隨著現今汽車動力科技的日新月異，不但在動力輸出上的數據益加強大，拜優異的引擎科技之賜，引擎的容積效率也較過往大幅提升，以廣為人知的鋼砲車款 Volkswagen Golf GTI 為例，其於 1976 年所推出的第一代 Golf GTI 車款，其搭載一具可輸出 110 匹最大馬力的 1.6 升自然進氣引擎，具有極速 181km/h 的性能實力，以當時的性能輸出標準來說，第一代 Golf GTI 的性能表現已令人驚艷。

於 1976 年正式登場的第一代 Volkswagen Golf GTI 車款，雖僅搭載一具可輸出 110 匹最大馬力的動力心臟，但其性能表現在當代的車型中已屬出色。

突飛猛進的引擎動力科技

將時空轉換至 2011 年，現今販售的第六代 Golf GTI 隨著引擎科技的演化，動力心臟早已更換成具備燃油直噴及渦輪增壓系統的 2.0 升引擎配置，隨然排氣量僅較第一代車款僅多出 0.4 升，但最大馬力輸出卻提升至 210 匹表現，較第一代車款增加了近乎一倍的水準，這便是汽車動力科技演進的實際驗證之一。此外，引擎排氣量的增加及汽缸數的增長，亦是動力科技所造成的發展趨勢之一。

發展至今已進入第六代車型的 Volkswagen Golf GTI 車款，雖然引擎排氣量僅較初代車款增加 0.4 升，但在許多引擎科技的加持下，卻讓其動力輸出暴漲至 210 匹，較初代車款大幅提升，可看出動力科技的大幅進化。

以 BMW 旗下最富盛名的性能車款 M3 為例，其發展至今已進入第四代車款，由第一代 M3 車款搭載的直列四缸引擎，演化至第二代及第三代的直列六缸引擎，而進化至第四代車款後，更提升至前所未有的Ｖ型 8 缸配置，動力輸出更由首代車款的 195 匹最大馬力，演變至現今的 420 匹最大馬力，動力增加的幅度可謂驚人。由此看來，更大的排汽量及更強的動力設定，似乎已是未來引擎科技的發展重點所在，但這一切卻在近年來不斷發出警訊的能源危機，以及日漸受到重視的環保議題出現後，開始產生了變化。

BMW 旗下頗富盛名的 M3 性能車款，動力由初代的四缸引擎演化至第四代的八缸自然進氣引擎，動力輸出也由最初的 195 匹最大馬力一路增漲至 420 匹的表現，性能表現的提升幅度極為明顯。

引擎科技發展的重大轉折

總和來說，石油能源的逐漸減少造成油價高漲，以及汽車排污造成的環境污染及溫室效應開始發酵的問題，都是抑制汽車科技將引擎動力持續往上提升的主要原因，特別是能源危機的逐漸明朗化，更使得各家車廠莫不致力於替代能源動力的發展，現今已日趨普及化的 Hybrid 混和動力車款便是最好的例證，而純電動車的科技發展在現今也已日趨成熟，有望成為未來替代能源動力的主流。

能源危機加上環保議題日漸受到重視，讓 Hybrid 混和動力系統逐漸成為市場的新主流，即使是以性能掛帥的德國跑車品牌 Porsche，也不能免俗的為旗下第一款性能跑房車 Panamera，推出搭載 Hybrid 混和動力的車型。

但是在替代能源動力仍未完全發展及普及化之前，內燃機引擎仍是現今汽車市場上的主流，面對現今各個國家日趨嚴苛的排污及油耗標準，現今車廠除了持續提升引擎的燃燒效率、藉以提升更為優異的排污表現之外，如何在不降低既有動力表現的前提下，卻能提供更為優異的油耗及排污數據，就成了現今引擎科技發展的重要課題。而在現今許多車廠紛紛推出小排氣量渦輪增壓引擎、取代原有的大排氣量自然進氣引擎之後，似乎已可嗅到這股新世代動力的發展趨勢。

渦輪增壓引擎的初期發展

在探討這股小排氣渦輪引擎風潮之前，我們先來看看渦輪引擎的發展與歷史。實際上，渦輪增壓引擎發展之初，並不是為了節能環保而生，其利用設置在進氣與排氣系統間的一個渦輪機構，藉由引擎廢氣推動渦輪葉片，讓進氣系統藉由渦輪的加壓達到強制進氣的效果，使得引擎在同樣的排氣量容積上可以注入更多的空氣與油氣混和，在火星塞點火時達到更強大的爆炸效果，藉以產生出更強的動力表現，由此可得知渦輪系統的配置，主要的用意乃是在於強化引擎動力的表現。

首見於飛機引擎的渦輪增壓系統，乃是藉由引擎廢氣推動渦輪葉片達到強制進氣的效果，可以大幅提升引擎的動力輸出表現，也廣泛運用在賽車引擎上，圖示為 Porche 所一手打造的雙渦輪增壓賽車引擎。

而為了與更多注入燃燒室的空氣混和，引擎噴油嘴就必須注入更多的燃油，才能達到渦輪增壓時需具備的油氣混和比，甚且為了避免增壓時的高壓縮比設定讓點燃油氣爆炸後，帶來極高的引擎室溫度，引擎電腦更必須多噴一些燃油藉以達到降溫的功能，所以初期發展的渦輪引擎，雖然能壓榨出較自然進氣引擎明顯優異的動力輸出表現，但油耗及排污表現並不出色，甚且引擎本體為了承受渦輪增壓時的高壓縮比設定，在引擎本體上也需特別強化，否則在耐用度上也會明顯縮減，使得引擎製造成本明顯提高，所以初期的渦輪引擎，僅使用於賽車及高性能車款上，在一般車款上並不容易見到。

