北極星發(fā)動(dòng)機(jī)

簡(jiǎn)介：

說(shuō)到美國(guó)的優(yōu)秀發(fā)動(dòng)機(jī)，那最值的大說(shuō)特說(shuō)的是通用的NORTHSTAR北極星，發(fā)動(dòng)機(jī)，這是不爭(zhēng)的事實(shí)。當(dāng)日本人、德國(guó)人花巨資研究發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)時(shí)，燒油不眨眼的美國(guó)人還在追求著寬大、舒適的享受，美國(guó)的汽車(chē)制造商也不去注重對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)，使得美國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)落后于日本、歐洲等同行。但是北極星發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)改變了這一局面，毫不夸張的說(shuō)，北極星發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)美國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)有著劃時(shí)代的意義。

產(chǎn)品發(fā)展里程：

北極星最早亮相于1993年的凱迪拉克Allante、Eldorado和Seville STS三款車(chē)上，正因?yàn)樗荲8大排量引擎，所以基本都使用在凱迪拉克這個(gè)豪華品牌外，當(dāng)時(shí)這款北極星V8的代號(hào)為L(zhǎng)37，排量為4.6升。當(dāng)時(shí)的北極星憑借自己出色的升功率、優(yōu)異的油耗表現(xiàn)和可靠的性能在美國(guó)市場(chǎng)上令奔馳和寶馬的同排量引擎都相形見(jiàn)絀。

1994年， L37北極星V8引擎迎來(lái)了自己的最新版本LD8。LD8最大的變化是把凸輪形狀重新打造過(guò)，降低了功率，不過(guò)卻提升了低轉(zhuǎn)速的扭矩，更加適合SRX這樣的SUV使用。 1995年，第一代L37北極星4.6升V8發(fā)動(dòng)機(jī)被調(diào)整到300匹。而LD8版的北極星也升到了275匹。就是說(shuō)到了95年，4.6升排量的北極星引擎有了兩個(gè)版本，分別是275匹和300匹。值得一提，這兩款L37和LD8的北極星一直沿用到了今天，凱迪拉克DTS就是使用L37，別克最新旗艦車(chē)Lucerne使用LD8。

時(shí)間到了2004年，在凱迪拉克超級(jí)跑車(chē)XLR和豪華SUV SRX上出現(xiàn)了代號(hào)為L(zhǎng)H2的北極星引擎，2005年的凱迪拉克STS 也用上LH2。LH2采用VVT可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)，該技術(shù)雖然在日系、德系車(chē)上已經(jīng)稀松平常，但是在美國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)中是一次突破。此外，LH2還帶來(lái)了全新的ETC電控油門(mén)技術(shù)。其他的北極星引擎也逐漸裝備了ETC。整個(gè)北極星家族目前共有4款引擎，分別是4.4LV8(LC3) 、4.6LV8(L37)、4.6LV8(LD8)和4.6LV8VVT (LH2)。 北極星引擎總體特點(diǎn) 北極星V8引擎由鋁合金壓鑄而成，2000年后，通用為了降低鋁合金在成形過(guò)程出現(xiàn)氣孔，采用了一種新的高壓鑄造工藝，改善了性能。在2000年以前，北極星引擎壓縮比為10.3:1，到了2000年后改成了10:1。每缸雙凸輪軸、四個(gè)氣門(mén)、凸輪軸采取鏈條傳動(dòng)，北極星引擎的進(jìn)氣歧管是熱塑尼龍66制成，它能夠在冷卻進(jìn)氣的同時(shí)卻不會(huì)收到發(fā)動(dòng)機(jī)傳過(guò)來(lái)的熱量的影響，從而保持良好的工作狀況。北極星采用通用的SFI（sequential fuel injection）燃油順序式噴射方式進(jìn)入氣缸，進(jìn)排氣凸輪的位置由感應(yīng)器進(jìn)行控制，以便精確地配合氣缸氣體的進(jìn)進(jìn)出出。

