毫無用處的汽車知識篇5:瘋狂的發動機技術
2020年05月20日15:00

上一篇可能說的有點hardcore,這次儘量講簡單一些。這期內容有點多,所以寫完我打算歇到過年後再繼續。

發動機的評選真是不要太火爆,每年都能評個十來種十佳發動機,動不動再搞個十年十佳,20年十佳,等等各種評選,我要是生編出來個十佳發動機估計觀眾老爺們也要吃了我。所以這期我試圖以技術的存續,發展與革新角度來看幾台(組,族,系列)我覺得好玩的發動機。

air-cooled VW rattling -甲殼蟲

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193x年,某愛玩車的小鬍子去到了捷克老家的太拖拉工廠,他看了甲殼蟲的模型欣喜不已,就是他了,老子要全國人民都開上這個車

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於是KDF計劃就開始了,人民群眾開始了集票活動,5馬克買一張郵票,一冊貼夠900馬克,就可以換一輛甲殼蟲。

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然後這台甲殼蟲就一直生產著,直到2003年,在墨西哥工廠第2152萬9464輛甲殼蟲下線,結束了初代形式甲殼蟲的歷史使命。他的後繼者pq34平台的甲殼蟲,沒有了後置後驅水平對置空冷的特色,也停產了,目前大眾也沒有未來重啟甲殼蟲的計劃,想想同樣掛掉了的eos,尚酷,可能是國內suv市場賺錢賺太多了吧?

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而這台空冷,水平對臥4缸發動機,也為甲殼蟲和T2服役了60多年。從最初的1.0L排量24匹到後期型2.0L排量99匹,一直不變的是他簡單,可靠,空冷。這台發動機甚至有點油動模型車把玩經驗的人都能輕鬆調試,改裝,維護。

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你在他身上,看不到什麼新鮮技術,他不需要冷卻水,只要接好油管,調好分電盤,一個突突突的小耗子就誕生了。

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得益於其空冷,低矮,很多小型輕型飛機也採用其改裝型作為動力。其火爆的原因還有一個,零件太豐富了,我覺得甚至比一些模型車的零件都要豐富。

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甚至還有將其1分為2的half Volkswagen, 也就是雙缸型號用於超輕型航空器。關於這台發動機,我實在沒什麼可說的,有時低技術也是高技術的一種表現,通過簡單,有效,可靠的形式,最低限度的滿足設計要求,不需要浮誇的性能,冗餘的技術,只要能轉,能跑,小耗子也能成為傳奇之一。

Chevrolet small-block V8-> LS V8->hot rod

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small block系列v8發動機1代和2代從54年一直生產到03年,3代到5代是目前依然在生產的型號,small block系列以其模塊化著稱。

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所謂模塊化,即缸體,缸蓋,氣門室,進排氣管等機構可以模塊化組裝,其豐富的扭矩範圍,無限的改裝能力,幾乎統治了美國整個20世紀後半段,這裏我無法考證到底是hot rod成就了small block還是後者成就了前者,但是hot rod真是帥啊。

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火焰的貼紙,龐大的機械增壓,沒有空濾的裸露的節氣門,散亂的高壓線,v8的咆哮,是個男人看到都要熱血沸騰一下,也正是由於small block無限的適應性,無限的改裝能力,你所看到的hot rod改裝基本都是基於這個系列發動機的產物。

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甚至ls3這種小型化系列的產品都可以被移植到MX-5里,520匹的6.2l產品,塞到一台不到4米的小車里,真是可怕。

大眾vr6

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說起VR6,好事群眾們想起來的可能是李老鼠那台修成R72里的VR6吧.所謂VR6,也就是V6的變種,將V6的氣缸夾角調整為15度(當然也有別的度數),最開始VR型發動機是藍旗亞應用在摩托車上的技術,1991年手裡毫無大v6/L6機型的大眾將VR6作為其多缸機型的首選動力,塞到了b3帕薩特和corrado里。

