壓引擎具有可媲美超過 3.0 升自然進氣引擎的性能,還能擁有更佳的油耗與廢氣排放表現。

Luxgen7 MPV、Luxgen7 SUV
高效 2.2 升渦輪增壓引擎+Aisin 5 速手自排變速箱

沒有歷史、其實也等於沒有包袱,能夠擁有全新的開始,所以當 Luxgen 工程團隊在著手替 Luxgen7 MPV、Luxgen7 SUV 兩款新車開發引擎時,在考量國際趨勢、消費者需求、油耗、性能與稅制後,便將排氣量鎖定在 2.2 升,並替它導入渦輪增壓系統,且與 1951 年成立於法國的 LMM (Le Moteur Moderne) 專業引擎開發調校工廠合作,以國內華擎機械自主研發設計的 GS 系列引擎為基礎,開發出這具 2.2L MEFI (Multi-Electronic-Fuel-Injection) 多點噴射渦輪增壓引擎。

搭載於 Luxgen7 MPV 與 Luxgen7 SUV 的這具 2.2 升渦輪增壓引擎,基礎源自國內華擎機械自主研發設計的 GS 系列引擎,由 Luxgen 工程團隊主導開發、LMM 協助調校,採用了鋁合金本體及上座,總重僅 135 公斤,比同級排氣量引擎輕約 13%,且擁有更好的散熱效應。

長期一直與 Peugeot、Renault 等歐美車廠擁有密切合作關係的 LMM,是全球專業飛機與汽車引擎的開發調校商,超過半個世紀以來,已在引擎的開發與調校上累樍了極為豐富之經驗,且在汽車廠商中極負盛名;所以在這具由 Luxgen 主導開發、LMM 協助調校的全新引擎上,不但採用了與國際大廠相同的鋁合金本體及上座設計,總重僅 135 公斤,比同級排氣量引擎輕約 13%,實現引擎輕量化的第一個步驟。更進一步採用了鍛造曲軸、一體式鋁合金曲軸箱等,能讓動力輸出更為順暢,並達到「高強度」、「高耐衝擊性」、「高耐磨」、「高運轉平衡」四大需求,且減振平衡軸與汽缸本體更以極為特殊的「同軸式同步加工」製程打造,以達最佳精度,進而實現降低油耗、提昇運轉精緻及耐用度的目標。

這具採反置式設計的渦輪增壓引擎,渦輪增壓系統找來國際渦輪增壓大廠 Garrett 為它開發,不但提昇了引擎運轉效率,且有效消弭了渦輪遲滯現象,讓引擎在極低的轉速下便能擁有不俗地輸出。

引擎本體與上座採用鋁合金的原因,除了鑄鐵與鋁合金材質的比重約為 1:0.35,也就是說鋁合金引擎的重量僅是一般鑄鐵之 1/3 而已,因此採用全鋁合金設計的 2.2L MEFI 渦輪增壓引擎,可降低車頭重量、有利車身前、後配重,同時降低車重有利於提昇油耗表現;此外,鋁合金的熱傳導係數為鑄鐵的 2.3 倍,其散熱快的特質,可消弭引擎重要部件因為高溫而受損、減少引擎積碳,讓引擎常保極佳的運轉效率,進而提昇引擎使用壽命,同時擁有更乾淨的廢氣排放。

而且這具引擎亦採反置式設計,進氣歧管位於引擎前端,由車頭進入引擎室的冷空氣可直接對進氣歧管予以冷却,降低進氣溫度、提昇進氣效率,排氣端位於引擎後方,可大幅縮短排氣頭段與觸媒之間的距離,高溫廢氣能迅速排進觸媒,讓觸媒在最短時間內達到工作溫度,可縮短冷車高怠速熱機時間,兼具環保與省油的效果。

