多少年来法拉利以及欧洲众多超跑都在采用平面曲轴V8发动机,那强有力的声浪,逼近万转的红线以及出色的动力响应让人如痴如醉。
如今福特为旗下一款相对亲民的美式运动Coupe注入了平面曲轴V8发动机,没错!正是售价分别为$56495/$63995的福特Shelby野马GT350和专注赛道的GT350R。
简单解释一下什么是平面曲轴V8发动机,如图所示V8发动机曲轴大致分为两种,一种是十字曲轴,另一种则为平面曲轴,两者最大的区别就是每两个曲拐之间的夹角是90°而不是180°。平面曲轴V8发动机结构简单,惯性小,有利于高转和发动机响应,但美中不足的是震动感人…
言归正传,Shelby搭载的这台5.2L V8自然吸气发动机并不是普通野马5.0L V8发动机的衍生品。总设计师Eric Ladner表示:“只有气门锁片、密封垫圈和一些紧固件与那台5.0L V8发动机共享;不同的缸径、冷却水套以及缸盖螺栓给我们呈现了一个全新缸体结构,曲轴、连杆、轴承、气缸垫、气缸盖、进排气门、油底壳等等均是独一无二的。”
全新发动机相比之前的5.0L V8排量更大,动力更是提升了20%,但重量却轻了将近6kg;压缩比更是提高到了12:1,燃效提升了10%,运动副之间的摩擦力进一步降低,红线转速更是达到了惊人的8250rpm。这台发动机之所以能够实现这么高的转速并满足高转速下的进气需求,正是因为独特的平面曲轴的应用。另外,大升程气门和87mm直径的节气门的应用使得这台发动机的进排气性能要优于其对标基准车型——法拉利458(同样采用平面曲轴V8发动机)。
5.2L V8发动机研发团队的出发点就是为那些性能车打造这么一台不俗的发动机,“一款适合激烈赛道驾驶又能应付日常通勤的跑车”,Ladner提到:“我们的讨论就是围绕轻量化和高性能,不仅仅是动力,更是大扭矩和功率的宽域持续输出,这一点在赛道中尤为重要。”
设计之初,目标最大功率被设定为500hp(7500rpm)、峰值扭矩为556N·m(4750rpm)。“我们盯着升功率为100hp的目标不断努力修正,最终超额完成了任务,最大功率定格为526hp(7500rpm)、峰值扭矩也增至582N·m(4750rpm)。最初我们将发动机红线目标转速定在8000rpm,之后调试并改进行车电脑软硬件,最终红线转速被提升到了8250rpm。值得注意的是7500rpm之后,发动机功率并没有明显的下降,动力输出水平保持得相当不错。”
在密歇根格拉顿赛道测试中,GT350R的平面曲轴V8发动机发出猛兽般的咆哮,并且十分乐意奔向红线,而这是必须的。即便没有采用燃油直喷、涡轮或者机械增压技术,这台V8依然很轻松的成为了迄今为止福特动力最强功率密度最大的自然吸气发动机,并荣膺2016年度“沃德十佳发动机”。
当然,平面曲轴发动机还有一个十分头疼的物理瓶颈,那就是恼人的振动。“这台V8的横向振动比一般的发动机要大”,Ladner说:“我们将振动数据输入到CAE软件中进行分析测试,除此之外还进行了一项长达数小时的振动台架试验。可喜的是,我们通过了这项设计验证。”
当发动机团队在对标法拉利458平面曲轴V8发动机的动力性能时,车辆团队正分析采用前置平面曲轴V8发动机的法拉利California的NVH性能。“我们分析了法拉利的做法并采取了诸多措施”,Ladner说:“我认为我们可以打败它!”然而,这仍然需要底盘上的一些支撑缓冲部件使发动机振动最小化。
2015年,福特为了纪念初代Shelby野马GT350诞生50周年,生产制造了100辆GT350和37辆GT350Rs;但2016年,这些数字预计会达到3000-5000辆。