北極星還有一個(gè)特點(diǎn)，就是當(dāng)所有冷卻液都失效時(shí)引擎還可以繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)電腦探測(cè)到引擎處于過(guò)熱狀況時(shí)，它會(huì)暫時(shí)停止一半的氣缸運(yùn)行，這樣可以降低整個(gè)引擎的溫度，以便可以讓車(chē)輛能繼續(xù)行駛，但是通用警告說(shuō)，出現(xiàn)這種情況也最多只能行駛不超過(guò)50英里。 在凱迪拉克DeVille和Seville身上的北極星還裝備了帶有液體冷卻的交流電機(jī)由于凱迪拉克身上過(guò)多的電子零件加大了電力系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，于是采用液體冷卻的方式能保證發(fā)電機(jī)的運(yùn)行。不過(guò)2001年開(kāi)始，通用重新為交流電機(jī)使用空氣冷卻的方式，目的是杜絕液體冷卻帶來(lái)的泄漏問(wèn)題。 北極星引擎代表著現(xiàn)在美國(guó)引擎技術(shù)的最高科技，該引擎已經(jīng)隨著SRX和XLR的引入銷(xiāo)售而來(lái)到中國(guó)，筆者希望通過(guò)本文，讓讀者能更清晰的認(rèn)識(shí)北極星引擎。

歷史以及技術(shù)詳解：

任何一個(gè)品牌都有區(qū)別于其他品牌的特點(diǎn)，想把這個(gè)特點(diǎn)長(zhǎng)久，唯一地保持住，最好的做法就是依靠領(lǐng)先的技術(shù)。就像大眾擁有最好的FSI和TDI技術(shù)，豐田有演繹得出神入化VVT-I技術(shù)一樣，通用也有著享譽(yù)世界最好的發(fā)動(dòng)機(jī)總成——北極星系列發(fā)動(dòng)機(jī)。

1996 North star 32valve v8 發(fā)動(dòng)機(jī)

北極星發(fā)動(dòng)機(jī)最早亮相于1993年的凱迪拉克Allante、Eldorado和Seville STS這三款車(chē)上，代號(hào)為L(zhǎng)37。當(dāng)初正是因?yàn)槠渚哂械腣8大排量特點(diǎn)，所以幾乎都被配置在了凱迪拉克這個(gè)豪華品牌上。1994年， L37北極星V8引擎通過(guò)改進(jìn)迎來(lái)了更新的版本LD8。LD8最大的變化是重新設(shè)計(jì)了凸輪的曲線，降低了一部分發(fā)動(dòng)機(jī)功率，但卻提升了低轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，因此LD8更加適合SRX這樣體重較大的SUV使用。 1995年，兩代北極星發(fā)動(dòng)機(jī)L37和LD8都分別經(jīng)過(guò)調(diào)教把輸出馬力調(diào)整到了300匹和275匹。自此，這兩款北極星發(fā)動(dòng)機(jī)就一直沒(méi)有改變過(guò)，一直沿用。

2004年Cadillac XLR配置的Northstar-V8發(fā)動(dòng)機(jī)

在2004年，在凱迪拉克的超級(jí)跑車(chē)XLR和豪華SUV—SRX上出現(xiàn)了代號(hào)為L(zhǎng)H2的北極星發(fā)動(dòng)機(jī)，2005年的凱迪拉克STS上也出現(xiàn)了這款LH2北極星發(fā)動(dòng)機(jī)。這款新LH2采用了在美國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)歷史上第一次應(yīng)用的VVT可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)。該技術(shù)允許進(jìn)氣門(mén)和出氣門(mén)各自獨(dú)立控制開(kāi)閉時(shí)間，通過(guò)從低速到高速運(yùn)轉(zhuǎn)之間的調(diào)節(jié)，保證了氣門(mén)在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)開(kāi)合、配合對(duì)燃油噴射的精確控制，更加高效地提高氣缸內(nèi)汽油的燃燒效率，使提高性能的同時(shí)，也提高了發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的清潔度。此外，LH2還帶來(lái)了全新的ETC（電控油門(mén)技術(shù)）系統(tǒng)，此系統(tǒng)取代了油門(mén)踏板和油門(mén)之間的機(jī)械傳動(dòng)。通過(guò)油門(mén)踏板位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制傳感器、自動(dòng)巡航命令、防側(cè)滑控制記錄以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊發(fā)出的變擋能量指令，發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)的油門(mén)控制單元，從而改變油門(mén)大小。該系統(tǒng)有助于最大限度降低油耗，同時(shí)保證動(dòng)力強(qiáng)勁、反應(yīng)直接，并且利于排放清潔。在LH2之后，L37和LD8也陸續(xù)裝備了ETC控制單元。

