自1963年诞生以来，保时捷911不断超越自我，伴随着保时捷品牌的发展而成长。虽然历经55年，其经典的外形轮廓依然保持，但车型已经历了八代演变。每一次换代都是对自身的超越和完善。最近的一次，2018年，保时捷推出了代号为992的第八代911，搭载了全新的模块化发动机9A2，不仅满足了动力需求和赛道性能，还着眼于未来的油耗和排放法规。
为应对全球日益严格的排放/油耗法规，如RDE、Euro 6D、C6B以及ULEV等噪声法规，保时捷对其新9A2 evo boxer发动机进行了全面优化。在基础款9A2机型上，核心部件持续得到改进，如图1所示。发动机主体的核心部分，即气缸曲轴箱，采用铝合金材质（AlSi7MgCu0.5牌号），并采用成熟的封闭式平台设计，确保了即便在涡轮增压高负荷下也能维持高结构刚度和低气缸变形量。在气缸内衬方面，采用铁涂层进行机械粗糙化处理后，再运用PTWA技术进行涂敷。PTWA即线材等离子电弧喷涂技术，通过耐磨涂层提高发动机效率。
作为汽车的核心大型元件，发动机的气缸在高转速下承受着极高的运载负荷。因此，气缸与缸体之间的摩擦特性对发动机的运行效率有着直接的影响。当前，许多汽车制造商正逐渐采用铝合金发动机缸体替代传统的铸铁缸体。铝合金的主要优势在于减轻发动机重量，但其摩擦特性相较铸铁缸体并不理想。而PTWA技术的出现解决了这一难题。该技术通过热喷涂法，在铝制汽缸内孔上细密喷涂钢液微粒，钢液厚度控制在0.1-0.15mm之间。经此处理，缸体的摩擦损耗将大幅度降低，不仅减小了气缸与缸体间的摩擦，还降低了发动机的整体重量。福特、日产、宝马、奔驰等汽车公司均采用了这一技术。
保时捷9A2 evo发动机与传统家用发动机迥然不同，其曲轴箱特别设计了一套短冲程曲轴连杆装置。该发动机采用6缸水平对置布局，这是保时捷和斯巴鲁独有的技术，气缸间距为118mm，缸径为91mm，活塞行程为76.4mm，冲程与缸径之比为0.84。通过优化活塞顶面形状，其压缩比相较于基础款车型有所提升，达到了10.2±0.3:1。与其他高端发动机相似，该发动机的气缸盖采用铝合金（AlSi7MgCu0.5）制成，设计新颖，包括全新的燃油喷射系统和发动机悬置固定点。其液压机构控制的可变气门系统不仅具有可变气门正时功能，还拥有可变气门升程。此外，高压喷射系统被精心设计在中心位置，气门角度布局紧凑。
通过高转速液压四气门凸轮轴驱动系统，发动机最高转速可达7500rpm，该系统设计能够适应剧烈的燃烧过程。可变气门+系统在进气门侧采用液压控制挺杆，可在大气门升程和小气门升程之间灵活切换，甚至实现两个进气门不对称的小气门升程模式，从而改善低发动机负荷和低转速下的进气效率。
在“小气门升程”模式下，基础款发动机两个进气门的升程均为3.6mm，而新款发动机则能实现每个气缸的一个进气门升程为2.0mm，另一个为4.5mm。为了降低机械阻力，新款发动机取消了基础款上由凸轮轴直接驱动的机械真空泵。通过更换发动机上的各种真空附件和电子制动主力器来实现，例如通过废气旁通阀调节器、怠速空气循环阀和排气挡板等。
对于水平对置发动机，机油润滑是一大挑战。为了保证系统在高加速度状态下正常运行，并克服机油重力导致的不平衡，机油润滑回路的设计极为复杂。此外，该发动机还采用了独特的集成干式油底壳概念，这一设计不仅可以提高发动机功率、润滑性能和车辆稳定性，还能够优化质心分布，提升操控性。
干式油底壳的优势在于：通过降低曲轴运转时搅拌机油的阻力，增加曲轴箱真空度，从而提升功率；同时，由于机油来自机油箱，保证了润滑机油的质量和压力，流量更加稳定。为了实现对润滑系统的精准控制，采用了全可变机油泵，它由可变压力叶片、恒压齿轮和润滑零件（如涡轮增压器和汽缸盖）组成。机油从开放区域提取后，通过干式油底壳的气/油分离器返回机油箱。
此外，这款发动机还对燃油系统、涡轮增压、进气和排气进行了重新设计，以充分利用发动机舱内空间。为了满足排放要求，还集成了汽油颗粒捕集器等相关部件。9A2 evo发动机的燃油直接喷射系统由两个独立的高压共轨系统构成，最大压力水平为200bar。高压泵由相应气缸组的进气凸轮轴带动，提供动力。同时，通过ECU实时控制燃油量，按需提供，减少机械阻力。
在燃烧效率方面，9A2 evo发动机采用了新型的混合气形成方案——喷雾模式设计，与短冲程活塞行程特性相配合，实现了几乎完全的燃烧室覆盖，同时降低了湿壁效应，降低了机油增多的风险。
与传统的多孔喷油器采用电磁阀驱动方式不同，开式喷油器结合压电驱动技术，使得设计更灵活的喷射策略成为可能。在静态流量较高的环境下，例如100bar的燃油压力和34cm³/s的流量，单缸性能和时间基础流量可达到甚至超越200:1的最大比例。而且，流量引发的压力下降不会影响燃油的雾化效果。这种喷油器的出色硬件性能支持多次喷射，最短喷射间隔仅为0.05毫秒，从而在一个工作循环中实现最多5次喷射。
相较于多孔喷射器，开式压电喷油器在相同流量和系统压力下提供的平均油液尺寸要小很多。这意味着为了获得相同的喷雾效果，可以适当降低燃油压力，进而减少高压泵的驱动扭矩，从而提高燃油经济性。
来源：动力哥汽车动力总成
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