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梦幻36V 解密玛莎拉蒂36气门引擎

2019-11-16 03:13:13 暂无 阅读:1733 评论:0

玛莎拉蒂在80年代曾推出过一个名为“High-Tec”的概念引擎,在当时绝大多数引擎还在使用化油器供油,单凸轮轴两气门的大环境下,“High-Tec”率先使用了电子燃油喷射系统。而四顶置凸轮轴36气门的设计更在当年引起极大的轰动,就算放到今天,每汽缸6气门都可称得上“神器”,可见当年这个富有想象力的设计,引起的轰动可是不小。除此以外,这个2.0升引擎还搭载双涡轮增压系统,“SEI VALVOLE”正时系统和“Finger Control”气门控制系统等在当时颇为先进的科技,在输出方面达到了可观的超130匹升功率。

梦幻36V 解密玛莎拉蒂36气门引擎

图:梅花形排布的气门组合。

一直以来,进排气效率都是改善引擎输出的不二法门。多气门带来的好处除了增加进排气道的横截面积以外,强横的进气涡流也使油气混合得更均匀。因此,理论上该发动机可以在接近理想空燃比的情况下工作,不浪费燃料的热值。接近理想的工作状态最直接的反映在功率的增加上,在当时普遍汽油机还在使用化油器供油的大环境下,这个V6引擎已经开始使用电喷系统,在左右两颗并联涡轮的加持下,这个引擎在7200转时实现了261匹马力的最大输出。更值一提是玛莎拉蒂结构简单但合理的“手指气门控制系统”(Finger Control),较当时单凸轮控制单气门的气门控制方式更活灵活,一条凸轮轴通过像手掌一般的摇臂控制三个气门,这个划时代的摇臂设计,影响了后来的气门机构设计者。像所有玛莎拉蒂跑车引擎都采用“SEI VALVOLE”正时系统,这个发动机也不例外,而且具有双涡轮增压。玛莎拉蒂工程师并没有尝试挑战这个机器的极限,增压压力较保守地维持在只有0.8bar。涡轮机还特设一个的水冷回路,以保证整体的可靠性和耐用性。

梦幻36V 解密玛莎拉蒂36气门引擎

图:梦幻般的36气门机器。

为什么是单缸6气门的设计?

纵观内燃机发展史,为了追求更高的性能人们尝试过很多种方法。但始终还是离不开如何更充分的把进入燃烧室的空气/汽油混合物的化学能转化成机械能。因为无论机器的结构怎么变动,内燃机的核心始终不会变,工质始终是由空气和燃料微滴组成的混合气。

经验表明,如果进气气流方向发生变化(传统的发动机每缸只有一个进气门),会引起空气和燃料的混合不均匀,并且他们有可能趋于分离。油气混合不充分将导致燃烧不完全,降低发动机的性能而且浪费能源,更重要的是,不完全燃烧会产生颗粒物,从而导致排放高污染。 双气门发动机也受到一些困扰,气体有限的流速会降低进排气的效率。不完全燃烧的气体除了会增加废气中污染物的比率,这些“入侵者”停留在燃烧室内也会占用混合气体的可用空间,从而导致发动机性能进一步下降,这在低转区域还不是太明显甚至还能改善低扭,但到了高转就完全是在阻碍引擎的效率。因此,气门数增加提高了进气效率,保证混合气的完全燃烧,而更多的气门也有利于燃烧室内更完全的废气排出。多气门的好处显然易见,能源浪费更少(具有明显的环保性和经济性),更高的热效率和容积效率,当时4气门还是高精尖产物,玛莎拉蒂就已经研究出这一幅6气门引擎了。

梦幻36V 解密玛莎拉蒂36气门引擎

图:出于各种考虑,多年来,发动机增加气门数一直是个发展方向,目的就是为增加充气效率,减少压力损失。气门数量增加时,进气涡流与汽油会发生更激烈的碰撞,空气和汽油的混合将会更均匀。

