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通用北极星发动机技术解析

   日期:2017-02-17    
核心提示:通用北极星发动机技术解析
 说到美国近年来的优秀发动机,那值的大说特说的是通用的NORTHSTAR北极星,该发动机现在普遍搭载在通用的高档品牌凯迪拉克各车型上。
  美国人不善于做发动机,这是不争的事实。当日本人、德国人花巨资研究发动机技术时,烧油不眨眼的美国人还在追求着宽大、舒适的享受,美国的汽车制造商也不去注重对发动机的开发,使得美国发动机技术落后于日本、欧洲等同行。
 
  但是北极星发动机的出现改变了这一局面,毫不夸张的说,北极星发动机对美国的发动机工业有着划时代的意义。
  发展里程:
 
  北极星发动机早亮相于1993年的凯迪拉克Allante、Eldorado和Seville STS三款车上,正因为它是V8大排量引擎,所以基本都使用在凯迪拉克这个豪华品牌外,当时这款北极星V8的代号为L37,排量为4.6升。当时的北极星凭借自己出色的升功率、优异的油耗表现和可靠的性能在美国市场上令奔驰和宝马的同排量引擎都相形见绌。
 
  1994年, L37北极星V8引擎迎来了自己的新版本LD8。LD8大的变化是把凸轮形状重新打造过,降低了功率,不过却提升了低转速的扭矩,更加适合SRX这样的SUV使用。
 
  1995年,代L37北极星4.6升V8发动机被调整到300匹。而LD8版的北极星也升到了275匹。就是说到了95年,4.6升排量的北极星引擎有了两个版本,分别是275匹和300匹。值得一提,这两款L37和LD8的北极星一直沿用到了今天,目前凯迪拉克DTS就是使用L37,别克新旗舰车Lucerne使用LD8。
 
  北极星V8引擎的气缸套是铝合金压铸而成,2000年后,通用为了降低铝合金在成形过程出现气孔,采用了一种新的高压铸造工艺,因此降低了引擎内铝合金部件的气孔,改善了性能。首次采用纵向置放,并配备电子节气门控制及可变气门正时的全新北极星引擎,90度夹角的本体设计,使其能轻易地在6000 rpm时释放出320 hp的惊人马力,并在4400 rpm时输出44.8 kgm的强劲扭力。在2000年以前,压缩比为10.3?押1,到了2000年后,调为10?押1。每缸双凸轮轴和四个气门的设计,符合目前大排量发动机的潮流,没有特别可说的。凸轮轴采取链条传动,比起皮带传动的会更耐用。北极星V8有个坏毛病,就是如果一旦链条出现问题,气缸就出现很大问题,而没有人愿意看到这么一款昂贵的引擎发生这种毛病。进气歧管是热塑尼龙66制成,它能够在冷却进气的同时却不会收到发动机传过来的热量的影响,从而保持良好的工作状况。北极星采用通用的SFI(sequential fuel injection)燃油顺序式喷射方式进入气缸,进排气凸轮的位置由感应器进行控制,以便精确地配合气缸气体的进进出出。
 
  新一代4.6升北极星V8 D-VVT发动机还采用了“电传线控”油门控制系统(ETC),取代了油门踏板和油门之间的机械传动。通过油门踏板位置传感器、发动机控制传感器、自动巡航命令、防侧滑控制记录以及发动机控制模块发出的变档能量指令,系统接受到动力输出信号。ETC有助于大限度降低油耗,同时保证动力强劲、排放清洁。催化转换净化器,燃烧室也按照10.5?押1的压缩比进行了改造,使性能达到优。发动机控制系统在车辆运行环境下,按照司机的要求,准确而不着痕迹地调整车辆的运行状态,让司机只能感受到发动机的平顺敏捷。它还能集成其他功能,例如自动巡航控制、扭力管理、防滑平衡控制等,既简化了硬件,又提高了可靠性。更加坚固的铝制块状结构和底座,加上特制的隔音发动机盖,使SRX在引擎的消音防震方面达到了世界水平。钢质锻造的机轴强度更高,弯曲和扭转时的劲度更为加强。
 
  这台采用可变进排气门正时技术的北极星发动机,在性能、精细度、经济性和排放上都得到了改善。全部四个凸轮轴上配备的进气门和出气门控制器实现的双进排气可变气门正时控制令人印象深刻。该系统允许进气门和出气门各自独立运转,通过从闲置到高速运转之间的调节,保证了气门的准时开合、燃油喷放的精确控制,更加高效地燃烧汽油,避免为了性能而牺牲排放。新的可变气门正时系统使得废气再循环系统以及与限制排放相关的硬件变为多余,配备简化,重量减轻。不过值得注意的是凯迪拉克CTS装载的3.6 V6发动机非常出色,同样有可变进排气门正时?穴D-VVT?雪和电子节气门控制?穴ETC?雪,为什么不叫NORTHSTAR?看到SRX同样不带锁的油箱盖的时候,有点明白了,在美国那样买油不眨眼的地方,离了V8还能叫NORTHSTAR吗?而事实上的另外一个更重要的原因是3.6发动机源自欧宝的3.2 V6,经过改良而来,设计出来即是和北极星不同。
 
  点火系统有两种控制模式,一种是“点火控制模式”,完全由电脑根据气缸内外的感应器得到的数据来计算提前点火的时间和角度;当电脑或者感应器出现问题时,则引擎由“预定模块模式”进行点火控制,这个时候提前点火角度被固定在10度,可以暂时解决问题,当然就不够精确了,引擎同样可以工作,不过动力输出和油耗表现都会下降。
 
  北极星还有一个特点,就是当所有冷却液都失效时,引擎还可以继续运行,这被叫做“limp home”模式,直译就是“跛行回家”。当电脑探测到引擎处于过热状况时,它会暂时停止一半的气缸运行,这样可以降低整个引擎的温度,以便可以让车辆能继续行驶,但是通用警告说,出现这种情况也多只能行驶不超过50英里,否则后果自负。
 
  在凯迪拉克帝威和Seville身上的北极星还装备了带有液体冷却的交流电机由于凯迪拉克身上过多的电子零件加大了电力系统的负担,于是采用液体冷却的方式能保证发电机的运行。不过2001年开始,通用重新为交流电机使用空气冷却的方式,目的是杜绝液体冷却带来的泄漏问题。
 
  目前通用为2006款的所有北极星引擎配置了ETC电控油门/节流阀,消除了由于传动连杆带来的迟滞感,带来更好的加速反应。当然还有很多其他的技术细节,这里就不一一赘述了。
 
 
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