凱迪拉克推出全新4.2 升 V8 發(fā)動(dòng)機(jī),專為2019 款 CT6 系列設(shè)計(jì)。為了滿足運(yùn)動(dòng)版CT6 對(duì)性能的高要求,這款雙渦輪增壓 DOHC V8 發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出高達(dá) 550 hp,扭矩輸出則達(dá) 627 lb·ft。(圖片來(lái)源:通用汽車)
從最近的情況來(lái)看,汽車制造商似乎并未叫停對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的投資。舉個(gè)例子,通用汽車 (General Motors) 旗下豪車品牌凱迪拉克 (Cadillac) 即耗時(shí) 4 年時(shí)間,隆重推出了一款全新 V8 發(fā)動(dòng)機(jī)。按照計(jì)劃,凱迪拉克旗艦車型運(yùn)動(dòng)版 CT6 將自 2019 年上半年起,獨(dú)家使用該款 4.2 升 DOHC V8 雙渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。然而,我們不難想象,未來(lái)通用汽車將勢(shì)必還有至少一款關(guān)鍵車型也采用這款 V8 發(fā)動(dòng)機(jī)。
凱迪拉克 V8 發(fā)動(dòng)機(jī)首席工程師 Jordan Lee 向少數(shù)媒體展示了公司最新 V8 發(fā)動(dòng)機(jī)的架構(gòu)。Lee 表示,這款發(fā)動(dòng)機(jī)繼承了凱迪拉克品牌對(duì)與眾不同和卓越性能的一貫追求,完美地將精致與性能融為一體。升級(jí)后的 2019 款 CT6 產(chǎn)品線將為客戶帶來(lái)兩種搭配不同配置 V8 發(fā)動(dòng)機(jī)的版本,其中一款專為運(yùn)動(dòng)車型設(shè)計(jì),5,700 轉(zhuǎn)時(shí)可輸出 550 hp 馬力,3200 到 4000 轉(zhuǎn)時(shí)可取得 627 lb·ft(850 N·m)的峰值扭矩。
這款全新鋁制 V8 的標(biāo)準(zhǔn)版本預(yù)計(jì)可在 5,000 到 5,200 轉(zhuǎn)時(shí)輸出 500 hp 馬力,并在 2,600 到 4,600 轉(zhuǎn)時(shí)輸出 553 lb·ft (700 N·m) 扭矩。這款發(fā)動(dòng)機(jī)的副總工程師 John Rydzewski 表示,發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到這些數(shù)據(jù)的前提是使用優(yōu)質(zhì)的無(wú)鉛汽油。這款發(fā)動(dòng)機(jī)采用了高壓 (5,076-psi) 直噴系統(tǒng),壓縮比為 9.8:1。對(duì)此,通用工程師告訴《汽車工程》,直噴系統(tǒng)的壓力相對(duì)較高,這意味著不必采用目前非常流行的“直噴+進(jìn)氣口噴射”的組合設(shè)計(jì)。
別具一格的 V 型設(shè)計(jì)
這款全新 4.2 L V8 發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)志性特征也許就是“逆向”開(kāi)口設(shè)計(jì):排氣口位于發(fā)動(dòng)機(jī) 90 度 V形結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè),而進(jìn)氣口則將從 V形結(jié)構(gòu)的外側(cè)將空氣輸送進(jìn)入氣缸。
事實(shí)上,這并非通用汽車的首款量產(chǎn) V8 發(fā)動(dòng)機(jī),但卻是凱迪拉克發(fā)動(dòng)機(jī)首次將這一概念發(fā)展到新的極致:公司不僅將雙渦管渦輪增壓器安裝至發(fā)動(dòng)機(jī)的 V 形結(jié)構(gòu)中(作為排氣歧管的整體組成部分之一),而且還將定容催化轉(zhuǎn)換器也安裝在此處,重新定義了催化過(guò)程中的“緊耦合(close-couple)”概念。車輛的催化轉(zhuǎn)化器為了方便氧氣傳感器的安裝而鉆了孔,名副其實(shí)地“坐”在發(fā)動(dòng)機(jī)之上。這意味著,尾氣一旦離開(kāi)轉(zhuǎn)化器,則將在此后通往后保杠雙排氣管路的道路上暢通無(wú)阻,不受任何組件的限制。
Rydzewski 表示,“Hot V”設(shè)計(jì)是“最有效的優(yōu)化系統(tǒng)渦輪響應(yīng)速度的方法”。
緊湊型雙渦管渦輪增壓器由三菱重工 (MHI) 提供,且具有電子廢氣門控制功能;通用汽車表示,這款渦輪增壓器采用了鋁鈦合金材料,重量只有鉻鎳鐵合金同類設(shè)計(jì)的一半,最高轉(zhuǎn)速可達(dá) 170,000 轉(zhuǎn)。渦輪增壓器的最大增壓范圍為 20 psi,液化中冷器的設(shè)計(jì)則最多可以協(xié)助每個(gè)氣缸組抑制 20 kW 的散發(fā)熱量,據(jù)稱最高可使進(jìn)氣溫度降低 130 華氏度(54 攝氏度)。
Lee 補(bǔ)充說(shuō),在全新 V8 的研發(fā)中,協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪排出所產(chǎn)生的巨大熱量是最具挑戰(zhàn)性的任務(wù)之一。Lee 表示,“從一張白紙完全開(kāi)始新的設(shè)計(jì)”可以讓我們采用新的熱量管理解決方案,讓 V8 一直維持在可接受的溫度范圍之內(nèi),特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)關(guān)閉但渦輪增壓器和催化器中仍存在大量熱量的一段時(shí)間內(nèi)。Lee 表示,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止后,車輛的前冷卻風(fēng)機(jī)將繼續(xù)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)周圍的空氣,而可變流量水泵也將繼續(xù)泵送冷卻液,直至車輛的冷卻需求完全得到滿足。