梦幻36V 解密玛莎拉蒂36气门引擎

图:位于中央的两个气门(进气门和排气门)和在外侧的气门以不同的角度安装。 两侧气门分别是11.25°(进气)和10.50º(排气)倾斜,两个中央气门与水平面成3º(进气)和2.5º(排气)的夹角。 这两种不同的气门角度排布能使燃烧室内部产生明显的“涡流”效果以充分混合燃油和空气。

正如我们所看到的,气门数量的增加会来许多好处。但是试验和历史表明,每缸四气门的瓶颈几乎从未被突破。原因是技术上的问题,过于复杂的正时系统和更高的成本,放慢了这一领域进展的脚步。

梦幻36V 解密玛莎拉蒂36气门引擎

图:玛莎拉蒂的专利产品双顶置凸轮轴的气门控制系统,玛莎拉蒂称其为“手指控制”(Finger Control),凸轮轴通过手掌状的摇臂控制气门而且每条凸轮轴负载均匀(每个凸轮轴控制三个气门),从而保证部件工作可靠。而且极轻的运动部件使得金属之间没有相互产生额外的压力,玛莎拉蒂独有的“SEI VALVOLE”正时系统,极致发挥这个超前的2升引擎的最大性能。

气门的调节很简单,它由一个螺钉和锁紧螺母之间的配合进行间隙调整,只需进行正常的保养便可,免除了汽车留在维修车间漫长等待的麻烦。设计师并没有使用复杂零件从而尽量避免所有可能出现的并发症,这使发动机结构更加紧凑,更加细腻和更加简单。工作可靠,调整简单,这意味着售后保养的费用就更少了,对于经售商而言售后服务的利润也少了。这样的设计在今天的汽车市场上显然是不被接受的。

High Tec V6 - 36V - 4AC实验的引擎

梦幻36V 解密玛莎拉蒂36气门引擎

当时的广告文案:

“令人兴奋的消息来自玛莎拉蒂,双涡轮增压,双顶置凸轮轴,每缸6气门V6发动机即将登场。”

这台6缸36气门设计的发动机,1996毫升排量,在7200rpm迸发出261匹的最大马力,1986年玛莎拉蒂宣布这个发动机将装配在一个新款双门跑车里。升功率达到130匹,在当时标准生产的动力装置里边,这个引擎已经算是高性能了。

最后总结一下“High-Tec”的技术特点:

1、更高的压缩比带来更大的输出。

2、更大的燃料利用率。

3、双凸镜型燃烧室。

4、发动机缸体内通有冷却管路,能降低燃烧室温度。

5、中心定位的火花塞,以提高燃烧。

6、输出功率可观:261匹马力@ 7200转。

7、低增压压力:0.8bar。

8、更节能,相同的燃油消耗率带来更强的动力。

9、玛莎拉蒂专利产品“手指控制”系统(finger control)以及简易的气门调节。

10、由于中央气门是以不同的角度设计,从而增加湍流强度使油气混合更均匀。

11、双水冷式涡轮增压器。

12、齿形皮带驱动四顶置凸轮轴。

13、极致轻盈气门传动部件带来更低的惯性压力。

14、电子控制燃油供给。

玛莎拉蒂传统的运动性能与前卫的技术相结合带来更纯粹的驾驶乐趣。

编辑点评:1985年12月14日,玛莎拉蒂宣布这个单缸6气门的实验样机“High-Tec”因为技术问题还未能进入量产。虽然这只是一个概念产品,但这个引擎却给后来的发动机技术带来了很多的启发,比如多气门的设计,双凸形燃烧室对发动机性能的影响,“finger control”系统对可变气门技术的开发也有一定的指导作用。反观今天的发动机,有很多技术都能在High-Tec身上找到类似的影子。而更可笑的事,多年过去某合资大厂的自然吸气发动机居然还沿用每缸双气门的设计。不管怎样都好,很高兴能看到这一极具革命性的发动机曾经出现过。

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