向柴油机宣战!丰田TS030勒芒赛车

最近丰田发布了他们征战今年勒芒的赛车——TS 030 HYBRID。这部赛车最大的亮点在于，它搭载了丰田引以为荣的混合动力技术，称为THS-R（TOYOTA HYBRID System - Racing），发动机为一台3.4L V8汽油发动机。

过去几年，勒芒的形势是两大柴油机品牌——奥迪和标致在争斗。他们的赛车采用柴油直喷涡轮增压发动机，凭借相比汽油机出众得多的省油特性，在勒芒这样的长距离比赛中尽显优势，即便速度略略不如汽油动力赛车（事实上近两年柴油赛车连速度也都胜过了汽油赛车），它们也可以靠少耗油、延长巡航里程，减少进站的次数，从而节省时间，赢得比赛。

而现在，丰田要用他们独步全球的混合动力技术，来跟柴油涡轮增压发动机做一次PK，“柴油机”和“混合动力”两大技术阵营将有一次台面上的较量。

说起混合动力，我们都说它的优势是省油。但是比较专业的车迷会进一步指出，混合动力——尤其是丰田那样的强混合动力系统，主要的省油优势是在市区拥堵路况走走停停时，电机可以代替传统的发动机工作，从而省油。但是在勒芒这样的比赛中，赛车不可能走走停停，而是长时间处于激烈驾驶、榨取最大动力性能的状态。这样，混合动力还能有什么作用？

第一项作用，就是收集刹车产生的能量，这些能量可以转化成电能，驱动电机给发动机助力。换言之，通过收集本来被白白浪费掉的能量，让车子在必要时多一些马力。不过这个原理并非混合动力的专利，目前在赛车界中的KERS系统就是这个原理，从F1到勒芒赛车都有应用。但丰田混合动力系统中的电机和储能装置要比KERS大很多，助力的效果可以更显著。

不过丰田的想法可能不只这么简单。我看了一些海外专业赛车分析网站，发现TS 030的混合动力系统有些特别。丰田准备了两套混合动力方案：电机分别用来驱动前轴或者后轴。TS 030的中置发动机肯定是驱动后轴的，那么如果电机驱动前轴，TS 030就成为一部四驱赛车，将在过弯速度、操控上获得那些后驱赛车所没有的优势。这样，丰田的混合动力赛车可能将以速度去击倒对手，而不是省油。

如果丰田的想法依然是跟柴油赛车拼省油，或者说是在相同的赛车底盘形式（依然是后驱）下拼动力系统的表现，那么我们就可以看看，在相近或同等的性能（也就是做功效率）下，柴油涡轮增压发动机和汽油混合动力系统，到底是谁更省油、谁的效率更高。

柴油涡轮增压的技术是相对成熟的，比赛用的柴油发动机无非是进一步优化基本构造，提高燃烧效率。但丰田这边厢的混合动力，自由度和可变性就要大很多，搭载多大容积（决定了重量）的电池（或者不用电池而用电容）、用多大功率的电机、电池和电机放在车身的什么位置、电机在何种条件下介入、输出多大的功率，都有非常多的可能性。这将非常考验丰田的设计智慧。

其实，欧洲厂商也不是固步在柴油发动机上，这两年标致在和奥迪以传统柴油发动机竞争时，据说也在积极探索柴油混合动力的勒芒赛车方案，并多次在车展上展出908柴油混合动力版的“概念赛车”。无风不起浪，标致肯定有计划在适当时候拿出柴油混合动力的赛车，这也符合他们未来的市场方向。为什么迟迟没有用于实战，我猜测原因一是在和奥迪以纯柴油发动机的竞争中，标致已经占有上风，比赛够赢了，使得他们没有去冒风险的必要；原因二，则可能是柴油混合动力用于赛车上的技术还未研发成功或未够完善。

最大的转折是，就在丰田宣布参赛勒芒前不久，标致却宣布2012年起退出勒芒（以及系列赛），对外宣布的原因是预算缩减。这样，过去12届勒芒赢了10次的奥迪，压力将非常大。对奥迪来说，在柴油机年代他们和标致虽然竞争激烈，有输有赢，但好歹这两家都是在为柴油机技术争光，无论谁赢都能证明他们推广柴油机的市场方向是正确的（全球销售的奥迪量产车中过半数搭载柴油发动机）。但是丰田的加入，俨如来了一个外敌，标致却在这个时候“退缩”了，奥迪必须独扛大旗，为柴油机技术阵营作抗争。

一言概之，大家期待今年6月的勒芒吧，虽然只有两家厂队品牌争冠还是不够热闹，但这将是世界汽车界两大技术阵营、东西两大技术流派的一次正面大战。我已经等不及了！

对TS 030感兴趣又懂英文的朋友，推荐看这篇：海外赛车工程网站Racecar Engineering的文章，从中大家可以了解到一部赛车的设计开发是何等复杂。