1.6升直三引擎爽搾261hp！《Toyota GR Yaris》竟有無法克服的性能盲點（三）

2021-09-09 18:28:00

瞭解三缸引擎的讀者，應該不難體會GR Yaris的動力科技絕對充滿爭議！所以刻意將GR Yaris的動力科技留到最後再來闡述。首先GR Yaris的排氣量只有1.6升，卻要和Golf R 2.0T、Focus RS 2.3T、WRX STi 2.4T競爭相對吃力，幸好GR Yaris車身重量夠輕，最大馬力261hp（日規272hp）面對一干勁敵仍不吃虧。

▲因為是WRC風格，所以Toyota GR Yaris底盤不算低、坐姿也不會很低，視野並非超跑等級，駕馭起來不會有很大壓力。

1.6升引擎壓榨261hp（272hp）最大馬力會不會太緊繃？基本上還算OK，比如說Peugeot RCZ R以1.6升直四渦輪引擎達到270hp的境界為人津津樂道！但別以為Peugeot的動力科技真有如此強悍，事實上Peugeot RCZ R的1.6T引擎只有本體是源自當時的PSA集團，其它周邊科技全部來自BMW（就是赫赫有名的王子引擎），曾多次獲得年度最佳引擎大獎，並大量應用在Mini車款。

原以為Toyota集團會向BMW伸手要這顆引擎，畢竟雙方已有密切合作的經驗並產出GR Supra這款雙門跑車，可惜這是BMW與PSA集團的合作產物，再加上此引擎年事已高（2005年的產物），環保方面已不符合今日的需求，加上Toyota需要一具非常輕、非常窄的特規引擎，好搭配全時四輪驅動系統，所以Toyota最終還是自行研發1.6T三缸高效能引擎，代號G16-GTS，反正Toyota有的是錢，研發費用接近無上限，還有YAMAHA的技術奧援，安啦！

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▲因GR Yaris科技部分難以用影片方式呈現，所以分成「三部曲」設計理念與輕量化、四驅底盤架構、動力科技剖析等逐步剖析，至於駕馭心得部分，就請參閱相關影片，完成後會將超連結放上來。

高壓縮比就是王道

首先這具鋁合金直列三缸引擎真的是竭盡所能地窄，不只是缸徑小（長衝程設計），連汽缸間距都大幅縮減，只能以錙銖必較來形容。當然，直列引擎窄、薄到一定程度，鋼製的汽缸套絕對會被嫌厚，所以Toyota直接或說是被迫採用Nissan GT-R等VQ系列引擎最得意的科技之一，那就是鏡面熔射汽缸壁，這也屬於金屬3D列印的科技範圍，只不過Nissan早在2007年就開始使用。

事隔14年的今日，不用說，此技術絕對是「一點都不機密」！連Skoda及Nissan Sentra等國民車都在使用毫不稀奇，但重點是鏡面熔射汽缸壁不只是堅固耐用壁薄重量輕，更特殊之處在於散熱效果比傳統汽缸套強很多，非常適合高壓縮比增壓引擎，因此G16-GTS引擎縱使馬力高達261～272hp，但是壓縮比依然高達10.5：1。

相信多數讀者都不清楚當年Peugeot RCZ R的270hp王子引擎壓縮比為何？答案是9.2：1。那麼最大馬力達到320hp的Volkswagen Golf R（2.0T）呢？答案是9.3：1。由此不難看出Toyota這具1.6升三缸引擎真的很威！光是「減輕渦輪遲滯現象」這一個關鍵，高達10.5：1的壓縮比就是最佳答案。

▲GR Yaris具備降檔自動補油的iMT系統，預設為關閉需要手動開啟，排檔行程短，1～4檔齒比相當綿密，三個踏板約略等距排列，油門與煞車踏板相距較遠，跟趾動作比較難。原廠其實沒打算讓駕駛者做此動作，因為此引擎存在一些盲點，跟趾動作不容易成功，且看以下分析。

