內(nèi)憂外患，承擔(dān)突圍使命

如果不是經(jīng)濟危機和日益嚴重的環(huán)境問題，我相信“大排放”應(yīng)該還是美國汽車產(chǎn)品的關(guān)鍵詞。而“V8”一定是美國大排量發(fā)動機出現(xiàn)頻率最高的人物。美國人對V8發(fā)動機的青睞造就了一批具有代表性的大排量發(fā)動機產(chǎn)品，通用的“北極星”系列發(fā)動機就是其中之一。

●《內(nèi)憂外患》，承擔(dān)突圍使命。

北極星發(fā)動機是通用90度角發(fā)動機中技術(shù)最先進的代表，其地位不亞于通用自主LS系列發(fā)動機。說起北極星發(fā)動機的起源，要從上世紀（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）七八十年代說起。

雖然V8-6-4發(fā)動機在概念和技術(shù)上比較先進，但由于當(dāng)時技術(shù)水平的限制，在穩(wěn)定性和可靠性方面存在明顯的問題。

20世紀（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）80年代初，凱迪拉克引進了當(dāng)時技術(shù)比較先進的幾款發(fā)動機，1981年引進的可變排量技術(shù)的V8-6-4發(fā)動機，1982年引進的4.1L V8發(fā)動機HT4100發(fā)動機。最后，當(dāng)時有限的技術(shù)水平導(dǎo)致了產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性的問題，導(dǎo)致了品牌聲譽的損失。凱迪拉克需要一種先進的發(fā)動機來重振品牌勢頭。

『北極星系統(tǒng)』北極星系統(tǒng)包括動力、自適應(yīng)懸架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動和牽引力控制系統(tǒng)，北極星發(fā)動機是其核心』

上世紀80年代末，德國高端品牌和新興的日本高端品牌開始共享豪華車市場。通用汽車需要拿出更有競爭力的產(chǎn)品來與寶馬、奔馳、雷克薩斯和英國菲尼迪競爭，所以他們提出了Allante、改裝Eldorado和Seville STS的發(fā)展計劃。以及集動力、轉(zhuǎn)向、懸架、制動、牽引力控制等為一體的“北極星系統(tǒng)”北極星系統(tǒng)的概念。，就介紹了一下，其中最重要的核心就是北極星V8發(fā)動機。

與此同時，通用的競爭對手福特其實也在研發(fā)類似的發(fā)動機，并且“搶先別人一步”。1991年，模塊化發(fā)動機的第一款產(chǎn)品——16氣門單頂置凸輪軸的4.6L V8發(fā)動機被安裝在林肯第二代Town車上，可輸出190馬力/142千瓦，366牛米。

「北極星引擎」

“首款搭載北極星發(fā)動機的車型——凱迪拉克阿拉恩特”

然而，一般的北極星并沒有讓福特的風(fēng)光（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）持續(xù)多久。第一臺北極星發(fā)動機于1992年年中與凱迪拉克Allante一起正式亮相。同時，Allane還配備了前述的北極星系統(tǒng)，包括自適應(yīng)懸架、牽引力控制系統(tǒng)和防抱死制動系統(tǒng)。

“雙頂置凸輪軸和全鋁缸體的特點讓北極星發(fā)動機一下子大幅度領(lǐng)先福特?！?/p>

這款北極星發(fā)動機代號為L37，用于前橫向前驅(qū)動平臺。它是美國第一臺采用雙頂置凸輪軸的全鋁V8發(fā)動機。它使用鋁合金氣缸體和鑄鋁活塞，每個氣缸有四個氣門和正時鏈條。這臺發(fā)動機的曲軸箱和氣缸體設(shè)計是一個主要特點。它直接將常規(guī)發(fā)動機的主軸承蓋集成到缸體底部，大大簡化了發(fā)動機的結(jié)構(gòu)，提高了整體強度，降低了發(fā)動機高度和重心。

“傳統(tǒng)發(fā)動機主軸承蓋的位置”

“北極星發(fā)動機主軸承蓋的位置”

