我们买车,配置是必须要考虑的,而只要你对搭载内燃机的车型感兴趣,配置列表上必然会有一栏叫“配气机构”。现在这种配置大部分车型都采用DOHC,也就是双顶置凸轮轴结构。这个配置在今天不会引起太多的关注,但你知道吗,这个不起眼的技术在100多年前就作为赛车技术诞生了,并帮助参赛车型一举夺冠。这一次,我们就来聊聊脱胎于球场的汽车技术——双顶置凸轮轴。
(欧内斯特·亨利,绘图员)
(三位车手:保罗·祖卡雷利、朱尔斯·古克斯、乔治·布伊洛特)
1912年,三名赛车手和一名绘图员试图说服罗伯特·标致(当时是标致的掌舵人)用他们的方法设计最新的赛车发动机。其中四人坚信自己掌握了当时最高效的气流优化方案,几个人的大胆设计得到了标致先生的赞赏,他在巴黎提供了一个小车间和其他支持。
尽管如此,标致公司的专业工程师团队并不相信这四个人能有他们说的那么神奇,甚至称他们为“Les Charlatans”。不久后,他们制造了世界上第一台双顶置凸轮轴发动机,四气门设计,排量7.6L,搭载在标致的L76赛车上。与今天的皮带或链条驱动方式不同,最早的双顶置凸轮轴发动机是用锥齿轮和传动轴来帮助曲轴带动凸轮轴打开气门。L76上场后,给了竞争对手当头一棒,一举拿下法国大奖赛冠军。
(带锥齿轮和轴驱动的7.5升发动机)
(适用于美国的5.6升发动机)
赢得法国大奖赛后,标致于次年推出了改进版L75,用于参加大洋彼岸的美国Indy500赛事。在接下来的技术改进中,发动机排量降低到5.6升,曲轴驱动凸轮轴的方式改为纯齿轮传动,使得气门正时更加精确,并增加了活塞环增加了气缸的密封性能,去掉了凸轮轴和气门杆之间的从动件,使重量得到了进一步的控制。最后这辆“被削弱”的车还是成功拿下了Indy500的冠军。
(左侧为5.6L发动机结构,右侧为7.6L发动机结构)
1914年,标致在Indy500上放了一台搭载相同技术但更精致的3.0L发动机。但与之形成鲜明对比的是,竞争对手的发动机平均排量要大一倍,导致这款紧凑型3.0L发动机在当时并不被看好,甚至有体育记者称之为“婴儿车”。但在比赛的最后,前三名的成绩和创纪录的99.85 mph (160 km/h)的速度粉碎了“婴儿车”的绰号,也印证了双顶置凸轮轴的高效和先进设计。
结论:
双顶置凸轮轴成为迄今为止大多数汽车采用的发动机结构,它的诞生进一步提高了发动机气门效率。搭载全球首款双顶置凸轮轴发动机的L76能够在赛场上表现出色,不仅是因为双顶置凸轮轴带来了出色的进排气效率,更是因为半球形燃烧室提供了良好的燃烧环境。此外,世界上第一个干式油底壳的应用也提高了赛车的综合实力。由此可见,单一技术的跃进并不足以让一辆赛车轻松夺冠,需要所有技术共同努力。未来我们会为大家带来更多关于民用车辆赛车技术发展的故事,敬请期待。
(文中图片来自网络入侵)
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