世界上首輛採用渦輪增壓引擎的雙門跑車，乃是 1974 年推出的第一代 Porsche 911 Turbo，其配置的 3.0 升六缸渦輪增壓引擎可輸出 260 匹的最大馬力，但明顯的渦輪遲滯也使得其動力輸出的曲線並未成熟。

直噴系統大幅改善渦輪引擎既有缺點

而隨著渦輪引擎科技的不斷發展，除了在引擎耐用度及渦輪增壓效率上的日漸精進之外，能讓渦輪引擎一躍成為新世代節能動力發展新星的主要原因，乃是在於缸內直噴技術的逐漸成熟。一般採用電子噴射系統的引擎，雖然能夠藉由各項電子訊號(譬如引擎含氧感知器、進氣流量計等等)，精準的控制噴油量，但畢竟其僅建構在進氣歧管內，油料與空氣的混和在進入燃燒室前就已完成，而進入燒燃室前可能因為進氣歧管的溫度或是多種外在因素，都會影響了油氣進入燃燒室前的混和比例精確度，所以在噴油量的精準度上仍是有著提升的空間。

缸內直噴技術的導入，大幅改善了渦輪引擎的燃燒效能及油量控制表現，也讓渦輪引擎的科技進入了全新的世代。

以直接置於燃燒室的高壓噴油嘴取代傳統噴油嘴的缸內直噴系統，則是完全解決了這個油氣混和比例不夠精準的問題，特別是渦輪引擎需要的油氣混和量較一般自然進氣引擎更多，相對來說更會放大這個問題，而缸內直噴系統不但解決了這個問題，甚且更進一步提升了渦輪引擎的輸出效率，並且藉由缸內直噴系統中高壓噴油嘴的設計不斷進化之賜，除了可以讓燃油噴出量更為精準之外，還可針對引擎低轉速與高轉速時的不同需求，而在噴油量與噴油時機上進行變化，如此不但可改善渦輪增壓引擎容易產生的渦輪遲滯問題，還可強化渦輪開啟時的動力表現，當然在自然進氣引擎上，缸內直噴系統同樣可發揮上述的效果，但在渦輪引擎上的表現將更加的優異。

Porsche 於 2009 年將 DFI 缸內直噴技術導入 911 Turbo 的動力心臟，即使排氣量較舊款車型增加 0.2 升，最大馬力也提升了 20 匹達到 500 匹的境界，但油耗及排污仍較舊款未搭載缸內直噴的 3.6 升渦輪動力有明顯進步，實現性能及節能同步並進的理想境界。

渦輪系統成熟化逐漸取代自然進氣動力

此外，渦輪增壓系統的日新月異，當然也是這股小排氣量渦輪引擎風潮的推手之一。渦輪引擎發展之初，常陷入小出風量渦輪與大出風量渦輪的抉擇，小出風量渦輪的渦輪遲滯特性較低、引擎僅需較少的廢氣即可輕易推動渦輪葉片達到增壓效果，但對於引擎動力輸出的提升有限，效果較不明顯。大出風量渦輪雖然動力提升效果明顯，但需要較大的廢氣量才能推動，造成渦輪遲滯的特性明顯，引擎低轉速力量反而不如一般自然進氣引擎，而渦輪開啟後的力量雖更為強勁，但明顯的動力落差反而造成操控上的難度，魚與熊掌難與兼得。

BMW 以往雖堅持在自然進氣引擎的科技上進行發展，但受到這股新世代小排氣量渦輪引擎風潮的影響，也逐漸以渦輪動力取代原有的自然進氣引擎，上圖乃是 BMW 於 2011 年發表的全新 2.0 升直列四缸 TwinPower Turbo 渦輪增壓引擎，將取代現行車款搭載的直列六缸自然進氣引擎，而下圖則是第五代 BMW M5 首度搭載的 4.4 升 V8 雙渦輪增壓引擎，其取代了前代車款使用的 5.0 升 V10 自然進氣引擎。

而雙渦流渦輪、雙渦輪及可變葉片渦輪系統，皆是為了改善渦輪引擎效能所開發出的新世代引擎科技，不但能明顯改善渦輪增壓引擎先天上的設計缺陷，還可大幅提升引擎的運作效率，拜前述的渦輪引擎科技之賜，現今的新世代渦輪增壓引擎早已不可同日而語，除了在排污及油耗表現上的大幅提升之外，還可達成自然進氣引擎難以達到的扭力及馬力雙平原完美銜接設計。

在 2012 年式 Mercedes-Benz E63 AMG 車款上，原廠為其換上了由 AMG 開發的全新 5.5 升 V8 直噴雙渦輪增壓引擎，具備與舊款 6.2 升 V8 自然進氣引擎同樣的馬力輸出，且引擎扭力表現更具優勢，更重要的是，油耗節能表現較舊款車型提升幅度達 22%，大幅提升燃油經濟性。

即將在 2011 年法蘭克福車展上正式發表的 Audi 新一代 S8 及 S6 性能車款，動力部份以全新開發的 4.0 升 V8 直噴雙渦輪增壓引擎，取代原有的 5.2 升 V10 自然進氣引擎，動力輸出與油耗表現皆獲得明顯提升。

新世代的直噴渦輪增壓引擎設計，完整強化引擎全轉速域的動力輸出表現，有了斤斤計較、每一分都不浪費的動力輸出後，無論是動力表現或排污都可更為優異，如此便能以較少的引擎缸數及排氣量的渦輪增壓引擎，達到與大排氣量的自然進氣引擎相同、甚至更為優異的動力輸出表現，成為現今新世代汽車動力系統的主流。