V8发动机因为其天生优秀的平顺性,不俗的寿命被全世界各汽车品牌广泛地设计制造,而它基于大排量底气十足的动力也在性能车领域有着相当高的地位,影视剧里一句V8肌肉就交代了这台车动力强劲。但同是V8,因为曲轴结构的区别,分成两个截然不同的流派,也就是美系和欧系。
所谓美系V8也就是交错平面曲轴的V8,这种V8发动机有着更加出色的平顺性和静音性以及更长的寿命,但在性能上有些劣势,此外还有着美式V8肌肉最具特色的煮水声排气声浪,其原因后面细讲。
沿着曲轴的轴向看,它呈一个十字状,两个平面交错,从这得名。
美系V8,必然是在美国车上用的多,但其实有的欧洲汽车的V8也用交错平面曲轴,比如蓝旗亚Thema 8·32,这货的发动机居然是法拉利设计的。
而欧系V8就是平面曲轴V8,这种发动机更加追求性能,而平顺性和静音性以及寿命都不如交错平面V8。
沿着平面曲轴轴向看,它呈一字状,只有一个平面,从而得名。平面曲轴V8更像是两台直列4缸发动机拼起来了,两边的活塞连杆抓在了一根曲轴上。
相对美系V8,欧系V8当然是更多地被欧洲汽车所应用,但也有美国车用。比如下面的(并不那么)纯种的美式肌肉谢尔比野马GT350。(谢尔比都用了欧系V8,情怀放哪啊?)
因为曲轴的不同,这两种V8有着截然不同的特性。
交错平面曲轴同时受到两个向上和两个向下的一阶惯性力(绿的),这时一阶惯性力上下平衡了。而且还同时受到两个向上和两个向下的二阶惯性力(红的),也就平衡了。这也就是美系V8优秀平顺性和静音性的根本原因。
但是由于交错平面曲轴的两侧受到的是相反方向的一阶力,这会使得整个曲轴有一个“翘起来”的弯矩,为了平衡掉这个力,曲轴需要额外的平衡结构,也就是额外的重量和转动惯量,再加上更大的曲轴意味着更大的曲轴箱。而更大的曲轴箱会让发动机在车中的重心更高,这一切都是对性能不利的。
反过来再看欧系的平面曲轴V8,两侧和中间的一阶力(绿的)完美平衡,整个曲轴不受弯矩,可以省去平衡弯矩所需的额外结构和重量,并且相比交错平面V8可以有更高的发动机转数。但是四个二阶惯性力(红的)都是同向的,这会造成发动机的震动,而二阶力占发动机总震动的大约30%,震动造成平顺性静音性相对差,而且还会造成发动机寿命降低,但是为了性能,这些都是可以牺牲的。
先说右侧的平面V8,还是那句话,它就像两个直列4缸发动机拼在一起,很容易做到点火顺序在两侧往复,而交错平面V8天生缺陷就完全调不出这种点火顺序,它总是会出现同侧两个气缸先后点火和排气。(但也并不一定就是上图的点火顺序)
而交错平面V8的这种点火顺序会造成排气间歇性堵塞,在高转数时尤其明显。
一侧的气缸点火后排气,马上这一侧的另一个气缸也排气了,这两股排气就怼在了一起。
而平面V8就没有这个问题,总是两侧的气缸间隔点火,不会造成排气堵塞。
除此以外,平面V8的每一个气缸性能表现都一样,但交错平面V8不管什么点火顺序,总是有两个缸性能比其它6个差一些,这也就限制了这种发动机的性能潜力。
总结一下,就是欧系V8性能潜力大,美系V8平顺噪音小。
其实美国车上的V8相当一部分是用在全尺寸SUV和大皮卡上面,对于这些车来说,重量,重心高低,和性能潜力都不是那么重要,而安静地巡航在公路上更惬意,而且排量摆在那,美系V8的动力也并不会差。
但是欧洲人对全尺寸SUV和皮卡这种大车普遍并不是特别喜爱,V8这种大发动机通常用在有性能追求的跑车或高性能轿车上,对于这种用途,发动机的平顺性和低噪音甚至是寿命就没性能潜力来的重要了。比如法拉利458,奥迪R8。虽然都是V8,差别还是非常大的,所以谢尔比野马GT350用了平面V8也不是什么无法接受的事。
小孩子才选择,大人全都要。客官,火箭发动机了解一下?