四缸巨无霸

通用汽车正在努力探索四缸发动机的极限。

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很久很久以前,庞大的直列四缸阵营统治着世界。1909年,一个名叫Victor Hémery的小伙儿开着一辆Blitzen Benz在英国布鲁克兰赛道上飙到了203公里/小时,这辆当年最快的车上装备的是一台21.5升、最大功率200马力的直列四缸发动机。

现在,通用汽车生产的L3B型2.7升直列四缸发动机并没有那么大。这款发动机搭载在今年秋季发售的通用旗下的全尺寸皮卡生产线,这将是在美国能买到的最大排量的四缸汽油发动机之一(丰田旗下有一款同样排量的)。看上去这就是直列四缸的极限了,如果再增大排量,四缸发动机将会失去优势。

“主要是因为需求,”通用汽车负责研发小型汽油机的首席工程师Tom Sutter解释说,“要在四缸机上实现更强大的动力,你需要更大的活塞、更大的衬套以及更长的冲程,发动机所需要的空间也要更大。但是最终,没 有人愿意把一个四缸机装进雪佛兰Silverado的发动机舱里。

另一方面,直列四缸也并非天然平衡的结构。曲轴的旋转和活塞往复运动产生的振动并不能够像夹角是90°的V8发动机那样完美抵消。L3B和通用生产的其他超过1.5升排量的四缸发动机一样,会安装一个反向旋转的平衡轴,平衡轴会让发动机的动力受一些损失,但相比于抑制二阶振动,这些损失是值得的。

对大排量四缸发动机来说,还有一个挑战是抗爆震性。大口径活塞比长冲程更容易发生爆震,因此,活塞口径不能过分增大;而增加活塞在汽缸内的行程又会让发动机的垂直高度成为新的问题。在V型发动机上,由于倾斜的角度,可以让发动机的垂直高度降低,这样在同样的垂直空间里,活塞往复运动的行程得以增长,这种安排可以让工程师有效平衡冲程和缸径的矛盾。而在L3B上,通过采用缸内直喷和涡轮增压,通用工程师将混合得更加均匀的油气点燃,减少爆震的可能。

如果你忽略汽缸数,L3B发动机310马力和472牛·米的数据听上去就像是一辆全尺寸皮卡,但这并不是大排量卡车的终结。福特计划在2020年推出混动F150,elon Musk也在Twitter上说特斯拉将要提供电动皮卡。这样看来,通用的2.7升四缸发动机现在看起来就像是100多年前的Blitzen Benz那么壮硕了。■

Blitzen Benz的四缸发动机并不是唯一的“猛犸象”,菲亚特后来打造出一款28.5升的“都灵怪兽”来挑战Blitzen Benz。平均每个汽缸就有7升多的容量。

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