除了與 LMM 合作引擎調校、由國際系統整合專家 Delphi 來做引擎動力的整合外,渦輪增壓方面、Luxgen 則是找來國際專業渦輪增壓大廠 Garrett (全球約 50%車廠之渦輪增壓器均來自該廠) 為它開發,並在顧及提昇引擎運轉效率、消弭 Turbo Lag (渦輪遲滯) 現象的條件下,讓引擎在極低轉速時便能擁有強大的扭力輸出,不僅內建冷卻水套,並將潤滑系統與引擎機油循環予以整合,輔以機油冷卻器控制機油溫度,讓渦輪增壓器常保於高效率的狀態,同時亦可大幅提昇耐用度,過程中工程團隊實驗過不下 50 種不同規格的增壓器,並進行數百次的測試,以尋得最適合此具引擎之增壓器規格。

Garrett 替 Luxgen 的這具 2.2 升渦輪增壓引擎之增壓值設定在 0.4∼0.7bar 之間,所以只需極低的廢氣量即可推動廢氣端渦輪葉片,讓進氣端葉片運轉,使引擎在極低轉速時便能擁有強大的扭力輸出,並內建冷卻水套,將潤滑系統與引擎機油循環予以整合,可大幅度的提昇耐用度。

於是,這具實際排氣量 2,198c.c.、採 4 缸 DOHC 雙凸輪軸 16 汽門設計,缸徑與行程分別為 86.0mm 與 94.6mm 的 2.2L MEFI 多點燃油噴射渦輪增壓引擎,增壓值設定為 0.4∼0.7bar 之間,只需極低的廢氣量即可推動廢氣端渦輪葉片,讓進氣端葉片運轉,不但能在引擎轉速 5,200 轉時、輸出 175 匹的最大馬力,也因而擁有高原式的扭力峰值輸出,能在引擎轉速 2,500∼4,000 轉之間、釋出 28.0 公斤米的最大扭力,提供足以負荷 Luxgen7 MPV 與 Luxgen7 SUV 這兩款休旅車的性能。

這具實際排氣量 2,198c.c.的 2.2 升多點燃油噴射渦輪增壓引擎,增壓值設定在 0.4∼0.7bar 之間,能在引擎轉速 5,200 轉時、輸出 175 匹的最大馬力,且擁有高原形的扭力輸出,能在引擎轉速 2,500∼4,000 轉之間、釋出 28.0 公斤米的最大扭力。

有了充足的輸出後,要讓這些動力忠實地傳遞,當然得搭配表現優異的變速箱,所以 Luxgen 的工程團隊便找到了同樣在汽車製造業中頗具盛名的日本 Aisin,由 Aisin 替這具引擎調校了一顆 5 速手自排變速箱,並透過不同參數設定來加以微調出適合兩款不同車型的齒比與換檔程式。

隸屬 Toyota 集團旗下的 Aisin,前身為創立於 1943 年的 Tokai Hikoki Co.,早年是飛機引擎的製造商,於 1945 年時才投入汽車零件的研發與生產,並於 1969 年更名為 Aisin,正式投身變速箱、底盤、汽車電子元件等的開發;所生產的變速箱強調「小體積」、「高效率」,合作夥伴包括 Volvo、Cadillac、Land Rover 等知名品牌。

而在 Luxgen7 MPV 與 Luxgen7 SUV 上的這具 10 模式 5 速手自排變速箱,不但採用 3 組行星齒輪、大幅縮短縱向體積,且前段採用鋁合金外殼、重量僅有 82.3 公斤,若再加上 7.06 公升的變速箱油,總重也只有 90 公斤而已,較一般自排變速箱輕了 10%之多,並具有自我學習模式,當車主經常深踩油門時,變速箱會自動延後升檔時機,當車主頻頻淺踏油門一段時間後,變速箱則會自動提前升檔時機,讓車輛擁有較平順的動力輸出,同時節省油耗。

Luxgen7 MPV 與 Luxgen7 SUV 的這具 10 模式 5 速手自排變速箱,採用 3 組行星齒輪的設定,前段採用鋁合金外殼、重量僅有 82.3 公斤,較一般自排變速箱輕了 10%之多,並具有 6 種自我學習模式,以及 ECO mode 智慧經濟模式、手排模式、上下坡模式與雪地模式共 10 種行車模式。