細數Gr Yaris動力科技所有好料

因G16-GTS引擎科技確實不少，所以以下就用條列方式快速帶過，以免讀者看到密密麻麻的文字敘述後，出現空虛寂寞覺得冷的症狀：

*強化冷卻效能，如使用開放式水道，增加斜向冷卻液通道

*縮減油底殼厚度，降低引擎重心，採鋁合金油冷器強化散熱

*採用偏置式曲軸，與汽缸中心軸線偏移10mm，能增進爆發過程的扭矩，這是Ferrari高性能引擎愛用的設計

*採用高剛性輕量化曲軸，曲軸固定座直接設計在引擎下座「一體成形」強化剛性。

*曲軸的軸承具有特殊低摩擦係數塗層處理，搭配鍛造連桿、輕量化活塞、活塞裙經過低摩擦塗層處理

*活塞環經過特殊的高硬度金剛砂表面加工處理強化耐磨性與密合度

*反向平衡軸隱藏在正下方油底殼部位縮減體積，具有獨立的固定座便於維修

*底部機油潤滑噴油嘴數量增加3倍，強化活塞與汽缸壁間的潤滑效果

*引擎上座的加大排氣閥門為中空設計，內有液態鈉金屬幫助散熱

*採用前置式大型Intercooler強化進氣冷卻效果，兼具水冷設計（日規版）

*可變進氣歧管與「缸內直噴+傳統多點」雙供油系統

*導入Toyotay自家Dynamic Force引擎的強烈滾流燃燒室設計

*採用低阻力的滾珠軸承渦輪降低增壓遲滯現象

*引擎乾燥重量僅有109kg，相較一般的1.6T引擎減輕約20kg以上，比起2.0T引擎減少約35kg以上，但別忘了，G16-GTS乃是一具大渦輪粗管線的高性能引擎

看完以上敘述，懂不懂未必重要，但必須瞭解一件事，那就是Toyota已竭盡所能將各種可供應用的技術都放在這具引擎身上，就只差乾式油底殼，然而這具三缸引擎的反向平衡軸在曲軸正下方，機械空間有疑慮，引擎不能再往下沉，所以採用乾式油底殼並不會比較優異，最終只會比較昂貴而已。

「全新研發」絕對是難能可貴的事蹟，Toyota對GR Yaris的付出絕對是滿滿的愛，其它像是Ford Focus ST/RS、Volkswagen Golf GTI/R、Subaru WRX STi這些性能車款，基本上都是靠Focus、Golf、Impreza等市售車之銷售利潤支撐高性能車款的研發，原廠何時曾為這些性能車款研發全新專屬引擎？

但Toyota乃是專為奪冠與純性能理由，重新打造無邊框的三門Yaris，再為此車設計全新的全時四輪驅動系統，目前只有GR Yaris獨享；然後再替GR Yaris全新開發特規1.6T高性能引擎，目前也是GR Yaris專屬。光是這個理由，GR Yaris就真的值得擁有，因為一切都是針對性能全新開發，駕馭感受絕對不一樣，更何況GR Yaris僅開出179萬的價格，以全新研發的性能車款來說，真的不貴，而且造型設計絕對特殊不容錯認。

▲G16-GTS引擎已將所有好料吞入腹中，然而因反向平衡軸在引擎正下方，就算使用乾式油底殼，也很難再降低引擎重心，否則以此回T家的企圖心來說，可能真的會採用乾式油底殼！

三缸引擎的性能罩門

以上算是歌功頌德，但以下就難以給直三引擎好臉色！為何BMW、M-Benz、Ford、VW、Renault、Honda…等多數車廠都選擇直四引擎做高性能調校？因為四缸引擎的點火間隔為180度，至少還會有排氣閥門開啟重疊時間，廢氣排放量相對充裕無間斷；但是三缸引擎的點火間隔為240度，三缸之間完全沒有排氣重疊時間，廢氣排放壓力會有「空窗期」不利渦輪轉速發揮，此問題不小。

雖然說直四引擎會有明顯的排氣干涉現象，導致渦輪遲滯問題更嚴重，但此問題可以用排氣頭段設計，如特殊的彎曲角度來克服，使用雙渦流增壓器也是好方法，而且相關技術與經驗不但豐富且純熟可靠，能大幅降低高性能引擎的研發費用。總之，用四缸引擎來調就，就是能達到低成本、高效益的目的，但三缸引擎就不是這麼一回事！目前相關經驗、配套、支援、協力都相對缺乏，事倍功半。

回到正題，既然G16-GTS引擎排氣量不大、而且又是三缸，後果為何？渦輪遲滯嚴重嗎？其實不然！此引擎雖然是大渦輪高增壓設定，理論上渦輪遲滯會很明顯，但前面說到G16-GRS壓縮比高達10.5：1，比其它高性能渦輪引擎都高很多，所以渦輪遲滯並不嚴重，扭力輸出相當線性，最大扭力36.7kgm/3000～4600rpm依然呈現優異的高原式輸出，起步後可以輕鬆將轉速直接拉到七千轉一氣呵成，動力輸出還算線性，低轉速扭力還算充沛，當然，車身重量輕也有很大的助益。