L37的缸徑和活塞行程分別為93毫米和84毫米。短行程的設(shè)置體現(xiàn)了其線性輸出和大功率發(fā)動機定位，趨向于大功率輸出。起初這款發(fā)動機的設(shè)計功率為290馬力，但在Allante上，這款L37的峰值功率為295馬力/5600轉(zhuǎn)/分，4400轉(zhuǎn)/分的峰值扭矩為393牛米，直接甩在了當(dāng)時的雙氣門福特4.6L V8發(fā)動機后面將啟動。當(dāng)這個系統(tǒng)介入時，發(fā)動機會關(guān)閉一排氣缸，整個發(fā)動機完全依靠“風(fēng)冷”驅(qū)動，依靠鋁合金缸體和潤滑系統(tǒng)的散熱優(yōu)勢，將發(fā)動機保持在安全溫度。據(jù)報道，這種系統(tǒng)可以在沒有冷卻液的情況下保持發(fā)動機安全運行100英里。

更有意思的是，在凱迪拉克的Seville、Deville和Eldorado中，實際使用的是水冷發(fā)電機，冷卻效率是有保障的，但這使得產(chǎn)生和散發(fā)熱量的管道更加復(fù)雜，增加了冷卻液泄漏的風(fēng)險。2021年以后，水冷發(fā)電機被普通的風(fēng)冷發(fā)電機取代。

“電子節(jié)氣門在左側(cè)，發(fā)動機管理控制模塊在右側(cè)”

2021年，這一年是北極星發(fā)動機的重要時間節(jié)點，北極星在這一年完成了一次技術(shù)進化。今年，所有北極星4.6L V8發(fā)動機開始使用電子節(jié)氣門。同年，新一代E67發(fā)動機管理模塊也開始安裝在北極星發(fā)動機上。到2021年，所有北極星發(fā)動機都將其發(fā)動機管理模塊升級到E67。

也是在今年，為了提高車輛的排放和可靠性，通用將北極星的燃油系統(tǒng)升級為“無回流”燃油系統(tǒng)，也就是現(xiàn)在廣泛使用的無回流燃油系統(tǒng)，它沒有從發(fā)動機到油箱的燃油管道，從而避免了燃油在系統(tǒng)中反復(fù)回流。同時，已經(jīng)用于立式北極星V8發(fā)動機的博世EV14噴油器也應(yīng)用于L37和LD8臥式北極星發(fā)動機。

北極星發(fā)動機的出現(xiàn)真的讓凱迪拉克再次贏得大家的掌聲。除了前面提到的技術(shù)特點，后續(xù)的北極星發(fā)動機相繼應(yīng)用了VVT可變正時氣門技術(shù)、獨立點火線圈等當(dāng)時領(lǐng)先或主流的發(fā)動機技術(shù)，得到了消費者和業(yè)界的認可。從1995年到1997年，北極星V8發(fā)動機連續(xù)三年入選“沃德十佳發(fā)動機”，實力可見一斑。

北極星V8發(fā)動機的進化和繁衍

●北極星V8發(fā)動機的進化和再現(xiàn)——最常規(guī)的L37、LD8和縱向LH2

在很多介紹中，我們都會看到“北極星，凱迪拉克最先進的發(fā)動機”的描述。似乎很少有人說北極星是通用汽車最先進的發(fā)動機。確實，北極星發(fā)動機已經(jīng)是凱迪拉克相當(dāng)長一段時間的專屬發(fā)動機，所以大多數(shù)人提到北極星只會想到凱迪拉克。截至目前，20余款匹配北極星發(fā)動機的車型中，只有三四款來自通用其他品牌，凱迪拉克車型占比接近86%。

截至2010年停產(chǎn)，北極星V8發(fā)動機共有L37、LD8、LH2、L47、增壓LC3五種不同型號。其中應(yīng)用最廣泛的是L37、LD8和LH2發(fā)動機，下面將分別列出L47和增壓發(fā)動機LC3。

北極星的L37“原始佛”

L37發(fā)動機是北極星系列發(fā)動機的原廠型號，也就是上面提到的發(fā)動機。發(fā)動機的動力輸出趨向于高響應(yīng)和高動力輸出。在1996-2021年的凱迪拉克Deville和塞維利亞車型中，L37的動力輸出達到了300馬力/400牛米。從2000年開始，L37發(fā)動機將壓縮比從10.3:1降低到10:1，以實現(xiàn)更好的機油適應(yīng)性。

“LD8發(fā)動機”