此外,這具聰明的變速箱還擁有手排模式,駕駛者可以完全手動方式控制換檔操作,甚至引擎身處斷油區內,變速箱都不會換至下一檔,但如果引擎轉速過低,變速箱則會依狀況自動切入低檔,並提供 6 種自我學習模式,以及 ECO mode 智慧經濟模式、手排模式、上下坡模式與雪地模式共 10 種模式,更貼近駕駛者的實際需求。

Luxgen5 Sedan
1.8 升渦輪增壓+5 速手排或手自排 / 2.0 升渦輪增壓+6 速手自排

成功推出以 2.2 升渦輪增壓引擎搭配 Aisin 5 速手自排變速箱的 Luxgen7 MPV 與 Luxgen7 SUV 後,Luxgen 在進軍國產中型 4 門房車市場的震撼彈:Luxgen5 Sedan 上,同樣也選擇了以小排氣量引擎配置渦輪增壓技術的方法,讓兩具排氣量分別為 1.8 升及 2.0 升的渦輪增壓引擎,具有可超越同級 2.0 升自然進氣引擎的性能,並兼顧油耗與廢氣排放。

Luxgen5 Sedan 所搭載的動力心臟,研發自 Luxgen7 MPV 與 Luxgen7 SUV 所搭載之 2.2L MEFI 鋁合金渦輪增壓引擎的本體與結構,並在房車尺碼較小、車重較輕的考量下,將排氣量減至 1.8 升與 2.0 升,並再度請來 Delphi 為它重新調校引擎及變速箱的控制程式,搭配出適合 4 門房車的動力設定。

Luxgen5 Sedan 所搭載的動力心臟,研發自 Luxgen7 MPV 與 Luxgen7 SUV 所配置的 2.2 升渦輪增壓引擎本體,並在房車尺碼較小、車重較輕的考量下,將排氣量減至 1.8 升與 2.0 升,且換裝體積更輕巧的三菱重工 3 號渦輪,讓這兩具 1.8/2.0 升渦輪增壓引擎的重量分別只有 126 及 132 公斤。

也由於採用和 Luxgen 的 2.2L MEFI 渦輪增壓引擎相同地本體,已在鋁合金本體和汽缸蓋、鍛造曲軸、一體式鋁合金曲軸箱等部分進行了輕量化工程,所以為了再減輕引擎重量,Luxgen 工程團隊特別替這兩具排氣量分別為 1.8 升與 2.0 升的引擎,使用了體積更輕巧的三菱重工 3 號渦輪,並將通過中央冷卻器 (Intercooler) 後段的渦輪管路改為塑膠材質,讓這兩具 1.8/2.0 升渦輪增壓引擎的重量分別只有 126 及 132 公斤,不但幫助車體減重,也透過減輕車頭重量的方式,讓車頭轉向反應更為敏捷,進一步提升操控。

Luxgen5 Sedan 的 1.8/2.0 升渦輪增壓引擎不但在本體、汽缸蓋、鍛造曲軸及曲軸箱等部分採用了輕量化的鋁合金材質,為了減輕引擎重量,還使用了體積更輕巧的三菱重工 3 號渦輪,並將通過中央冷卻器 (Intercooler) 後段的渦輪管路改為塑膠材質。

而為了降低油耗與排汙,並兼顧性能上的需求,這兩具新引擎還導入了 VVT (Variable Valve Timing) 進氣可變汽門正時設計,能較搭載於 Luxgen7 MPV 及 Luxgen7 SUV 的 2.2L MEFI 渦輪增壓引擎再減少 2%的油耗,且性能表現相差無幾;此外,Luxgen 工程團隊還特地替它們導入賽車級的新一代 WST 金屬潤滑處理,透過高熱與使用 40∼200 微米的鋼珠,以超過 100m/sec 的高速對對金屬表面進行處理,在金屬成品表面形成高硬度與高潤滑性表層,大幅提高引擎機件耐用強度及耐磨耗特性。

