首頁 專題企劃 你不知道的保時捷:PAA(Porsche Active Aerodynamics)保時捷主動空氣力學套件的秘密

你不知道的保時捷:PAA(Porsche Active Aerodynamics)保時捷主動空氣力學套件的秘密

作者 : Yushiang
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相較於歷代車款更強大、更動感且更舒適:全新911 Turbo S在眾多領域樹立全新標竿;同時,保時捷也強化911旗艦車型的主動式空氣力學系統。保時捷主動空氣力學套件(PAA)能根據駕駛路況、時速及所選駕駛模式,更精確地調整車輛的空氣力學特性。PAA首度搭載於2014年發表的前一世代911 Turbo車款,如今自718至Panamera和Taycan等各車系均採用主動空氣力學元素。

保時捷空氣動力學開發主管Thomas Wiegand博士解釋道:「沒有任何一款跑車的空氣力學能媲美全新911 Turbo S達到靈活地應對各種駕駛情境。空氣動力學工程師經常面對兩難的情況,須在極速與低油耗下追求低阻力係數,且為了駕駛動態而追求高下壓力;然而,兩項需求是相互矛盾的,保時捷主動空氣力學套件(PAA)解決上述空氣力學目標間的矛盾。911 Turbo S智慧系統的全面延伸,使其在空氣動力學配置實現多種可能性,達成最佳駕駛動態演繹和最小阻力。更重要的是,空氣力學部件在各種駕駛情況下都具備更大潛力,以滿足特定的駕駛動態需求。」

全新911 Turbo S具備三項主動式空氣力學部件:全新設計的主動式冷卻空氣閥門、可變式前擾流翼,與可延伸、調整傾斜角度的尾翼;除了911 Turbo車型基本空氣力學配置(即保時捷主動空氣力學套件「Speed」與「Performance」模式)外,額外新增了「Eco」模式。

此外,保時捷主動空氣力學套件(PAA)強化後也涵蓋「Wet」濕地模式,透過將空氣力學平衡向後軸轉移,讓車輛在濕地行駛時穩定性更高;而氣動煞車功能則可在高速狀態中緊急煞車時,依據車速與路況提升牽引力和下壓力,以縮短煞車距離,並在煞車過程中維持行駛穩定性。保時捷主動空氣力學套件(PAA)也適用於開啟滑動式天窗或敞篷車頂時,藉此穩定車輛周圍的氣流變化。整體共有8種不同的空氣力學配置,各配置由特定的主動空氣力學部件組合搭配作動。

保時捷主動空氣力學套件(PAA)的進化不僅為應對特定駕駛操作需求,同時對空氣力學特性本身產生顯著影響:全新設計的主動式前擾流板與後尾翼可提升15%的下壓力,確保高速行駛時的駕駛穩定性及動態性能。調整至Performance位置情況下(啟動Sport Plus模式),最大下壓力更高達170 kg,而911 Turbo S的Cd風阻係數也會隨空氣力學模式不同而有所改變,關閉冷卻空氣閥門和收起前後擾流翼的情況下,能夠達到0.33Cd的最低風阻。

主動式冷卻空氣閥門:可連續調整啟閉動作

新開發的可調控主動式冷卻空氣閥門,能有效減少行駛阻力進而降低油耗,裝置設於前保桿下方左右兩側進氣口,除可連續調整啟閉動作外,也可控制通過散熱器的冷卻空氣流量。

主動式冷卻空氣閥門開啟。

主動式冷卻空氣閥門關閉。

智慧能源管理系統可平衡當下散熱需求、散熱器風扇運轉所需電力,及冷卻空氣閥門所產生的空氣力學效益。因此,當時速70 km/h時冷卻空氣閥門會完全關閉,如此即可在日常行駛中創造低風阻以提升油耗表現。

而當車速超過150 km/h起,主動式導流板會線性地開啟,以強化高速行駛中的空氣力學平衡。此外,當車輛處於Sport、Sport Plus和濕地駕駛模式等狀態下,或是關閉保時捷車身動態穩定系統(PSM)及按下擾流板啟動按鈕時,主動式導流板也同步開啟。

前擾流板:以氣壓分段驅動的先進裝置

全新911 Turbo配備的主動式前擾流板在空氣力學表現上較前一代車型顯著進化,氣壓伸縮式前擾流板,除了面積增加外,伸展與回縮的作動時間更短且壓力更低。在啟動裝置的輔助下,三段式裝置可以分別充氣,前擾流板由彈性塑料(彈性體)製成因此得以轉動,當外翼子板伸展時,中間部分可以縮回或伸展並具備多種調整方式。