緊湊安裝
Lee 表示,凱迪拉克新款 V8 發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸之間的間距僅為 10 毫米(0.4 英寸),因此盡管排量達(dá) 4.2 L,但安裝尺寸卻比之前版本短 50 毫米(2 英寸)。各氣缸的內(nèi)徑為 86 毫米,沖程為 90.2 毫米;Lee 表示,各氣缸間相對(duì)狹窄的安裝位置并不會(huì)限制氣缸本身的內(nèi)徑。
這款 V8 的六螺栓主軸承氣缸體采用了 A319 鋁材料搭配壓入式鐵質(zhì)內(nèi)襯的設(shè)計(jì),氣缸蓋采用了 Rotocast 的 356 鋁材,帶有 36 毫米進(jìn)氣閥和 29 毫米的鈉填充排氣閥,曲軸和連桿均采用了鍛鋼材料。
重新設(shè)計(jì)的2019款凱迪拉克CT6 V-Sport 采用了Escala概念車的設(shè)計(jì)理念,并將采用全新設(shè)計(jì)的4.2L V8高性能版發(fā)動(dòng)機(jī)。
節(jié)油措施
盡管 4.2 L V8 發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目的主要目標(biāo)時(shí)優(yōu)化性能,但這款發(fā)動(dòng)機(jī)也采用了多種節(jié)能技術(shù)。
其中,最重要的是首次采用了一款專為通用 DOHC V8 發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的主動(dòng)燃料管理系統(tǒng)。在合適的條件下,該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)氣缸鈍化功能,即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)氣缸靠外的 2 個(gè)汽缸和另一側(cè)氣缸靠?jī)?nèi)的 2 個(gè)汽缸。在可變氣門正時(shí)系統(tǒng)中,排氣門最大張合角度為 55 度,進(jìn)氣門的最大張合角度則為 70 度。此外,新型V8 還采用了一款新型 E86 發(fā)動(dòng)機(jī)管理控制器,對(duì)各種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行管理。
這款新發(fā)動(dòng)機(jī)還采用了啟停裝置以提高節(jié)油效果,但 Lee 表示現(xiàn)在公布發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)還為時(shí)過(guò)早。
對(duì)于 2019 款 CT6 而言,無(wú)論采用何種版本的 V8 發(fā)動(dòng)機(jī),車輛均將配備通用汽車的 Hydra-Matic 10 速自動(dòng)變速器、性能先決換擋/加速系統(tǒng) (PAS / PAL) 及方向盤換檔控制系統(tǒng)。車輛采用了電子中控臺(tái)選擇器設(shè)計(jì),不再使用傳統(tǒng)的物理連接,因此可以騰出更大車內(nèi)空間。
此外,這款 CT6 還會(huì)標(biāo)配全輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) (AWD),更好地發(fā)揮 V8 發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)勁性能。AWD 分動(dòng)箱將與發(fā)動(dòng)機(jī)的鑄鋁油底殼進(jìn)行整體安裝。
肯塔基州手工打造
凱迪拉克的最新 4.2 L V8 發(fā)動(dòng)機(jī)將在通用汽車位于肯塔基州 Bowling Green 市的高性能生產(chǎn)中心 (Performance Build Center) 手工裝配而成。值得一提的是,這里也是雪佛蘭 Corvette 及其搭配的多款手工打造發(fā)動(dòng)機(jī)的組裝場(chǎng)地。
事實(shí)上,業(yè)內(nèi)一直有傳言稱新一代 Corvette 可能會(huì)轉(zhuǎn)而采用全新的 V8 發(fā)動(dòng)機(jī),而非該車型長(zhǎng)期使用的小型 OHV V8發(fā)動(dòng)機(jī),甚至還有可能增加或直接轉(zhuǎn)向一種新的先進(jìn)中型發(fā)動(dòng)機(jī)車輛架構(gòu)。新款凱迪拉克 V8 發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和扭矩“潛力”顯而易見(jiàn),且對(duì)生產(chǎn)場(chǎng)地的安排也讓人充滿遐想——這款新型發(fā)動(dòng)機(jī)是否會(huì)最終登陸雪佛蘭 Corvette 或其他凱迪拉克車型?
正如大家所料,通用汽車的動(dòng)力總成工程師并未直接回應(yīng)這種猜測(cè),但的確表示新的凱迪拉克V8“可能是未來(lái)公司多個(gè)其他項(xiàng)目的基礎(chǔ)”,這意味著通用總工程師并未一口否認(rèn)這種可能性。
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