因此,不但缸徑及行程為 86mm 與 77.4mm、實際排氣量 1,798c.c.的 1.8 升 VVT 渦輪增壓引擎,可在引擎轉速 5,200 轉時、輸出 152 匹最大馬力,引擎轉速 2,000~4,400 轉時、提供 23.5 公斤米的最大扭力 (引擎轉速 1.800 轉便可輸出 85%的扭力);缸徑及行程為 86mm 與 86mm、實際排氣量 1,998c.c.的 2.0 升 VVT 渦輪增壓引擎,可在引擎轉速同樣 5,200 轉時輸出 170 匹最大馬力,於引擎轉速 2,000~4,000 轉的高原間、提供 26.1 公斤米最大扭力。

除了表現直逼排氣量 2.5 升的同級 4 缸自然進氣引擎外,輸出數據與 Luxgen7 MPV 及 Luxgen7 SUV 的 2.2L MEFI 渦輪增壓引擎相較亦毫不遜色,並曾在 Luxgen5 Sedan 2.0 的原廠標準測試 (空車加上 180 公斤的負載物) 中,跑出由靜止加速到時速 100 公里僅需 8.48 秒的內部成績,且在專業測試機台上進行過 500 小時的綜合耐久測試:項目包括全負荷最大馬力測試、高油溫/水溫測試、超高速測試、換檔耐久測試,以及 560 小時的共振耐久測試。

就以上兩張引擎輸出曲線圖來看,位於右側的 1.8 升 VVT 渦輪增壓引擎,可在引擎轉速 5,200 轉時、輸出 152 匹最大馬力,引擎轉速 2,000~4,400 轉時、提供 23.5 公斤米的最大扭力,左側的 2.0 升 VVT 渦輪增壓引擎,則可在引擎轉速同樣 5,200 轉時、輸出 170 匹最大馬力,但引擎轉速 2,000~4,000 轉的高原期時、可提供更大的 26.1 公斤米的最大扭力,且兩具引擎在轉速 1.800 轉時都可輸出 85%的扭力。

至於變速箱的搭配上,擁有兩種引擎配置的 Luxgen5 Sedan,依照排氣量與車型差異共有三顆變速箱的選擇,其中 1.8 升車款可搭載 5 速手自排變速箱或 5 速手排變速箱,而 2.0 升車型則是搭配 6 速手自排變速箱。

Luxgen5 Sedan 1.8L 所採用的「5F23」5 速手自排變速箱,出自成立於 2001 年、專門生產變速箱,且隸屬韓國 Hyundai 集團旗下的 Powertech,體積輕巧、採用高強度的新型鋼材和低噪音齒輪來提升變速箱的耐久性與安靜性,並具備手自排 (Sports Mode) 模式;手排車型則是使用原始設計為日本三菱代號「F5M42」的 5 速手排變速箱,1 到 5 檔的齒比依序為:3.583、1.947、1.379、1.030 及 0.767,倒檔及終傳的齒比則為 3.363 和 4.058。

Luxgen5 Sedan 1.8L 所採用的「5F23」5 速手自排變速箱、出自韓國 Powertech,體積輕巧、採用高強度的新型鋼材和低噪音齒輪來提升變速箱的耐久性與安靜性,並具備手自排 (Sports Mode) 模式。

而高階的 Luxgen5 Sedan 2.0L 車型,則是採用日本變速箱大廠 Aisin 的智慧型 6 速手自排變速箱,體積小、含變速箱油後的重量僅 80 公斤,且將變速箱控制模組及變速箱油冷卻器內建於變速箱中,具有不需要更換變速箱油的特點;還擁有打滑控制功能 (Slip Control),能降低變速箱在轉換動力過程的耗損,可再減少 1~2%的油耗,是 Luxgen5 Sedan 2.0L 車型能夠兼顧動力、油耗與排汙的關鍵,也實現了 Luxgen 期望以小排氣量引擎搭配渦輪增壓系統來抗衡大排氣量車款的理想。