張為揚

撰文

Audi 提供

攝影

43,433

2011

12月

22

不只是鋁合金材質與輕量化科技運用的先驅,給人十足前衛意象的 Audi,除了是首先將 TDI 柴油引擎搭載於市售量產房車上的車廠外,也擁有 FSI 與 TFSI 缸內直噴汽油引擎技術,且這幾年更跨足電動車設計領域、推出多款搭載 e-tron 科技的實驗概念車,預言了環保的未來。

TDI:柴油引擎的市場先驅

雖然 1989 年、Audi 於 Audi 100 車系追加搭載 2.5 升直列 5 缸柴油引擎的 Audi 100 2.5 TDI 車型時,消費者與當時的歐洲媒體都很難想像、為何 Audi 要將當時只有貨車及卡車在使用的柴油引擎裝置在市售房車上;但沒想到 20 多年過去後、柴油渦輪增壓引擎不但非常普遍地出現在全球車市,且成為強勁動力與節能的象徵,Audi 當時以柴油渦輪增壓 (Turbocharged Direct Injection) 為名的「TDI」一詞,更早已成為柴油引擎的代名詞。

第一輛在車尾行李廂蓋左側貼上「TDI」字樣的 4 門房車,便是圖中這款 1989 年、Audi 於 100 車系所追加推出的 Audi 100 2.5 TDI 車型,搭載的則是一具 2.5 升直列 5 缸柴油引擎。

Audi 的 TDI 柴油渦輪增壓引擎,皆採用了燃油缸內直噴技術,不但可以利用極高的壓力、將霧化的燃油注入引擎的燃燒室與空氣混合,達到最佳的燃燒效果,而且在燃燒完全的狀態下產生較少的廢氣。而且在導入 DPF (Diesel Particulate Filter) 柴油碳微粒濾清器後,過去柴油車最常為人所詬病的黑煙問題,也已獲得大幅改善,使 TDI 柴油渦輪增壓引擎更符合現今的環保規範。

與配置同排氣量汽油引擎的同型車款相比,運轉寧靜度及平順品質已不相上下的 TDI 柴油渦輪增壓引擎車型,除了可以節省最多 40%的油耗外、二氧化碳排放能減少 10%,最大扭力則是可提升最高達 70% (圖為 2011 年新一代 A6 Avant 3.0TDI 的 3.0 升渦輪增壓柴油引擎,擁有 245 匹馬力及 51.0 公斤米的輸出)。

此外,不但陸續推出多具排氣量、輸出不同的 TDI 柴油渦輪增壓引擎,搭配在不同設定的各式車款上;Audi 還在 2006 年 6 月時、大膽以搭載 V12 TDI 柴油渦輪增壓引擎、擁有 650 匹最大馬力之賽車:R10 TDI,投入同時考驗速度與耐用度的 Le Mans 24 小時耐久賽冠軍,並通過連續 24 小時的激烈運轉、拿下冠軍的榮耀,且在耐久賽與房車賽領域掀起一波柴油賽車熱潮。

Audi 在 2006 年 6 月時,還大膽以搭載 V12 TDI 柴油渦輪增壓引擎、擁有 650 匹最大馬力之賽車:R10 TDI,投入同時考驗速度與耐用度的 Le Mans 24 小時耐久賽冠軍,並拿下冠軍的榮耀。

而今天,不但整個歐洲市場已有近半數的新車選擇搭配 TDI 或其他品牌的柴油渦輪增壓引擎,部分國家甚至柴油渦輪增壓引擎的的採用比率甚至高達 80%,不但讓人看見了柴油渦輪增壓引擎在各地的受歡迎度,也證明了 Audi 工程師的高瞻遠矚;且在使用替代能源的車款真正普及前,繼續作為追求低油耗、高效能之消費者的後盾。

FSI/TFSI:發揮每一滴汽油的效能

Audi 雖然在缸內直噴汽油引擎的開發上,落後於 1955 年 Mercedes-Benz 的 300SL、1996 年 Mitsubishi 推出之 GDI (Gasoline Direct Injection) 缸內直噴引擎,但它們所推出的 FSI (Fuel Straight Injection) 缸內直噴汽油,卻擁有最成功的技術,大幅改善了過去缸內直噴汽油引擎的高汙染缺陷,且充分發揮了每一滴汽油的效能。

與傳統汽油引擎之噴油嘴位於進氣岐管前方、引擎需要供油時、再由電腦計算出供油量並與空氣混合,經由進氣閥門到達燃燒室內部,並進行壓縮、爆炸等動作不同;FSI 缸內直噴汽油引擎是將燃油直接噴入燃燒室,無需氣門設計,除了可以降低熱損耗外,還能從而增加動力輸出、降低燃油消耗。

與 TDI 柴油渦輪增壓一樣,Audi 的 FSI 缸內直噴技術也在賽車場上通過了嚴格的考驗。不但於 2000 年,便以一輛搭載 3.6 升 V8 FSI 缸內直噴汽油引擎的 Audi R8 賽車,贏得 Le Mans 24 小時耐力賽的冠軍,而且在接下來的 2001、2002、2003、2004 與 2005 年,都拿下了榮耀的桂冠,並在總共 80 次的比賽中贏得了 64 次勝利。

