När man skapar kraft finns det ett gammalt ordspråk som säger "det finns ingen ersättning för förskjutning."
Men biltillverkarna upptäcker att de måste göra motorer mindre för att uppfylla strängare bränsleeffektivitetsstandarder, samtidigt som de ger den prestanda som köparna är vana vid.
Volvo bevisade att dessa två saker inte behöver utesluta varandra denna vecka, genom att avslöja en trippelturboladdad fyrcylindrig motor som gör 450 hästkrafter från bara 2,0 liter av förskjutning.
Det är en imponerande siffra som visar potentialen för små motorer att producera stor kraft, särskilt eftersom prototypen är baserad på en av Drive-E fyrcylindrig för närvarande tillgänglig i produktion av Volvo-bilar.
Minska motorer verkar kunna ge den kraft som dagens bilköpare förväntar sig, vilket är goda nyheter för både bilentusiaster och hypermilare. Nästa utmaning blir dock att återskapa egenskaperna hos de större motorerna som dessa bränslesipprar kommer att ersätta.
Turbokraft
Volvo Drive-E-motorn använder turboladdning för att slå över sin vikt, och det är inte den enda. Vi är mitt i en turbo-renässans, med allt från medelstora familjesedaner till lyxbilar med prestanda som använder enheterna som håller kraftnivåerna höga i en värld med begränsad reglering.
Detta är inget nytt. När den första omgången av bränsleekonomiska standarder och gaspristoppar slog till på 1970- och 1980-talen fann ingenjörer att turboladdare – som använder avgaser för att snurra en fläkt och driva in mer luft i en motor – var praktiskt tillägg.
Vad som följde var en era av turbo-galenskap, som producerade minnesvärda maskiner som den första Porsche 911 Turbo, Saab 99 Turbo och Buick GNX. På banan spred sig turbo i Formel 1, World Rally Championship och IMSA sportbilsracing.
Relaterad:2015 Volvo V60 T5 Drive-E recension
Men kraften som producerades av dessa tidiga turbos kom till ett pris. Turboladdare måste rulla upp för att producera boost, vilket orsakar "turbofördröjning". Detta innebar att ett aggressivt gaspedal ibland följdes av... ingenting.
Denna oregerlighet fick biltillverkarna att utforska andra sätt att förbättra effektiviteten, vilket lämnade turboladdningen i första hand till prestandabilar och en handfull mer vanliga modeller tills skärpta globala utsläppsstandarder gjorde dem relevanta igen.
Moderna turbos är anmärkningsvärt fria från fördröjning, vilket gör att biltillverkare kan krympa motorerna de är anslutna till. Det är därför det nya 2015 Ford F-150 kommer bara att erbjudas med en V8-motor, även om tidigare modeller nästan uteslutande erbjöds med åtta cylindrar, och varför Blue Oval tycker att det är dags att erbjuda en fyrcylindrig motor i Mustangen igen.
Elektrisk rutschkana
Mindre, turboladdade motorer erövrar många bilars världar, men det finns fortfarande gränser för hur mycket kraft de kan producera och hur smidigt de kan leverera den kraften.
Det är därför Volvo Drive-E-prototypen har ett hemligt vapen. Två av dess tre turbos drivs av avgaser, men den tredje drivs av el.
En elmotor behöver inte vänta på att gaser ska byggas upp. Liksom motorerna som används för att driva så många andra enheter i den genomsnittliga bilen (eller, ibland, bilen själv), kan denna reagera omedelbart.
Det betyder mycket kraft, utan att vänta. Med en elektrisk turbo som rullar upp vid låga varv, skulle en effektsiffra som ser imponerande ut på pappret också betyda mer i den verkliga världen, eftersom den kraften skulle vara mer tillgänglig. Föreställ dig en fyrcylindrig motor som är lika kraftfull och lyhörd som en naturligt aspirerad V8.
Prestigefaktorn
Många kunder vill trots allt ha mer än hästkrafter. Köpare av lyxbilar är vana vid smidig kraftförsörjning av stora, naturligt aspirerade motorer. En mindre motor kanske kan flytta en läderfodrad lyxsedan, men vissa förare kanske fortfarande inte godkänner om nämnda motor känns som om den drogs från en varm halvkombi.
Det är därför elektriska turboladdare mest får uppmärksamhet från exklusiva biltillverkare. Innan Volvo presenterade sin 450-hk Drive-E-motor demonstrerade Audi en elektrisk turbo på motorn RS5 TDI koncept, en dieselversion av en av den tyska biltillverkarens sportigaste bilar.
Audi blir också först med att sätta en elektrisk turboladdare i produktion. Även om Volvo inte har diskuterat några produktionsplaner, bekräftade Audi nyligen att det kommer att göra det använd en på SQ7, en prestandaversion av nästa generations Q7 SUV.
Ferrari är också enligt uppgift tittar på en elektrisk turbo för att hjälpa till att öka responsen i en kommande kompressormatad motor. Om det är tillräckligt bra för det kända italienska varumärket, är det säkert tillräckligt bra för alla andra.
Slutsats
Nedskalade motorer har redan förbättrat effektiviteten hos många nya bilar, och den elektriska turboladdaren kan hjälpa dem att göra detsamma med
Officiellt är Volvo Drive-E-motorn med trippelturbo bara för uppvisning, men det är lätt att föreställa sig en som driver en stor SUV som den nyligen presenterade 2015 XC90, en stor sedan eller en mycket het prestandabil.
Detta kan naturligtvis ta lite tid att vänja sig vid. Att ge upp dånet från en okorkad V8 kommer inte att vara lätt, och förare måste fortfarande komma ihåg att körning som The Stig fortfarande kommer att resultera i dålig bränsleekonomi, även med färre cylindrar.
Ändå kommer ny teknik sannolikt att hjälpa bilentusiaster att få sin kaka och äta den, ge den kraft de vill ha och den bränsleekonomi de behöver.
