近期,雪佛蘭汽車釋出了一款全新5.5L自然吸氣發動機,用於克爾維特C8,最大功率670馬力,一舉重新整理賓士AMG 6.2L創造的自吸V8馬力記錄(622馬力),相較美系常見的十字曲軸,雪佛蘭新發動機採用了平面曲軸設計,帶來了與法拉利接近的高轉速尖叫聲浪,而非美系V8的重低音排氣聲,但難點是要解決平面曲軸的震動問題,為何美系歐系採用完全不同的設計思路,平面曲軸是什麼,如何打破馬力紀錄,下面我們就來詳細分析。
平面曲軸和十字曲軸的區別
曲軸是發動機底部的一個葉狀軸,活塞與之相連,其作用是將活塞的往復運動轉化為旋轉運,讓車輪轉動,是發動機的核心設計之一。十字曲軸代表著曲柄之間的旋轉角度為 90°。簡單來說,曲軸每旋轉 90°,其中一個氣缸就會點火。相反,平面曲軸的曲柄之間角度為180°。曲柄每旋轉 180 度,活塞就會點火。
十字曲軸常見於美系肌肉車,像道奇挑戰者、福特野馬等,包括AMG的V8也常用十字曲軸,因此和美系車的聲浪更接近。由於曲柄每旋轉 90°氣缸點火一次,持續旋轉意味著發動機執行平穩,氣缸點火的頻率更有規律,十字曲軸的V8 具有強大的低轉速扭矩,對於直線加速非常有利,燒胎起步非常輕鬆。
但缺點是曲柄上的配重塊更重,如果缺少配重塊,曲柄引起的搖擺運動會讓發動機加速磨損。這些配重塊增加了曲柄的旋轉質量,因此無法達到很高的轉速,一般來說,美系V8的最高轉速都在6000轉/分左右,因此在功率上不佔優勢。
為了解決馬力問題,雪佛蘭果斷放棄傳統,改用歐系常用的平面曲軸,平面曲軸的平衡性更好,因此沒有額外的配重塊,可以達到很高的轉速,像法拉利和邁凱倫的V8轉速在8-9000轉/分,甚至可以突破10000轉/分,更適合賽道駕駛,只要合理換擋,一直保持在高轉速,車輛動力就更充沛,雪佛蘭新發動機平面曲軸配合短行程大缸徑(80.0mmx 104.25mm),轉速達到8400轉/分,斷油紅線8600轉/分,這在美系車中比較罕見。
但由於氣缸點火之間的角度大,動量小,因此扭矩不如傳統美系V8,同時低轉速震動大,高轉速更平穩,賽道駕駛時“督促”你保持在高轉速,儘量避擴音前換擋,到8400轉/分再換擋是正確的做法。
為了降低震動,雪佛蘭使用了鈦合金的連桿和進氣閥,將往復運動的質量降至最低。排氣閥使用了中空充鈉技術,可以更好地散熱,8個氣缸的32個閥門均配有兩個彈簧,防止閥門在極高轉速下閉合速度慢,造成浮動漏氣。總結來說就是:傳統美系V8十字曲軸低速扭矩大,但發動機轉速低,功率小,聲浪厚重;雪佛蘭新V8與歐系一樣,平面曲軸轉速高,聲音尖,功率大,震動更多,需要新的技術來彌補。
更多新技術應用
除了曲軸上的設計和配套的方案,在進氣方面,雪佛蘭也帶來了源自賽車的新設計,進氣口具有兩個撞氣式增壓室,一般可以在賽車車頭上看到的進氣孔就是同樣的設計,透過高速撞風來讓更多的氧氣進入發動機,配合兩個87 毫米的節氣門體、三個連線增壓室的閥門和八個喇叭型進氣口。可以透過調整進氣門的開閉時間來最佳化高轉速功率和低轉速扭矩,也就是說,讓8個氣缸進氣更有規律,像人一樣可以自主調節呼吸節奏,而非固定的吸氣節奏。
另一個特殊的設計是缸內直噴,源自雪佛蘭的印地賽車,噴油嘴不在進氣側,而在排氣門之間,將燃料噴向已經進入氣缸的空氣,兩者衝擊,會促進翻滾,也就是說,讓空氣和燃料更好地混合,加快燃燒速度。
選車偵探觀點:在電氣化的時代,還能堅持研發自吸V8,並且在技術上有所突破,對於高效能車愛好者來說是難得的好訊息,雪佛蘭透過放棄傳統思路,與歐系車看齊的技術,甚至超過了法拉利自吸V8發動機的水準。你覺得通用汽車的發動機技術如何?歡迎討論。