而且與 TDI 柴油渦輪增壓一樣,Audi 的這項技術也在賽車場上通過了嚴格的考驗。不但於 2000 年,便以一輛搭載 3.6 升 V8 FSI 缸內直噴汽油引擎的 Audi R8 賽車,贏得 Le Mans 24 小時耐力賽的冠軍,而且在接下來的 2001、2002、2003、2004 與 2005 年,都拿下了榮耀的桂冠,並在總共 80 次的比賽中贏得了 64 次勝利;直到 2006 年才將奪冠的任務,交棒給搭載 TDI 柴油渦輪增壓引擎的 Audi R10 TDI 賽車,不但可兼顧了油耗,也提供了更強悍的動力輸出。

e-tron:跨進未來的電動科技

而且除了已經量產的 TDI 柴油渦輪增壓、FSI 缸內直噴汽油引擎,以及剛加入投產的 Hybrid 油電混合動力引擎外,為了順應全球電動車發展的潮流,Audi 也已於 2009 年 9 月的 IAA 法蘭克福車展上、推出了它們第一款 e-tron 電動概念車,而且是以火紅的超級跑車形式誕生,與節能的訴求形成強烈對比。

2009 年 9 月 IAA 法蘭克福車展上推出的 e-tron 電動概念車,是 Audi 第一款電動概念車,擁有與 Audi 當家超級跑車 R8 極為相似的外型,並利用更銳利之線條及外擴的輪拱,營造出低扁寬闊的車體造型。

e-tron 電動概念車擁有與當家超級跑車 R8 極為相似的輪廓,車頭前方的盾形水箱護罩,展現了與新世代 Audi 家族相同的容貌,LED 頭燈組則是採用「ㄈ」字型的設計手法,並搭載智慧型頭燈輔助系統,車身腰線則是一路延伸至後輪拱與 LED 尾燈組;並將原本 R8 上的後擋風玻璃引擎蓋換成電池散熱孔,車頂線條由前擋風玻璃一路流洩至車尾,展現出極為流線的性感曲線。而且因為電動車並沒有排放,所以車尾排氣管已經取消,改以銀色鏤空金屬裝飾,營造出不同於 R8 的高科技感。

而且 e-tron 電動概念車在設計時,便已經以輕量化為考量,搭載了 Audi 著名的 ASF 概念高剛性車身結構,車門、引擎蓋、車頂和輪拱部份則是使用強化纖維塑料,也就是「Audi ultra」輕量化科技的實現。

延續 R8 的單體式駕駛艙概念,e-tron 電動概念車之儀表版也採用駕駛者導向的設計,MMI 系統位於正中央,並整合「Car to X」的通信科技,幫助駕駛提早做出行車規劃;雙環式指針儀表則設置在兩側,至於 A 柱下方的螢幕,則能顯示車外攝影鏡頭拍攝到的車後側畫面。

至於動力部份,e-tron 電動概念車則是使用 4 個電動馬達,以 2 個在前,2 個在後的方式排列,各自負責驅動一輪,並設置於前、後車軸上,可達到 48:52 的前、後配重,並輸出換算後約 313 匹的最大馬力,以及驚人的 458.8 公斤米最大扭力,由靜止加速到時速 100 公里僅需 4.8 秒,扭力表現則可依據行車情形和路面品質調整,維持最佳操控狀態。

此外,所搭配的鋰電池可提供 42.4kWh 的蓄電量,最高可行駛約 248 公里,且如同一般中置引擎跑車,470 公斤重的電池組放在座椅後的車輛重心位置,並使用水冷冷卻系統,可確保輸出表現及延長電池壽命。

e-tron 電動概念車將 R8 的後擋風玻璃處換上電池散熱孔,原本的排氣尾管位置也由銀色鏤空金屬取代,創造出有別於引擎車款的前衛動感設計。

在一般 230 伏特的家用插座上,約 6~8 小時就可以將電池充滿,如果使用 400 伏特的高壓充電設備,則只需 2.5 小時;而且除了插電充電外,車輛煞車時所產生的動能,還會經由轉換器轉為電能,並儲存回電池中。Audi 並表示,e-tron 電動概念車的動力分配為前 30:後 70 的輸出,可以呈現類似後驅車的操控表現,而且車輪開始打滑時,電子系統便會介入、調整 4 個馬達的輸出,能更忠實地展現 quattro 智慧型恆時四輪傳動系統的精神,不會因為電動車的設定而犧牲性能或駕駛樂趣。

而在 2009 年推出 e-tron 電動概念車後,Audi 又於 2010 年 3 月的瑞士日內瓦車展上、推出以現行 A1 車系為基礎的 A1 e-tron 電動掀背概念車。將電動馬達安裝在原本引擎位置上的 A1 e-tron 電動掀背概念車,能輸出 102 匹馬力與 24.5 公斤米扭力,擁有由靜止加速到時速 100 公里 10.2 秒、極速 120 公里的表現,且巡航狀態可只輸出 61 匹馬力與 15.3 公斤米,電動馬達的動力則由一具單速變速箱傳導至前輪,續航力大約是 50 公里,為都會用車的訴求。

