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12缸很牛?这些发动机,汽缸数比车轮上的螺栓还多。

01-02 13917 劳华昕  

在节能减排的大环境下,主机厂都在拼命缩减发动机的排气量和气缸数量。曾经只用于微型车的三缸发动机,已经开始大规模应用于紧凑车型。 虽然从某种算法上说,小排量少气缸数的发动机的确能满足政策需求,不过从体验上说,始终和大排量多气缸数的发动机有一定差距。现在我们能买到的12气缸乃至8气缸发动机已经越来越少,现在能买到最多气缸数的应该就是布加迪猪王的W16。不妥协的16个气缸始终屹立在鄙视链顶端。不过布加迪并不是首个采用16气缸发动机的汽车品牌。



在汽车发展之初的时候,人们对发动机的要求很单纯,就是马力要够大。最初要增大发动机马力,唯一的方式就是增加发动机排气量,增加更多的气缸,燃烧更多的燃油。但更大的发动机容积就代表更巨大的引擎和内部零件的体积,其中包括更巨型的活塞连杆曲轴,而气门也等周边配气机构的零件也更巨大。但更沉重的零件因为惯性巨大,很难提升引擎的转速,反而动力提升会很快达到瓶颈。



于是人们就缩小气缸容积,增加气缸数量,来获得更高的转速,提升马力。当8气缸发动机已经是“最低配置”,12气缸发动机也不稀罕的时候,一些厂家瞄上了16气缸发动机。


凯迪拉克 V16


要说到最热衷于V16引擎的车厂,首推就是美国的Cadillac。Cadillac在历史上一共推出过三款用于量产车的V16引擎。



第一款V16引擎于1930年开发。当时,Cadillac主要销售搭载V8的豪华轿车。不过对手Packard推出了豪华轿车使用了V12发动机,V8就显得不太够看了。。为了保持豪华轿车一哥的地位,Cadillac决定开发汽缸数比V8更多的引擎搭载在旗舰级别的轿车上,这就是代号Series 452的第一台V16引擎。(为了保持神秘,一道宣称开发的是V12引擎)。



这副引擎可以看作是两台直列8气缸引擎的合体版本,排气量高达452立方英寸(7.4公升)。新发动机采用窄夹角45度设计,并使用了带平衡块的曲轴、液压气门顶杯、顶置气门(OHV)等在当时相当先进的设计。最大马力虽然“仅仅”有165匹,但足够将Cadillac当时最重的车型加速到130公里/小时,而较轻的车型可以加速到160公里/小时。而这款车就是有名的Cadillac v16。



第一代V16发动机获得市场好评,并一直使用到1938年。凯迪拉克决定开发第二代的V16引擎Series 90。由于V16发动机主要搭载于豪华轿车,对震动抑制和平顺性要求较高。所以Series 90的夹角增加到135度夹角,增加轴瓦,将顶置气门改变为侧置气门设计(flat head),大幅提升了平顺性。而且引擎结构更简单,量产成本更低,降低了选配16气缸发动机的门槛,被称为"The Evolution of the Cadillac Sixteen engine"。



不过由于二次大战开始,降低了对大排量多气缸的豪华轿车的需求。因此Cadillac V16豪华轿车在1940年停产



2003年,卡迪拉克曾经推出一台名为Sixteen的概念车,引擎采用了一副全铝制13.6公升V16引擎(据说由两副V8组成),能够爆发出1,014匹最大马力。



不过可惜都只是情怀之作,并没有作量产。


BMW Secret 7与Goldfish V16


说到德国的豪华品牌BBA,12气缸发动机都曾经非常常见。不过说到16气缸发动机,除了现在奥迪为布加迪研发的W16以外,就只有宝马曾经作过尝试。



1977年,宝马正式进军豪华市场,推出了代号E23的第一代宝马7系1986年,代号E32的第二代宝马7系正式接替第一代车型。相比于第一代车型,新一代7系增加了大量的豪华和安全配置,当之无愧成为宝马的旗舰级别产品,并作为挑战奔驰S-Class的战略车型。为了挑战对手,在S–Class投入搭载5.6公升V8引擎的560Sel后,宝马也推出搭载5.0公升V12引擎的顶级版本750iL。




不过,宝马一直都以运动性著称,但在豪华品牌的形象上始终差奔驰一线。为了能够改变消费者的观念,宝马谋划推出更大排量的型号来吸引消费者,开发代号Goldfish的6.7公升V16引擎就提上了日程。



这副V16引擎代号被定为M70,从设计上看,M60 V12引擎和M70 V16引擎共用很多的设计数据。可以理解为在M60 V12引擎上增加了四个气缸,因此排气量也从5.0公升增加至6.7公升。为了控制发动机的正常运作,M70 V16则使用两套当时功能最先进的的DME 3.3系统分别控制两边的8个气缸的独立电子节气门。最终获得408匹马力和637牛米扭矩,让这台超过2吨的代号“Secret 7”的实验型7系能在6秒加速到60英里/小时,极速限制在175英里/小时。从性能上看已经媲美当年的超跑。