  • 預設位置:擾流板唇完全縮回,並透過本身彈性體的預緊力和911 Turbo S車身底部的磁鐵固定在適當位置上。
  • Speed位置:僅擾流板唇的兩個外側區域會擴展。因此,更多的空氣被引導至車身周圍進而降低前軸的抬升力。
  • Performance位置:唇部的三個部分均同步擴展,提供以性能為導向的空氣力學配置,並在前軸提供最大的下壓力。在此位置時,擾流板唇中間的 「911 turbo S」 的浮雕徽飾也清楚可見。

其控制單元和空氣壓縮機設置在行李廂側面,氣動模組體積較前代車型更加緊湊。行李箱容量增加3公升,可變前擾流板唇也增加前懸角度,有助於日常行駛時使用:在基本位置時,車輛的離地高度較高,因此適合於停車迴轉或行駛通過減速帶區域。

後尾翼:如今具備更多新功能

尾翼採用輕量化結構:具備獨特的Turbo專屬造型設計,較前代車型除重量減輕440克,可提供空氣力學表現的有效面積則增加8%,尾翼的基礎構造是由發泡材質及鍛造嵌件組成,上層運用兩層碳纖維強化塑料(雙向CFRP纖維),下層則由單層玻璃纖維強化塑料(三向GFRP纖維)組成。尾翼具備可伸展和傾斜角度的電動調整功能-主要取決於速度和所選擇的駕駛模式。

根據駕駛模式的不同,除了為人熟知的「Speed」和「Performance」位置外,如今更增加了其他位置:

  • 附帶伸縮翼的節能位置如今適用於更大的車速範圍,因此車輛在行駛時的阻力最小。
  • 當車速高於260 km/h時,Performance II位置的氣流攻角變小進而降低阻力,並減輕後軸輪胎負荷,以避免增加輪胎壓力,其優勢在於強化輪胎的縱向和橫向動態表現並賦予輪胎更大潛力,特別像是在賽道上激烈操駕的性能車款,而日常行駛的實用性和駕駛舒適性也得益於更具適應性的胎壓。
  • 在第二種新增的濕地位置時,翼板的延伸效果極佳但尚未開始傾斜角度。結合完全縮回的前擾流板唇,當啟動濕地模式時,空氣力學平衡會向後軸轉移,以提供更高的車尾和駕駛穩定性,確保車輛在濕滑路面上擁有更出色的安全性。
全新功能:濕地模式和氣動煞車

在新的濕地模式下,重點在於濕滑條件下的駕駛穩定性。如果前輪拱內標配的感測器偵測到因水花飛揚導致路面明顯濕滑,儀錶板上會顯示相應的信息給駕駛者,此時駕駛即可透過整合至方向盤的旋鈕啟動「WET Mode」濕地模式。除了上述的空氣力學部件的調校外,所有相關控制系統的設定均為達到最高駕駛穩定性。

高速行駛狀態下若是全速煞車,全新氣動煞車功能即會自行啟動,接著前擾流板和尾翼則會切換至「性能位置」。更強的阻力和下壓力可減少制動距離,同步提升煞車時的行駛穩定性。

控制策略:空氣力學的廣泛應用

保時捷主動空氣力學套件(PAA)作動情境與條件:

附設擾流板按鈕的PAA控制策略與運動升級模式相同。

除上述基本位置外,PAA套件也可針對滑動式天窗或敞篷車頂的開啟相應作動,分為7個後尾翼的相應位置;各位置配置參數計算設備之間的差異,也視車型為轎跑車或敞篷車而定,以及是否在車頭和車尾安裝具有不同車身輪廓的Sport Design造型外觀套件。

保時捷的創新空氣力學技術

保時捷持續針對歷代911車款的空氣力學方面不斷精進,更於空氣力學領域開創許多先河。以下是幾項最重要的里程碑:

  • 早在1971年,保時捷就已經在911 S車型上安裝了第一組前擾流板,藉此加快車底的空氣流動,並將部分空氣引導到車側,進一步降低車頭氣流的舉升力。
  • 1972 年,保時捷在Carrera RS 2.7車款上推出了空氣力學發展的一項里程碑,這是一部專為賽車運動而設計的車款:不僅配備了低斜的前擋板,並且在後箱蓋上方裝設一組造型獨特的擾流板,也就是傳說中的「鴨尾」。
  • 1975年,第一部911 Turbo問世,其外觀最獨特之處在於大型的固定式後擾流板,其黑色外殼由PU材質(聚氨酯)製成。
  • 1989年,首款配備電動伸展功能後擾流板的車型首次亮相:964系列的911 Carrera 4。這是保時捷邁向主動式空氣動力學領域的第一步。
  • 2014年,保時捷推出了全球首款搭載主動式空氣動力學套件的911 Turbo跑車。前、後擾流板此時已可根據車速和駕駛模式的不同進行伸展調整。

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