1994年推出的LD8發(fā)動機和L37有著完全的兄弟關(guān)系，技術(shù)和結(jié)構(gòu)相同，壓縮比也和后來的L37一樣為10:1...只是兩款發(fā)動機的調(diào)校風(fēng)格不同。相比高響應(yīng)、高功率輸出取向的L37，工程師重新設(shè)計了凸輪輪廓，使LD8具有更好的低扭矩性能，大部分LD8的功率數(shù)據(jù)為275馬力1998年后，凱迪拉克為LD8發(fā)動機升級了全新的液壓懸置系統(tǒng)，使車輛更加穩(wěn)定舒適。

LH2更先進的垂直北極星

LH2發(fā)動機于2021年推出。它是一款用于垂直后驅(qū)和全輪驅(qū)動平臺的北極星發(fā)動機，用于凱迪拉克SRX（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）、STS和XLR。LH2標(biāo)志著北極星發(fā)動機的新時代，不僅因為它是北極星的第一臺立式發(fā)動機，還因為在LH2上，全新的發(fā)動機管理模塊、電子節(jié)氣門、VVT可變正時閥技術(shù)、活塞裙聚合物涂層等帶來了更先進的北極星。但臥式L37/LD8自始至終都沒有配備VVT技術(shù)。

“奧茲莫比爾極光車型上使用的L47發(fā)動機”

L47發(fā)動機是北極星4.6V8發(fā)動機通過縮缸和部分優(yōu)化設(shè)計衍生出來的產(chǎn)品，搭載在奧茲莫比爾極光車型上。原發(fā)動機功率為250馬力/353牛米。這款L47是唯一一款從未搭載在凱迪拉克量產(chǎn)車型上的北極星發(fā)動機。也許是因為它的起源，或者是因為它與凱迪拉克車型沒有聯(lián)系，所以很多地方在提到北極星發(fā)動機的時候都沒有提到這款L47。

“2000年的凱迪拉克北極星LMP”

然后，我們又回到了凱迪拉克。北極星的成功讓自信的凱迪拉克開始考慮50年后是否重返勒芒24小時耐力賽。大多數(shù)人似乎都有趁熱打鐵的想法，于是凱迪拉克北極星LMP誕生了。

2000年，項目啟動，通用汽車基于Riley & Scott MKIIIs底盤啟動了凱迪拉克北極星LMP車的研發(fā)。動力方面，通用最早是從一輛印度賽車上使用的650 4.0L發(fā)動機起步，這款發(fā)動機就是L47。

“2021年，發(fā)動機再次升級，換上了全新的北星LMP02底盤，進步顯著?！?/p>

凱迪拉克對這臺發(fā)動機進行了有針對性的改造，安裝了兩臺IHI渦輪機。從第一款LMP00車型到2021年的新款LMP01，凱迪拉克的成績一直在一步步進步。2021年，在新底盤的LMP02車型上，這臺發(fā)動機被GARRETT的渦輪增壓器取代，并與X-trac變速箱匹配。在勒芒LMP 900團體賽和美國勒芒系列賽中有許多出色的表現(xiàn)。不幸的是，通用汽車在2021年底宣布取消凱迪拉克項目，北極星發(fā)動機與這種世界競爭的命運就此終結(jié)。

超級電荷C3是最強的北極星

增壓4.4升北極星發(fā)動機是北極星量產(chǎn)中最強最先進的型號。

在北極星發(fā)動機陣營的量產(chǎn)版中，性能最強的LC3發(fā)動機是06 STS-V和06 XLR-V車型的心臟。這臺發(fā)動機可以說是LH2發(fā)動機的同門，用于車輛平臺的垂直定位。工程師將原北極星V8的缸徑從93毫米縮小到91毫米，發(fā)動機排量縮小到4.4升，壓縮比縮小到9: 1。

“LC3安裝在STS-V和XLR-V上”

『伊頓M122增壓器，右側(cè)是增壓器轉(zhuǎn)子組』

“活塞噴霧冷卻技術(shù)在當(dāng)時也是LC3獨有的?！?/p>

『LC3優(yōu)化缸體設(shè)計，采用三層氣缸墊』

這款發(fā)動機不是LH2簡單升級和縮缸的產(chǎn)物。為了提高強度，工程師改造了孔少的缸體，采用了新的三層氣缸墊，提高了密封效果。除了進排氣連續(xù)可變正時氣門技術(shù)和單缸獨立點火線圈外，當(dāng)時的先進發(fā)動機還采用了活塞噴霧冷卻技術(shù)。