发动机算是成功研制出来了,但是也存在不少缺点,首先由于V16比V12更长,导致冷却系统只能安装在尾箱而不能放在引擎舱。其次现行车型并没有如此巨大的车体容纳如此大的发动机,需要针对车架重新设计,开发成本较高,而预期销量却并不高,难以支撑开发成本的投入。加上油耗非常恐怖。即使理想状态下城市行驶需要16.8升/百公里,高速路11.7升/百公里,而实际状态可能要翻倍。以投入产出比来说相当不划算。于是这个项目仅仅停留在制造样车的阶段,而没有真正投入量产。计划最终搁浅。




为了“纪念”这个项目,后来在电影《憨豆特工2》中,宝马也特别制造了一台9公升V16机器放进了电影的劳斯莱斯幻影Coupe中。虽然这并不是“Gold Fish”,不过相信里面也有不少相同的DNA。


微型的BRM V16


说完很多大排量的V16,我们来聊聊“小排量”的V16


二战之后,Formula One一级方程式在1950年正式开始举办。除了吸引了不少大家熟悉的Lotus、Ferrari、Mclaren等著名品牌三赛以外,不少小型赛车工厂也希望在赛事中打响名声,其中包括英国的BRM。BRM全称是British Racing Motor,是一家专门制造赛车引擎的公司。最著名的,就是它设计使用在一级方程式上的1.5公升V16机械增压引擎(和H型16气缸)。



这副V16发动机基本概念是将两台750cc的V8引擎尾对尾结合在一起。和现在发动机的通用布局不同,它最奇特的地方在于,发动机飞轮和凸轮轴皮带轮都在安装在引擎的最中间。同时使用干油底壳设计,135度夹角。同时采用劳斯莱斯制造的两级离心式机械增压器。按照估算,其最大输出在12,000转时能输出600匹最大马力(最大增压值为5.7bar),而劳斯莱斯的测试结果是这台V16超高转速引擎可以将转速提升至14,000转。




引擎的动力在当时的普遍水平来说是非常强。但是由于奇特的设计,可靠性并不高。而且因为增压值巨大导致排气温度过高,车手在车舱内会受到高温的困扰,影响了车手的发挥。



1950年,搭载BRM V16引擎的BRM TYPE 15赛车就经常遭遇到引擎机械故障。改进至1953年后,这副V16引擎的可靠性才最终稳定下来。而随后BRM以这副引擎推出了2.6公升自然吸气版本,搭载在Type15 Mark II/Type 30上。劳斯莱斯后期为这台2.5公升引擎机上了机械增压器,最大马力超越780匹之普。



虽然这副发动机并不算很成功,但这并不阻碍它成为赛车界中的经典。这副引擎也被认为是世界上最复杂的汽车用引擎之一,曾经驾驶过这款赛车人都相当难忘其独特的排气声浪。


总结


事实上,除了V16引擎以外,还有V32、V48等引擎的存在。对于被称为汽车心脏的发动机来说,每一次将设想变为现实,都展示出汽车工业的生命力。这就是汽车最吸引人的魅力所在。


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全部评论
刘小九
2019-01-02 11:42湖北咸宁
莫心安
2019-01-02 11:38山东青岛
两个8缸
今生是第一次
2019-01-02 11:38贵州六盘水
很耗油吧
剑道万古
2019-01-02 11:32山东莱芜
16就是厉害
二狗子
2019-01-02 11:31河南信阳
科普了
修绍洋
2019-01-02 11:27浙江余慈
12不够来啊
火火
2019-01-02 11:20西藏昌都
12缸平顺点
郑海洋
2019-01-02 11:14黑龙江兴安
喜欢8缸
Boludi Liu
2019-01-02 11:13广东湛江
排量就是正义
斧头帮小虾米
2019-01-02 11:12江苏泰州
童童
2019-01-02 11:05湖南湘潭
我车刚好轮毂螺丝有16个
玩车教授
2019-01-01 22:28
古月月
2019-01-01 21:26
为什么民用车不能用小排量多缸的布局?什么原因?怎么还用三缸了?
0.5L左右的气缸是效率比较高的,太小的话相对对效率低,跟材料强度、质量这些有关
平凡的小草
2019-01-01 22:00
jukenismo可以跑赢布加迪威龙,可见汽车也不是缸数越多越厉害,还得看性能和实际表现吧。现在缸数越来越少是趋势,节能环保,轻量化等等以后两缸一缸的都会有。大排量大缸数的车只能越来越少在赛道上出现了。时代的发展是不可阻挡的,以后若干年随着新能源汽车的普及都没有缸了,那些“巨兽”们只能当作情怀在博物馆中享受了。
古月月
2019-01-01 21:26
为什么民用车不能用小排量多缸的布局?什么原因?怎么还用三缸了?
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