關于凱迪拉克全新款V8發(fā)動機性能分析

凱迪拉克推出全新4.2 升 V8 發(fā)動機，專為2019 款 CT6 系列設計。為了滿足運動版CT6 對性能的高要求，這款雙渦輪增壓 DOHC V8 發(fā)動機的功率輸出高達 550 hp，扭矩輸出則達 627 lb·ft。

從最近的情況來看，汽車制造商似乎并未叫停對內(nèi)燃發(fā)動機的投資。舉個例子，通用汽車 (General Motors) 旗下豪車品牌凱迪拉克 (Cadillac) 即耗時 4 年時間，隆重推出了一款全新 V8 發(fā)動機。按照計劃，凱迪拉克旗艦車型運動版 CT6 將自 2019 年上半年起，獨家使用該款 4.2 升 DOHC V8 雙渦輪增壓發(fā)動機。然而，我們不難想象，未來通用汽車將勢必還有至少一款關鍵車型也采用這款 V8 發(fā)動機。

凱迪拉克 V8 發(fā)動機首席工程師 Jordan Lee 向少數(shù)媒體展示了公司最新 V8 發(fā)動機的架構。Lee 表示，這款發(fā)動機繼承了凱迪拉克品牌對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。升級后的 2019 款 CT6 產(chǎn)品線將為客戶帶來兩種搭配不同配置 V8 發(fā)動機的版本，其中一款專為運動車型設計，5,700 轉時可輸出 550 hp 馬力，3200 到 4000 轉時可取得 627 lb·ft（850 N·m）的峰值扭矩。

這款全新鋁制 V8 的標準版本預計可在 5,000 到 5,200 轉時輸出 500 hp 馬力，并在 2,600 到 4,600 轉時輸出 553 lb·ft (700 N·m) 扭矩。這款發(fā)動機的副總工程師 John Rydzewski 表示，發(fā)動機達到這些數(shù)據(jù)的前提是使用優(yōu)質(zhì)的無鉛汽油。這款發(fā)動機采用了高壓 (5,076-psi) 直噴系統(tǒng)，壓縮比為 9.8:1。對此，通用工程師告訴《汽車工程》，直噴系統(tǒng)的壓力相對較高，這意味著不必采用目前非常流行的“直噴+進氣口噴射”的組合設計。

1別具一格的造型設計

這款全新 4.2 L V8 發(fā)動機的標志性特征也許就是“逆向”開口設計：排氣口位于發(fā)動機 90 度 V形結構的內(nèi)側，而進氣口則將從 V形結構的外側將空氣輸送進入氣缸。

事實上，這并非通用汽車的首款量產(chǎn) V8 發(fā)動機，但卻是凱迪拉克發(fā)動機首次將這一概念發(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)動機的 V 形結構中（作為排氣歧管的整體組成部分之一），而且還將定容催化轉換器也安裝在此處，重新定義了催化過程中的“緊耦合(close-couple)”概念。車輛的催化轉化器為了方便氧氣傳感器的安裝而鉆了孔，名副其實地“坐”在發(fā)動機之上。這意味著，尾氣一旦離開轉化器，則將在此后通往后保杠雙排氣管路的道路上暢通無阻，不受任何組件的限制。Rydzewski 表示，“Hot V”設計是“最有效的優(yōu)化系統(tǒng)渦輪響應速度的方法”。

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計的一半，最高轉速可達 170,000 轉。渦輪增壓器的最大增壓范圍為 20 psi，液化中冷器的設計則最多可以協(xié)助每個氣缸組抑制 20 kW 的散發(fā)熱量，據(jù)稱最高可使進氣溫度降低 130 華氏度（54 攝氏度）。

Lee 補充說，在全新 V8 的研發(fā)中，協(xié)助發(fā)動機渦輪排出所產(chǎn)生的巨大熱量是最具挑戰(zhàn)性的任務之一。Lee 表示，“從一張白紙完全開始新的設計”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)動機已經(jīng)關閉但渦輪增壓器和催化器中仍存在大量熱量的一段時間內(nèi)。Lee 表示，當發(fā)動機停止后，車輛的前冷卻風機將繼續(xù)循環(huán)發(fā)動機周圍的空氣，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。

2緊湊安裝

Lee 表示，凱迪拉克新款 V8 發(fā)動機各氣缸之間的間距僅為 10 毫米（0.4 英寸），因此盡管排量達 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，各氣缸間相對狹窄的安裝位置并不會限制氣缸本身的內(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)襯的設計，氣缸蓋采用了 Rotocast 的 356 鋁材，帶有 36 毫米進氣閥和 29 毫米的鈉填充排氣閥，曲軸和連桿均采用了鍛鋼材料。

3節(jié)油措施

盡管 4.2 L V8 發(fā)動機項目的主要目標時優(yōu)化性能，但這款發(fā)動機也采用了多種節(jié)能技術。

其中，最重要的是首次采用了一款專為通用 DOHC V8 發(fā)動機設計的主動燃料管理系統(tǒng)。在合適的條件下，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)氣缸鈍化功能，即關閉發(fā)動機一側氣缸靠外的 2 個汽缸和另一側氣缸靠內(nèi)的 2 個汽缸。在可變氣門正時系統(tǒng)中，排氣門最大張合角度為 55 度，進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)動機管理控制器，對各種發(fā)動機運行參數(shù)進行管理。

這款新發(fā)動機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)動機的燃油經(jīng)濟性數(shù)據(jù)還為時過早。

對于 2019 款 CT6 而言，無論采用何種版本的 V8 發(fā)動機，車輛均將配備通用汽車的 Hydra-Matic 10 速自動變速器、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選擇器設計，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 還會標配全輪驅動系統(tǒng) (AWD)，更好地發(fā)揮 V8 發(fā)動機的強勁性能。AWD 分動箱將與發(fā)動機的鑄鋁油底殼進行整體安裝。

4肯塔基州手工打造

凱迪拉克的最新 4.2 L V8 發(fā)動機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)動機的組裝場地。

事實上，業(yè)內(nèi)一直有傳言稱新一代 Corvette 可能會轉而采用全新的 V8 發(fā)動機，而非該車型長期使用的小型 OHV V8發(fā)動機，甚至還有可能增加或直接轉向一種新的先進中型發(fā)動機車輛架構。新款凱迪拉克 V8 發(fā)動機的動力和扭矩“潛力”顯而易見，且對生產(chǎn)場地的安排也讓人充滿遐想——這款新型發(fā)動機是否會最終登陸雪佛蘭 Corvette 或其他凱迪拉克車型？