然而G16-GTS引擎第一個盲點，就是中低轉速油門反應不夠靈敏。轉速在4500rpm以下，踩下油門瞬間，引擎轉速攀升情況有點虛，就算是「全油門」還是嫌弱，影響再加速瞬間的爆發力，應該說GR Yaris就是缺乏Honda Civic Type-R那種敏銳且帶有癲狂的加速反應，這將會影響玩味樂趣，此乃三缸渦輪引擎的一大罩門，各汽缸點火角度相差過大、動力輸出缺乏連慣性，唯有將引擎轉速拉高，最好是5000rpm以上，才能得到線性的油門反應，但依然是線性而非趨於暴力。

因此Honda Civic Type-R就是有那個本錢，屢屢在紐柏林北賽道締造佳績，基本上想要在此飆車聖地出頭，沒有一具癲瘋傾向的強悍引擎很難辦到，可惜GR Yaris的測試數據雖然優異，但實際表現尚未達到狂暴境界。

因為GR Yaris的油門反應不夠敏銳，所以當轉速只有3000～4000rpm時，做跟趾動作或是催油門提速降檔衝刺等性能控制「都沒有意義」，因為中低轉速油門反應偏遲鈍做不出來！必須在5000rpm以上才能做這些動作，說實在有難度，可用轉速區間不夠大。不過GR Yaris有iMT降檔自動補油功能，所以也不用刻意做跟趾動作，因此GR Yaris的油門與煞車踏板並沒有設計得很靠近，以利駕駛者便於做出跟趾動作，用到的機會不高。

G16-GTS引擎第二個盲點，就是排氣聲浪雖然明亮，但是不夠渾厚與悅耳。此點應該不難理解，論及排氣聲浪的震撼與豐富程度，汽缸數越多越有利，三缸真的很吃虧，畢竟這是一具轉速僅能達到7000rpm的汽車引擎，不是轉速可以達到一萬轉的機車引擎。

G16-GTS引擎第三個盲點，就是反向平衡軸乃是對應中高轉速區域的性能需求，忍痛放棄低轉速的平衡與舒適。這也不難理解，畢竟三缸引擎先天就不平衡，而且比四缸引擎更容易震動，即便G16-GTS引擎具備反向平衡軸設計，但也只能抑制而非抵銷，而且G16-GTS引擎本來就是針對高性能所研發，平衡區域設定當然偏向中高轉速，因此怠速狀態將發現這顆引擎真的很會扭！（註：平衡與穩定性最好的引擎為水平對臥、L6、V8、V12，最麻煩的就是積數缸引擎，尤其是單缸與三缸）

▲如果覺得GR Yaris不夠強悍，其實還可以用改裝方式彌補，而且看起來真的不好惹！

如何填補三缸引擎的性能罩門

光批評不僅不厚道且令人討厭！因此上述問題有沒有解決方式？其實是有的，而且Toyota也有做出極大的努力，那就是竭力朝向高轉速方向發展，因為轉速越高、各汽缸之間的點火間隔會變得非常短、非常密集，此時許多問題都能迎刃而解。至於原廠的努力乃是將G16-GTS引擎斷油轉速提升至7000rpm，比一般引擎的6000～6500rpm更高，別小看這區區一千轉，在山路上奔馳之際真的差很多，少這一千轉將會變得很難駕馭，畢竟GR Yaris的引擎必須將轉速提升至4000rpm以上才夠力，3000rpm絕對不夠爽快，因此動不動就會使用到5000～7000rpm這個區間。

再者，原廠刻意將GR Yaris的1～4檔齒比調整得非常綿密，目的就是要駕駛者「頻頻拉轉速」不要客氣，裝客氣的沒糖吃喔！

至於要徹底解決上述盲點，有二個方向可以前進，其一就是再將斷油轉速推進至7500～8000rpm更高的境界，性能表現會更好，但成本與耐用度都是問題，畢竟GR Yaris是市售車不是賽車！其二則是採用電動渦輪增壓器，因電動馬達的推力不及引擎廢氣壓力，所以對於最大馬力並不會有太大的影響力，但是電動馬達能有效維持渦輪轉速，對於提升油門靈敏度會有幫助，但「成本」又是一個需要考量的問題。至於平衡問題則是無解，反正十年後就是電動車的天下，誰還管它三缸或四缸！

而且話說回來，目前會開且願意開手排車的人越來越少，加上電動車世代步步逼近，Toyota此時如果還一頭熱砸大錢鑽研手排性能車，效益想也知道不高，因此GR Yaris大概就到此為止不會再進化了，此時應該想想這具引擎、這套全時四輪傳動系統，還可以應用在哪些車款身上？如GR C-HR！反正此車本來就不是很注重後座品質，但是外型絕對夠殺，不如就狠狠地朝高性能方向飛去吧！但沒有自排可能不行…

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