北極星血統(tǒng)并不只有“V8”

●北極星血統(tǒng)不僅僅是“V8”——XV12和六缸LX5的概念版。

一直以來，在很多人的印象中，“北極星”都是V8發(fā)動機。其實在北極星家族中，有兩個不是V8但不得不提的親戚。

XV12漂亮的大排量，滿足不了排放和經(jīng)濟的規(guī)定。

" 2021年，XV12發(fā)動機與概念車Cien一起亮相. "

2021年亮相的Cien概念車不僅外形驚艷，還搭載了北極星XVI 12概念車發(fā)動機。這款7.5L概念發(fā)動機是最大排量的北極之星，也是唯一的12缸北極之星發(fā)動機。在這款概念發(fā)動機上，展示了當(dāng)時很多先進的概念，如缸內(nèi)直噴、全鋁發(fā)動機、碳纖維復(fù)合材料進氣歧管、可變排量技術(shù)等。其中，可變排量技術(shù)可以根據(jù)發(fā)動機的負荷情況關(guān)閉相應(yīng)數(shù)量的氣缸，使發(fā)動機在更經(jīng)濟的狀態(tài)下運行，氣缸的開啟和關(guān)閉可以無縫切換。

這臺XV12發(fā)動機的最大功率為750馬力，扭矩輸出為610牛米。它最初受到外界的青睞，認為它可能會出現(xiàn)在一般的凱雷德車型上，但這款12缸發(fā)動機未能量產(chǎn)。如果當(dāng)時這臺發(fā)動機已經(jīng)著陸，我們今天的主題將是12缸北極星的故事。XV12所展示的可變排量技術(shù)后來在其他系列的通用發(fā)動機上開花，凱雷德Hybrid的V8發(fā)動機就采用了這一技術(shù)，但與北星無關(guān)。

LX5 V6是奧茲莫比爾的遠房親戚

這臺2021年發(fā)布的LX5 V6發(fā)動機屬于奧茲莫比爾。乍一看好像和北極星沒什么關(guān)系，但只要稍微看一下它的信息，就知道這款發(fā)動機是在我們前面提到的L47 V8發(fā)動機的基礎(chǔ)上開發(fā)設(shè)計的。我不需要重復(fù)L47的起源。因此，工程師們稱這款發(fā)動機為ShortNorth，粉絲們也為它起了個外號“游擊手”。

“LX5搭載在奧茲莫比爾第二代極光車型上”

但是嚴格來說，雖然有著相同的90度氣缸角度，但是LX5并不是簡單的從L47結(jié)構(gòu)上拆下兩個氣缸就做出來的。這是一款全新設(shè)計的發(fā)動機，氣缸直徑和沖程分別為89.5毫米和92毫米，排量為3.5L，雙頂置凸輪軸，每個氣缸四個氣門，正時鏈條。其峰值功率為215馬力/5600轉(zhuǎn)/分，峰值扭矩為312牛米/4400轉(zhuǎn)/分。這是通用汽車首款不采用分時點火系統(tǒng)的發(fā)動機。該發(fā)動機在2021年和2000年連續(xù)兩年獲得沃德十佳發(fā)動機稱號。但由于這款發(fā)動機的制造成本較高，且僅與奧茲莫比爾車型匹配，最終隨著奧茲莫比爾品牌的隕落而消亡。

總結(jié):

2010年7月，北極星系列發(fā)動機停產(chǎn)。對于很多人來說，大排量發(fā)動機陣營中又少了一顆明星。面對日益嚴格的排放和油耗法規(guī)，這臺曾經(jīng)承載著凱迪拉克品牌競爭力、助力凱迪拉克復(fù)興的先進發(fā)動機，逐漸顯得有些力不從心。

作為美國發(fā)動機的典型代表，北極星從一開始就一直帶來的線性、澎湃的動力感受，是那些高增壓的中小排量發(fā)動機永遠無法替代的。在世界向高效中小型發(fā)動機和新能源動力邁進的過程中，北極星留在了路上，站在了人們看著、記著的地標(biāo)。

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