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當然,本著大眾一貫拚湊的本事這台神機也出現在很多地方。比如倆拚一起的W12放在途銳和輝騰里。

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加倆缸的w8放在帕薩特里

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倆w8拚一起放在布加迪里。

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不過因為VR6緊湊汽缸的佈置,兩個氣缸要共用一條不等長進氣道,進排氣效果都不好調教,再加上不好安置VVL VVT設施,導致現在逐漸淡出市場。

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當然,作為大眾唯一拿得出手的6缸機,現在依然在atlas, 途昂,上一代帕薩特v6版(雖然有這個配置但是沒見賣過),輝昂V6版(貌似訂單生產也訂不到).看著途昂這寬敞的機艙,vr6塞進去都不如一空濾盒子占地方大,大眾你不心疼麼?貌似不心疼,反正1.4t賣中國足夠了。

馬自達轉子-不走尋常路

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前面都是沒什麼技術含量的單純好玩的機型,這下來個高級的,汪克爾引擎,也叫做轉子引擎,一個更頂3個強。我覺得我一說轉子引擎肯定又要有人來說我是馬自達吹。

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但是被噴也要吹,50年代模NSU授權了十幾家車商共同開發轉子引擎,最後就買最大堅持了下來,而且原型車甚至比NSU自己的車還早完成,效果更好。

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後來的787B勒芒奪冠更不用說了,開創了亞洲廠家奪冠的先河,當然,打那以後還有evo和sti經常奪冠,大家也就見怪不怪了。

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馬自達的轉子引擎車輛雖然從60年代就開始生產,不過目前還買得到的車型且比較火的主要是RX-7和RX-8。早年轉子引擎主要是為了更強大的動力,直到rx系列馬自達才搞明白他的正確用法,8萬公里需要rebuild無所謂,密封不良也無所謂,排放,燃油經濟性,無所謂,轉子引擎代表著的是一種信仰,一種離經叛道和與眾不同。車迷請記住!只要心懷信仰,繼續交錢,skyactiv-r馬上就要發了!(然而他可能是個增程器)

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得益於轉子引擎的特性,各種轉子改裝件層出不窮,轉子引擎縫合怪也出現了很多。當然,官方的787B其實就可以視為一個縫合怪,畢竟R26b=倆13j拚一起的。改裝後的轉子引擎轉速輕鬆上萬,當然,熱量和磨損也成倍增加,不過這對於車主來說不算什麼,畢竟聽轉子的叫聲可比【嘩--】爽多了,對吧?

ecoboost,節油與萬有特性

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說起三缸,原罪黨必然要蹦出來。然而ecoboost 1.0t這台引擎用無可爭議的成績和性能,征服了數次10佳發動機的評委。

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他真的很小,小到投影面積只有一張a4紙大,然而鑄鐵缸體給了他足夠的底力,從自吸的85匹到用於嘉年華紅版和黑版的140匹,都可以濃縮在這樣一台小小的三缸發動機里。小排量發動機是技術進步麼?我覺得這個命題不科學,技術進步的應該是功率密度更高的發動機,畢竟面對電動機的壓力,留給內燃機的時間真的不多了。

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那麼為什麼廠商越來越趨向於造小排量渦輪機呢?這裏簡單講一下吧。首先,汽車發動機標定有一張重要的數據圖叫做萬有數據圖。這張圖是通過標定發動機的轉速與扭矩。在測試台上得出來的。如圖所示,在測試台上測試發動機各個轉速能對應的扭矩輸出,繪製出一條線,就叫做發動機的外特性曲線。這條曲線以上的部分,發動機達不到。以下的部分,是發動機的能力範圍。

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那麼如果我們把這個圖打上格,然後測他個千八百個點,測量每個點所代表對應轉速和扭矩下的油耗,就會得到一張非常詳盡的數據表。當然,這裏我實在懶得寫了。