LC3發(fā)動(dòng)機(jī)配置的機(jī)械增壓及冷卻系統(tǒng)

除了LH2，當(dāng)年凱迪拉克又專(zhuān)門(mén)為其V系列運(yùn)動(dòng)轎車(chē)開(kāi)發(fā)了全新的4.4L排量，代號(hào)為L(zhǎng)C3的北極星V8機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)提供了媲美賽車(chē)的動(dòng)力性能，裝載于STS-V和XLR-V上。至此，整個(gè)北極星家族目前共有4款引擎，分別是4.6L V8(L37)、4.6L V8(LD8)、4.6L V8VVT (LH2)和4.4L V8（LC3）。

北極星發(fā)動(dòng)機(jī)的總體特點(diǎn)：

北極星V8發(fā)動(dòng)機(jī)全部由鋁合金制成，掀起的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體制造工藝采用壓鑄技術(shù)，到2000年后，通用集團(tuán)為了解決鋁合金在冷卻成形過(guò)程出現(xiàn)的氣孔，采用了一種新的高壓鑄造工藝，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)鋁合金部件的氣孔，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)性能。另外，在2000年以前，北極星發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比為10.3:1，到了2000年后改成了10:1，以適應(yīng)每缸雙凸輪軸、四氣門(mén)、鏈條帶動(dòng)凸輪軸的設(shè)計(jì)。最后，北極星引擎的進(jìn)氣歧管是用熱塑尼龍66制成，該材料制成的進(jìn)氣歧管能夠在冷卻進(jìn)氣的同時(shí)卻不會(huì)受到發(fā)動(dòng)機(jī)傳導(dǎo)過(guò)來(lái)熱量的影響，從而保持良好的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣環(huán)境。

除了以上所述，北極星發(fā)動(dòng)機(jī)還有一個(gè)特點(diǎn)，就是當(dāng)所有冷卻液都失效時(shí)引擎還可以繼續(xù)運(yùn)行，這被稱(chēng)作“Limp home”模式。在這種模式下，當(dāng)電腦探測(cè)到引擎處于過(guò)熱狀況時(shí)，它會(huì)暫時(shí)停止一半的氣缸運(yùn)行，這樣就能降低整個(gè)引擎的溫度，以便可以讓車(chē)輛能繼續(xù)行駛，但是通用集團(tuán)加了個(gè)備注：此情況下車(chē)輛最多只能行駛50英里。

北極星家族中的第五成員：

北極星發(fā)動(dòng)機(jī)家族里面最新的一位成員是伴隨概念車(chē)CIEN一同推出的North star XV12 概念發(fā)動(dòng)機(jī)。這款發(fā)動(dòng)機(jī)是一款采用了60度氣缸夾角，全鋁質(zhì)雙頂置凸輪軸(DOHC)，單缸四氣門(mén)設(shè)計(jì)的V12發(fā)動(dòng)機(jī)，排量為7.5升。能夠輸出750馬力的功率和450磅/英尺的扭矩，但其體積卻緊湊到與V8發(fā)動(dòng)機(jī)相同。

設(shè)計(jì)該款發(fā)動(dòng)機(jī)的通用汽車(chē)公司動(dòng)力總成部副總裁Thomas Stephens說(shuō)：“盡管通用汽車(chē)公司的動(dòng)力總成產(chǎn)品非常多，但是到目前為止我們還沒(méi)有開(kāi)發(fā)過(guò)V12發(fā)動(dòng)機(jī)，而這正是我們的North star XV12發(fā)動(dòng)機(jī)正在探索的一個(gè)領(lǐng)域。我們的汽車(chē)同高級(jí)汽車(chē)市場(chǎng)上的其他產(chǎn)品相區(qū)別的重要之處就是動(dòng)力總成，而采用諸多先進(jìn)技術(shù)的XV12發(fā)動(dòng)機(jī)可以滿足大多數(shù)V8發(fā)動(dòng)機(jī)的外形要求和燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo) 準(zhǔn)，這使通用汽車(chē)公司理所當(dāng)然地在這一領(lǐng)域中處于領(lǐng)導(dǎo)地位。同時(shí)，這一發(fā)動(dòng)機(jī)還繼承了我們的一些設(shè)計(jì)傳統(tǒng)?！?/p>

