六衝程比四衝程更猛！Porsche 911類轉子水平對臥引擎專利科技 何時量產？

▲Porsche 911最新的Hybrid引擎搭配電動渦輪技術‧ 傳統引擎為二衝程或四衝程，Porsche最新專利為「六衝程」‧ 六衝程引擎的曲軸結構與轉子引擎有點類似‧ 六衝程引擎具備二個壓縮行程與二個動力行程‧ 六個衝程中有二個用於做功，效率為1/3‧ 傳統四衝程引擎只有一個動力行程用於做功，效率為1/4‧ 六衝程水平對臥引擎量產機率其實很低！‧ 就結構來說，Porsche六衝程引擎比較類似Atkinson循環引擎保時捷全新六衝程水平對臥引擎的想法看起來很讚，而且Porsche已獲得此六衝程內燃機設計專利。此一特殊結構使用類似轉子引擎的曲軸設計，在每個循環當中，產生額外的壓縮和動力衝程，無疑是個奇怪又奇妙的想法與設計。因為目前此一技術僅止於紙上談兵的專利階段，並沒有實際的產物，所以也沒有完整的動畫或連續運作示意圖，相信很多人都看不懂這樣的設計，因此個人儘量以簡單的敘述來說明。除了極少數的例外，比如說把割草機引擎改裝到微型汽車上！好的，目前99.99％的汽車都使用四衝程引擎，四個衝程包括：進氣、壓縮、動力、排氣。進氣行程是將空氣和燃料注入汽缸（燃燒室）的動作；壓縮行程是活塞將燃氣推擠至汽缸頂部上死點位置的動作；動力行程又稱為點火行程或是爆發行程，也就是燃氣被點燃後，將活塞向下推至底部嚇死點...更正..是「下死點」的做功動作；排氣行程是最後一個步驟，就是將燃燒後的廢氣推出汽缸外進入排氣管中。

保時捷工程師認為四衝程當中只有一個動力行程用於做功，其他都是在做預備動作，眾所皆知「效率顯然比較差」，因此Porsche就是在曲軸轉二圈的過程中，可以增加一組「進氣、壓縮」或是「動力、排氣」行程，也可以說是將傳統引擎的1/4節拍修正為1/6節拍，藉由更密集的做動頻率增加引擎運轉效率。但這部分其實只有曲軸運轉的狀態有差異，活塞與曲軸之動作比較沒有變化，但是壓縮比、衝程、曲軸施力角度則是會有細微改變，但這也是關鍵。好的，六衝程引擎之所以更有效率，就是因為曲軸轉二圈時，活塞與連桿做了「六次」往覆動作，傳統四衝程引擎在曲軸轉二圈時，活塞與連趕只有做出四次的往覆動作，所以才會說六衝程引擎乃是以「密集度」「高頻率」取勝。事實上，不只Porsche正在求取這種高頻率技巧，事實上很早以前就有Atkinson循環引擎設計，同樣是以高頻率取勝，但是結構複雜、成本增加、重量偏高、體積偏大、耐用度不佳、不宜大功率與高轉速，所以從來沒有被量產市售化。



▲最初的Atkinson循環引擎「體積超大」重量與複雜度就不用多說！更難以達成多缸設計在此所說的Atkinson循環引擎，並非指Toyota Hybrid引擎所使用的阿金森循環設計，其實Toyota之設計正確定義乃是米勒循環設計，只因米勒循環引擎專利技術早被Mazda買下並成功量產市售，但專利保護期早已失效，其他車廠並沒有應用上的疑慮，然而Toyota並不希望旗下Hybrid引擎和Mazda產生任何瓜葛與誤解，所以刻意取名為阿金森循環，其實和正統的Atkinson循環引擎沒有任何關係。言歸正傳，Porsche六衝程引擎絕對強嗎？其實不然，仍存在許多盲點：‧ 六衝程結構之活塞行程比較短，不利低轉速扭力發揮‧ 結構複雜、成本偏高‧ 齒輪結構更多，摩擦阻力偏高，運轉噪音偏大‧ 活動關節太多，同樣不利高轉速運行與耐用度考量‧ 體積和重量雖然比Atkinson循環引擎更小更輕，但還是比傳統引擎更大更重然而Porsche六衝程引擎其實替內燃機效率尋求了另一個出路，其高效率來源除了更密集的行程交替，其實還有更好的壓縮比變化與很重要的Off-Set曲軸中心偏置量，避免活塞、連桿、曲軸成一直線不利於推力的傳輸，所以此六衝程架構確實能讓動力行程更順暢更有效率，但整體功率如何？恐怕還是要等實驗引擎出爐後才能研判。然而此一專利有可能量產嗎？好的，除非實驗引擎之熱功率能比現有市售引擎高出15％、20％以上，否則實在沒有量產的必要！如果只是高出個7％、10％，那麼不如直接使用輕量化活塞、連桿、曲軸就好，不需要重新設計全新引擎，成本太高！ 而且，未來燃油動力的911還能賣多少輛？





▲瑞士CTL引擎工程所設計的航空用途星形六缸Atkinson循環引擎，與Porsche的六衝程引擎其實非常類似，效率「據說」可以提升20％，但此類引擎量產機率微乎其微，此2016年的專利，至今仍未實現