19,142
2017
5月
6
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 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。