[汽車之家 技術(shù)] 如果不是經(jīng)濟(jì)危機(jī)和日漸嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，我相信“大排量”應(yīng)當(dāng)至今仍然是美國(guó)汽車產(chǎn)品的關(guān)鍵詞。而“V8”，則一定是伴隨美國(guó)的大排量發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)頻次最高的字符。美國(guó)人對(duì)V8發(fā)動(dòng)機(jī)的青睞曾造就了一批頗具代表性的大排量發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品，通用旗下的“北極星”系列發(fā)動(dòng)機(jī)便是其中的一員。
● “內(nèi)憂外患”，承擔(dān)突圍使命
北極星發(fā)動(dòng)機(jī)是通用90度夾角型發(fā)動(dòng)機(jī)中技術(shù)最先進(jìn)的代表，其地位并不亞于通用獨(dú)立的LS系列發(fā)動(dòng)機(jī)。說(shuō)起北極星發(fā)動(dòng)機(jī)的起源，還要從上個(gè)世紀(jì)的七八十年代開始說(shuō)起。
『V8-6-4發(fā)動(dòng)機(jī)（L62）雖然理念和技術(shù)先進(jìn)，但是由于受到當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制
所以在穩(wěn)定性和可靠性上都有明顯的問(wèn)題』
凱迪拉克在八十年代初推出了數(shù)款當(dāng)時(shí)技術(shù)先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，1981年推出的具備可變排量技術(shù)的V8-6-4發(fā)動(dòng)機(jī)（L62）和隨后在1982年推出的4.1L V8發(fā)動(dòng)機(jī)HT4100（代號(hào)LT8）發(fā)動(dòng)機(jī)，最后都因?yàn)楫?dāng)時(shí)的有限的技術(shù)水平導(dǎo)致了產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性的問(wèn)題，導(dǎo)致品牌的聲譽(yù)受損，凱迪拉克需要一款能夠重振品牌氣勢(shì)的先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，而且，要可靠。
『NorthstarSystem北極星系統(tǒng)包括動(dòng)力、自適應(yīng)懸架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)以及
牽引力控制系統(tǒng)于一身，而Northstar北極星發(fā)動(dòng)機(jī)是其中的核心』
到80年代后期，德系高端品牌和新興的日系高端品牌開始在豪華車市場(chǎng)瓜分份額，通用需要拿出更具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品與寶馬、奔馳及初來(lái)乍到的雷克薩斯、英菲尼迪較量，于是他們一口氣拿出了Allante、改款的Eldorado和Seville STS三款車型的開發(fā)計(jì)劃，并且推出了集動(dòng)力、轉(zhuǎn)向、懸架、制動(dòng)和牽引力控制等等系統(tǒng)于一體的“northstar system”北極星系統(tǒng)的概念，其中最重要的核心就是北極星V8發(fā)動(dòng)機(jī)。
而與此同時(shí)，通用的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手福特竟然也在開發(fā)類似的發(fā)動(dòng)機(jī)，并且“捷足先登”，在1991年將模塊化發(fā)動(dòng)機(jī)的首個(gè)產(chǎn)品--16氣門單頂置凸輪軸的4.6L V8發(fā)動(dòng)機(jī)裝在了林肯第二代的城市之光（Town car）上，能夠輸出190馬力（英制馬力，以下均為英制）/142千瓦，366牛·米的動(dòng)力，這似乎讓凱迪拉克一下子陷入了被動(dòng)。
『Northstar北極星發(fā)動(dòng)機(jī)』
『首款搭載北極星發(fā)動(dòng)機(jī)的車型--凱迪拉克Allante』
但是通用的北極星并沒(méi)有讓福特風(fēng)光太久，第一款北極星發(fā)動(dòng)機(jī)于1992年中隨著凱迪拉克Allante（當(dāng)時(shí)叫做1993款）一道正式亮相，同時(shí)Allane還搭載了前面提到過(guò)的“北極星系統(tǒng)”，包括自適應(yīng)懸架、牽引力控制系統(tǒng)和防抱死制動(dòng)系統(tǒng)。
『雙頂置凸輪軸、全鋁缸體等特點(diǎn)讓北極星發(fā)動(dòng)機(jī)一下子領(lǐng)先了福特一大截』
這臺(tái)代號(hào)L37的北極星發(fā)動(dòng)機(jī)用于前橫置前驅(qū)平臺(tái)，它是全美第一臺(tái)雙頂置凸輪軸的全鋁V8發(fā)動(dòng)機(jī)，使用了鋁合金缸體（鑄鐵缸套）及鑄鋁活塞，每缸四氣門，并使用正時(shí)鏈條。這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱和缸體設(shè)計(jì)是一大特色，它將常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸承蓋（見下圖）直接集成到了氣缸體底部，使發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，有利于提高整體強(qiáng)度并減小了發(fā)動(dòng)機(jī)高度、降低了重心。
『傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承蓋位置』
『北極星發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸承蓋位置』
L37的缸徑及活塞行程分別為93毫米及84毫米，短行程的設(shè)定體現(xiàn)了其線性輸出和偏向高功率的發(fā)動(dòng)機(jī)定位，傾向高功率輸出。最早這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)功率是290馬力，但在Allante上，這臺(tái)L37拿出了295馬力（220千瓦）/5600rpm的峰值功率，在4400rpm時(shí)便可達(dá)到393牛·米的峰值扭矩，直接把當(dāng)時(shí)兩閥的福特4.6L V8發(fā)動(dòng)機(jī)甩在身后（當(dāng)然，這是暫時(shí)的，后來(lái)福特在93年也推出了DOHC雙頂置凸輪軸的四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)）。
這一次，凱迪拉克沒(méi)有忘記在“可靠性”上面做文章，他們?yōu)楸睒O星的點(diǎn)火系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩種工作模式，除了正常的點(diǎn)火控制模式外，當(dāng)傳感器或ECM發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊發(fā)生故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)以固定的提前點(diǎn)火角工作，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)能夠工作。
當(dāng)冷卻液泄漏或冷卻系統(tǒng)故障時(shí)，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)急模式--Limp Home（直譯為跛行回家）便會(huì)啟動(dòng)，這套系統(tǒng)介入時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)關(guān)閉一列氣缸，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)完全依靠“風(fēng)冷”行駛，依靠鋁合金缸體的散熱優(yōu)勢(shì)和潤(rùn)滑系統(tǒng)保持發(fā)動(dòng)機(jī)處在安全溫度內(nèi)。據(jù)悉這套系統(tǒng)能夠在沒(méi)有冷卻液冷卻的情況下讓發(fā)動(dòng)機(jī)安全地繼續(xù)行駛100英里(160公里)。
更有意思的是，在凱迪拉克的Seville（STS車型前身） , DeVille（DTS車型前身）以及Eldorado三款車型上，竟然使用了水冷發(fā)電機(jī)，冷卻效率得到了保障，但是這卻讓發(fā)散熱的管路變得更加復(fù)雜，并且增加了冷卻液泄露的風(fēng)險(xiǎn)。2001年之后，水冷發(fā)電機(jī)便被普通的風(fēng)冷式發(fā)電機(jī)代替。
『左側(cè)為電子節(jié)氣門 右側(cè)為發(fā)動(dòng)機(jī)管理控制模塊』
2006年，這個(gè)年份對(duì)于北極星發(fā)動(dòng)機(jī)而言是個(gè)重要的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，北極星在這一年完成了一次技術(shù)上的進(jìn)化。在這一年，所有的北極星4.6L V8發(fā)動(dòng)機(jī)都開始使用電子節(jié)氣門。同年，新一代的E67發(fā)動(dòng)機(jī)管理模塊也開始搭載在北極星發(fā)動(dòng)機(jī)上，到2007年，所有的北極星發(fā)動(dòng)機(jī)都已經(jīng)將發(fā)動(dòng)機(jī)管理模塊升級(jí)至E67。
也是在這一年，為了改善車輛的排放并提高可靠性，通用將北極星的燃油系統(tǒng)升級(jí)為“returnless”燃油系統(tǒng)，即現(xiàn)在使用已經(jīng)比較廣泛的無(wú)回流燃油系統(tǒng)，這種燃油系統(tǒng)沒(méi)有從發(fā)動(dòng)機(jī)回流到油箱的燃油管路，避免了燃油在系統(tǒng)中的反復(fù)回流。同時(shí)，已經(jīng)使用在縱置北極星V8發(fā)動(dòng)機(jī)上（LH2和LC3）的博世EV14噴油器也開始應(yīng)用在L37和LD8這兩款橫置的北極星發(fā)動(dòng)機(jī)上。
北極星發(fā)動(dòng)機(jī)的亮相確實(shí)讓凱迪拉克再次贏得了眾人的掌聲，除了前面提到的技術(shù)特點(diǎn)外，后續(xù)的北極星發(fā)動(dòng)機(jī)還陸續(xù)應(yīng)用了VVT可變正時(shí)氣門技術(shù)、獨(dú)立點(diǎn)火線圈等在當(dāng)時(shí)屬于領(lǐng)先或主流的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，得到了消費(fèi)者的認(rèn)可和業(yè)界的肯定。1995至1997年，北極星V8發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)三年被評(píng)選為“沃德十佳發(fā)動(dòng)機(jī)”（Ward's 10 Best Engines），其實(shí)力可見一斑。