2010 年 3 月推出、以現行 A1 車系為基礎的 A1 e-tron 電動掀背概念車,是將電動馬達安裝在原本引擎的位置之上,充電時、只需將廠徽上移便會看見插座,可輸出換算後約 102 匹馬力與 24.5 公斤米扭力,續航力約 50 公里,內裝設計則與一般 A1 車系相似,屬都會用車設定。

2010 年 10 月的法國巴黎車展上,Audi 則是為 e-tron 家族帶來了第三位成員、採用可充電式柴電混合動力系統的 e-tron Spyder 敞篷概念跑車,展現了不同於前兩位 e-tron 家族成員的動力型式。

2010 年 10 月、Audi 於法國巴黎車展推出 e-tron 家族的第三位成員:前衛造型讓人驚艷、採用可充電式 Hybrid 柴電混合動力系統的 e-tron Spyder 敞篷概念跑車。

e-tron Spyder 敞篷概念跑車的傳動系統,是以擁有 300 匹馬力、66.2 公斤米扭力的 V6 TDI 引擎,搭配位於前軸、負責驅動前輪,輸出換算後約 85 匹馬力、33.1 公斤米扭力的電動馬達,能讓車重 1,450 公斤的它、只需 4.4 秒便能由靜止加速至時速 100 公里。而且 e-tron Spyder 敞篷概念跑車也具有純電力行駛模式,容量 9.1kWh 的鋰電池組,能夠讓它以時速 60 公里的速度行駛達 50 公里之遠,且具有每公升柴油行駛 45.4 公里的平均油耗,以及 59g/km 的二氧化碳排放量,為一款環保、樂趣與拉風兼具的概念車。

e-tron Spyder 敞篷概念跑車是以擁有 300 匹馬力的 V6 TDI 引擎負責驅動前輪,加上輸出換算後約 85 匹馬力、33.1 公斤米扭力的電動馬達,只需 4.4 秒便能由靜止加速至時速 100 公里。內裝設計則非常跑車化,為一款兼具環保與駕駛樂趣的未來跑車。

至於 e-tron 家族的最新成員,則是 2011 年選擇在中國上海車展首發的 A3 e-tron Concept 電動概念車,與 A1 e-tron 電動掀背概念車同屬都會車設定的 A3 e-tron Concept 電動概念車,是以 A3 車系改為 4 門、並加入 e-tron 電動驅動系統所打造的概念車、續航力可達 140 公里,負責驅動的水冷式永磁馬達安裝於前方,擁有換算後約 136 匹的馬力、扭力 27.53 公斤米,可使 A3 e-tron Concept 電動概念車在 11.2 秒、由靜止加速至時速 100 公里,極速為時速 145 公里。

2011 年選擇在中國上海車展首發的 A3 e-tron Concept 電動概念車,是 e-tron 家族的最新成員,鋰離子電池模組所提供的電力,可讓它在純電駕駛模式下連續行駛 54 公里,「油箱蓋」裡的充電孔旁還有一塊可顯示蓄電量的螢幕。
A3 e-tron Concept 電動概念車前方搭載一具馬力 211 匹的 1.4 升 TFSI 燃油直噴渦輪增壓引擎,搭配後方一顆最大輸出功率 20kw (換算後為馬力 27 匹) 的電動馬達,構成動力元素。

以節能為訴求的 A3 e-tron Concept 電動概念車,再佐以怠速熄火系統、熱能管理系統與動能回收系統等節能科技加持下,可以繳出平均油耗 45.4km/l 的成績,至於安裝在後座後方、容量 12kwh 的鋰離子電池模組,所提供的電力可支持 A3 e-tron Concept 在純電駕駛模式下連續行駛 54 公里,並可透過家用電源或是動能回收系統直接為電池充電。

2010 年 7 月、Audi 以一輛 R8 換上 e-tron 電動驅動系統,改名 R8 e-tron,並隨後前往 Silvretta E-Auto Rally Montafon 2010 參加電動車拉力賽,並奪下勝利,證明了 e-tron 這套電動驅動系統的實力。

但有趣的是,雖然這些電動概念車還沒有確切的量產計畫,但 2010 年 7 月時,Audi 特別以一輛 R8 超跑換上 e-tron 電動驅動系統、改名為 R8 e-tron,並隨後前往 Silvretta E-Auto Rally Montafon 2010 賽場,參加了一場在奧地利所舉辦的電動車拉力賽,且在歷時三天、包含 10 個賽段,總計 100 公里的賽事結束後,首度出征便奪下 Silvretta E-Auto Rally Montafon 2010 賽事的勝利,不僅給予 Audi 的電動車研發團隊非常大的鼓勵,也證明了 e-tron 這套電動驅動系統的實力。