通用汽車(chē)北極星North　star　XV12發(fā)動(dòng)機(jī)的項(xiàng)目經(jīng)理、工程師Steve Kowalk說(shuō)：“外形可能是我們所面臨的一個(gè)最大的挑戰(zhàn)，因?yàn)槲覀円婚_(kāi)始就希望使V12發(fā)動(dòng)機(jī)與V8發(fā)動(dòng)機(jī)的外形大小相同。我們盡量縮減發(fā)動(dòng)機(jī)的體積，以使其能夠應(yīng)用于盡量多類(lèi)型的汽車(chē)之中。同時(shí)，我們還要使發(fā)動(dòng)機(jī)排量最大化，并要運(yùn)用‘可變排量’技術(shù)，使之能夠隨時(shí)提供所需的動(dòng)力。我們將汽缸壁的厚度縮減至7毫米，并采用后部凸輪軸驅(qū)動(dòng)方式，以使體積更加緊湊、發(fā)動(dòng)機(jī)罩更低?！?/p>

North star XV12發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于其他北極星發(fā)動(dòng)機(jī)采用的先進(jìn)技術(shù)包括：

l .“可變排量”技術(shù)

這款發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過(guò)關(guān)閉氣門(mén)使氣缸停止工作。氣缸的關(guān)閉僅對(duì)于一側(cè)的缸體適用，因此當(dāng)一側(cè)的氣缸關(guān)閉時(shí)，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)與一臺(tái)直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)毫無(wú)二致。系統(tǒng)關(guān)閉和再次激活的響應(yīng)時(shí)間很短，機(jī)油系統(tǒng)和電磁閥的布置能使氣門(mén)在6000轉(zhuǎn)/分鐘的情況下自由啟動(dòng)和關(guān)閉。

2 . 汽油直噴技術(shù)

直噴式汽油燃燒系統(tǒng)的采用為這款發(fā)動(dòng)機(jī)賦予了更高的功率和燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)還降低了排放物中碳?xì)浠衔锏呐欧帕?。?lèi)似的技術(shù)可以在大眾的FSI發(fā)動(dòng)機(jī)中見(jiàn)到。

3. 可變進(jìn)氣歧管技術(shù)

North star XV12發(fā)動(dòng)機(jī)重新設(shè)計(jì)了一級(jí)和二級(jí)歧管的三段可變進(jìn)氣系統(tǒng)使得發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出曲線更加平緩。它采用一種簡(jiǎn)單、緊湊而可靠的設(shè)計(jì)。使電動(dòng)可變進(jìn)氣門(mén)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)歧管變化速度比傳統(tǒng)的氣動(dòng)執(zhí)行器要快。

4. 后部正時(shí)傳動(dòng)鏈

在這款發(fā)動(dòng)機(jī)后部，還有一條可以帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的附屬部件的后部傳動(dòng)鏈，其與發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)鏈條一同運(yùn)行。這樣可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)前部的附屬部件數(shù)量、縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的整體長(zhǎng)度和降低發(fā)動(dòng)機(jī)的前端高度來(lái)達(dá)到更高的外形和體積要求。

5. 36000英里的換油周期

為了降低了對(duì)環(huán)境的壓力和用戶的使用成本。North star XV12發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)換油周期為36000英里，而這是通過(guò)改進(jìn)機(jī)油傳感器和監(jiān)控器、降低機(jī)油消耗量、提高機(jī)油冷卻性能并擴(kuò)大油箱容積而實(shí)現(xiàn)的。

總的來(lái)說(shuō)，北極星發(fā)動(dòng)機(jī)代表了北美發(fā)動(dòng)機(jī)制造的最高境界。在德系，日系發(fā)動(dòng)機(jī)廠商都在不斷推出日益經(jīng)濟(jì)環(huán)保的發(fā)動(dòng)機(jī)的同時(shí)，在北美，還有一個(gè)北極星在向著更高的動(dòng)力目標(biāo)前進(jìn)。

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