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工程師們也懶得寫,寫了也看不清,所以他們會用類似等高線的方式把圖圈起來。這就是一張很好看的,豐富多彩的萬有特性圖了(surface怎麼調畫筆顏色,沒搞明白)

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我上面標黃的就是國人開車常用的區間了,反正我們起步都是怠速起步的對吧,我們可以看到,在高速巡航時油耗是最低的,當然,這個黃色區間可以通過調整變速箱齒比來調整,這樣就可以上探到最佳油耗的區間範圍。但是這樣你的儲備扭力就不夠了,超車就會很肉。

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所以我們在車上加了個渦輪。車得外特性就會變成粉色的那條線。

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這樣大的扭矩,對於一般人來說有點大了,所以車商就會把發動機排量縮小,這樣扭矩,萬有特性曲線也會差不多等比例的縮一下,加上渦輪,我們常用的區間又正好落在了最佳油耗區間里。同時因為渦輪的緣故,扭矩平台上升了,你也獲得了足夠的儲備動力,超車也可以從容一些。

於是通過這樣降排量,提高渦輪壓力/多渦管等技術,調整變速箱齒比,發動機的排量就可以越做越小,而油耗始終在一個友好的最佳油耗範圍內。這也解釋了渦輪機省不省油的問題,同排量的渦輪機肯定費油,但是同參數的渦輪機相比自吸顯然是省了,畢竟排量小了很多。

綜上,三缸機是歷史的車輪,汽車技術發展的必然,總有人站著說話不腰疼噴三缸機,然而差價,差的經濟型噴子給出麼?大家都做三缸機,是市場和消費者相互作用的結果,不存在誰不做三缸誰就是真良心,良心只能看誰家更設的用料做平衡了。

nissan vct

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尼桑曾經出過很多神機,rb26dett,vq37等等,然而技術日產的名號在國內卻被鋪天蓋地的軒逸騏達砸了招牌,一點技術也沒看到啊。這台VC-turbo的2.0t神機初搭載在qx50上,現在下放到天籟中,然而市場似乎不買賬,我們只要便宜大個就行。

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汽油機長期以來,在於壓縮比做鬥爭,不同的工況希望的壓縮比是不一樣的,為了曲線救國80年代末開始大家紛紛配上了vvt,vvl,還有為了環保增加了egr等,然而可變壓縮比一直是紙上談兵的狀態,薩博曾經是離量產VCR(Variable compssion ratio)技術最接近的一次,然而他們沒錢了。直到2018年,技術日產憋了個大招。關於這台發動機機械結構的分析我就不贅述了,簡單,精緻,富有美感,在高性能和低油耗兩端都得到了平衡。我認為越接近完美的機械結構越富有美感,而VC-T一定是其中之一。

Mazda spcci

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關於馬自達的創馳藍天x,如果單純稱為壓燃是不準確的,確切的說還是用馬自達自己的詞彙SPCCI更精準。

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這台發動機將汽油機的壓縮比一舉推向了18:1,國外媒體評測普遍已經用holy grail聖盃來描述這個創舉了。馬自達真是喜歡劍走偏鋒,賺點錢就要憋個大招。關於這台引擎的技術分析,我就不贅述了,各大媒體已經吹了很多了,國內預計年底會上,油品問題不用擔心,越低標號反而越合適。我想說的是,馬自達什麼時候能賺夠錢把轉子複活一下?

未來-對置活塞

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這玩意最開始是坦克上用的,蒸汽機也有。

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基本原理大概就是這樣,活塞水平對置,功率密度大,兼具直6,h6的優點,缺點是連杆機構複雜,配氣和點火系統不好設計,所以以前都是柴油機用。雖然目前還沒有車量產採用這種機型,不過我覺得這應該是未來汽油機發展方向之一,畢竟在電動機的壓力下,留給內燃機發展的方向不多了。

本來這一期還打算講講H6,VGT等等,但是篇幅有限下次和化油器,增壓器等內容,湊一篇發動機吃飽喝足的故事吧。

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