雁过留鸣:十二缸发动机的历史

雁过留鸣:十二缸发动机的历史

驱动十二缸发动机不是磁场,而是巧妙的结构、平稳的运行,还有动力和声音。不管是小排量高转速的“魔头”,还是扭矩强劲的双涡轮增压汽油或柴油发动机,甚至是历史悠久的飞机发动机。让我们静下心来欣赏一下这种多样性。

据称,各种聪明人士认为十二进制系统更优越,并嘲笑十进制用手指就能计算得出来。而我们开车的人呢?我们是相当务实的,基本上对所有可能的活塞式发动机都抱有热情。尤其是面对这样一个奢华的V12……这种超级内燃机由汽油、柴油或天然气驱动,从不到90马力到远远超过1500马力,它们在路上和轨道上或埋头苦干,或嗡嗡作响,或发出尖叫。现在,它们似乎终于要消失在夕阳下。


1916年:第一批批量生产的V12


第一个、至少是第一批生产的V12发动机是1916年的Packard Twin Six。这款88马力的6.8升发动机已经使用了60°夹角。理论上的完美质量和扭矩平衡保证了V12的无震动运行。1931年,在德国,6.0升的Horch V12显示了什么是可能性。12个轻质合金活塞(缸径×行程:80×100毫米)在灰色铸铁缸体上呼啸而过,每个缸体上部的两个气门水平放置,通过摇臂和滚轮由三链驱动的凸轮轴控制。带有特殊控制活塞的液压系统负责120马力发动机的气门控制。12个平衡块被安装在7个轴承的曲轴上,前端还有一个额外的减震器。安装在前面和后面的发动机的静音块会消除剩余振动。迈巴赫Zeppelin以8.0升的排量(92×100毫米)以及在3200转/分时释放的200马力称雄一时。


运动型:Colombo V12


与这些舒适的怪兽完全相反的是法拉利的ColomboV12。它由天才工程师乔克诺·克罗布(Gioacchino Colombo)设计,出现于1947年,并在1989年之前一直保留在412中,只是增加了排量并修改了底座。刚开始,1.5升的容积和几乎1 : 1的缸径/行程比足以满足60°V12的需要。

每组一个凸轮轴,每缸两气门,总共三个化油器,足以在6800转/分时产生118马力,并在第一年的14场比赛中获得6场胜利。1948年,法拉利带着增压230马力的125 F1首次亮相一级方程式比赛。这还不能保证竞争胜利,所以,1949年该发动机又增加了每缸两个凸轮轴(有两个阀门)和一台两级增压器。结果是:280马力。在其职业生涯结束时,现在GT 412中的4942立方厘米的V12发动机功率达到340马力。

这就是法拉利V12的总体情况吗?Cavallino还在抱怨。我们还记得365 GT/4 Berlinetta Boxer等车型的180°发动机。它们不是水平对置发动机,因为相对的汽缸的连杆不是被安置在两根偏移180°的曲轴颈上,而是连接在同一个曲轴颈上。在水平对置发动机中,相对的活塞总是以相同的镜像运动,而在180°发动机中,它们的运动方向相同。这意味着水平对置发动机可以自行平衡其惯性力,而在180°发动机中,要由多缸系统为其做出平衡。

使用了法拉利180°V型发动机的车型有一级方程式赛车中的3.0升312,以及排量为4.4或5.0升的量产中置发动机系列,最近的是1984至1996年的Testarossa。早在1969年,最强大、最凶猛的180°V12发动机就亮相了,它如此成功,以至于被两个大洲的赛事禁止。在其性能生涯结束时,它甚至在保时捷917上使得测试台爆炸。

这台4.5升的风冷双点火发动机配有起动-发电机以及每秒送风量2400升的冷却风扇,可产生520马力。在接下来的几年里,动力得到了进一步的提高,新增了两台涡轮增压器,排量扩充到5.4升。在1973年的最新的配置中,这款发动机产生了超过1500马力的动力,成为有史以来最强大的赛道发动机之一。


1987年:BMW重新启动V12


相比之下,始于战前的第一台德国十二缸发动机几乎总是羞答答的:BMW的5.0升发动机,功率为300马力,用于750i。虽然缸径和行程相同,但慕尼黑的这家公司并没有简单地将现有的两台直列六缸发动机配对,而是依靠相同的缸体来制造每边一个凸轮轴的双气门发动机,它有两套独立的进气系统、点火装置和喷射装置。

奔驰在1991年进行了反击,推出了6.0升的M120四气门发动机,功率为300千瓦,也就是408马力。汽缸选择性抗爆控制使压缩比达到10 : 1的水平。如今仍在使用的梅赛德斯V12 M279可产生高达630马力/1000牛·米的动力,但BMW受到环境法规限制,最新的6.0升V12发动机只能提供577马力,而不是以前的602马力。2006年的双燃料超级实验车/氢气实验车BMW Hydrogen7明显更弱,只有260马力。Hydrogen7不使用燃料电池产生的电力来驱动电动马达,而是通过进气歧管喷射氢气来实现直喷式汽油发动机那样的燃烧过程。

2006年,奥迪以直喷式柴油机震惊了勒芒耐力赛。当5.5升的TDI开始开发时,测试台预先配备了更稳定的变速箱,以承受双涡轮增压的1200牛·米。采用铝制缸体、90°夹角和共轨燃油喷射的柴油发动机,其进气压力接近3巴,在3000~5000转/分的速度范围内可产生650马力。V12 TDI可以做得更好,但比赛规定的近40毫米直径的进气限制器实际上掐住了它的咽喉。然而,这并没有阻止R10 TDI连续三次获得勒芒赛的胜利(2006-2008年)。

大众汽车集团的W12发动机不仅在勒芒赛中而且在批量生产中取得了成功。在千年之交,他们将两台具有15°倾斜角的VR6发动机和一个共同的汽缸盖合并为一台具有72°倾斜角的6.0升十二缸发动机,这本身就很特别。因此,W12的汽缸处于不同的角度,它实际上应该被称为双VR。不管怎么组合,这款发动机都非常短小。除了在辉腾和途锐等量产车型中使用外,2007年它还在双涡轮增压GTI W12-650中单独亮相,这是有史以来最酷的高尔夫之一。650的含义显而易见,加上750牛·米的扭矩,最高车速足以达到325公里/小时。

这款独特的发动机的声音包含了从低沉的隆隆声到中音的女高音再到全油门时的嘶哑吼叫。而6.0升自然吸气发动机2001年在奥迪A8(631马力)以及2004年在辉腾和途锐上投入批量生产时,声音是低沉而精致的,拥有450马力和600牛·米。自2015年以来,第二代带进气歧管的直喷双涡轮增压W12发动机一直被宾利独家使用。

在100多年的历史之中,V12发动机一直用于豪华级别或顶级跑车,比如阿斯顿DBS、兰博基尼Aventador或法拉利812。