世界上最快的汽车野外引擎背后的怪异科学

导读 我们已经期望速度记录将由财大气粗的全球汽车公司(例如大众集团的布加迪品牌)创下,该公司有预算生产疯狂的复杂四涡轮W-16发动机。因此,当

我们已经期望速度记录将由财大气粗的全球汽车公司(例如大众集团的布加迪品牌)创下,该公司有预算生产疯狂的复杂四涡轮W-16发动机。因此,当华盛顿州立的独立式 SSC Tuatara设法创造了官方的双向平均速度记录,为315.7 mph(!),该发动机运行的是小缸发动机,具有一半的气缸和涡轮数,以及单个(小齿轮)凸轮轴。渴望了解有关此记录设置引擎的更多信息。除了纳尔逊赛车引擎的建筑师汤姆·纳尔逊,还有谁能更好地向我们介绍这件事?

汤姆很快注意到这不是GM引擎。它仅与标志性和典型的美国V-8共享一些关键的几何尺寸。但是,每个细节都针对此极端占空比进行了优化。块是铸造的,不是坯料加工的,因为这是正确热处理块的唯一方法。在硬运行完成其热处理之后,必须制造,运行并完全重新加工小方坯。从这种5.9升双涡轮V-8发动机产生1,750马力的三个主要秘密包括:平面曲轴,8,800 rpm红线和E85乙醇燃料(91辛烷值汽油的功率从1,750降至1,350马力) 。

为什么是平面曲轴?

正如我们之前所提到的,世界上第一批V-8具有平面曲柄,因为它们本质上是两个共享曲轴的四连杆。凯迪拉克(Cadillac)在1923年发明了十字形曲柄(横平面,投掷偏移了90度),可以更均匀地射击,从而使操作更为顺畅。在高性能V-8飞机上已重新引入了平板式飞机,因为每排气缸上的集管内的排气脉冲有助于在高速发动机下更有效地进行扫气。他们听起来也很棒,这很大程度上是创始人Jarod Shelby追求的。正如通用汽车在1970年展示的那样,这种声音可以通过精心制作的细长的“ 180度”排气集管来复制,该集管将运行十字形曲柄的V-8相对立柱上的两个气缸的废气合并在一起。纳尔逊(Nelson)的团队研究了图阿塔拉(Tuatara)的这种联管箱,但是转轮的长度因汽缸而异,并且包装非常折磨,以至于他们放弃了采用平面曲柄的想法。

这款5.9升平盘发动机如何能够维持8800 RPM的速度?

首先,这是一个非常大口径(4.125英寸),短冲程(3.375英寸)的发动机,大大降低了高转速下的活塞速度。接下来,使用短裙铝活塞和钛连杆将旋转质量减小到最大,最终每个气缸的总旋转质量约为1600克,包括油量。然后,团队花了整整两天的时间来精确平衡整个旋转组件(“我们可以以10,000 rpm的转速旋转并在平衡器上放置一个酒杯,” Nelson说)。最后,为了隔离车辆其余部分产生的振动,发动机使用专有的注油安装架代替聚氨酯安装。哦,科比曲轴供应曲柄,它是由钢坯铁姆肯钢加工而成,据说价格为10,000美元。

专利双涡管涡轮增压器

为了充分利用每个集管中均匀分布的排气脉冲,它们被排入单独的通道,因此它们以180度的角度撞击涡轮机叶轮。这样一来,大型涡轮便可以像小型涡轮一样迅速加速运转,所有不定时的排气脉冲都会在同一位置撞击涡轮。这些专利涵盖了排气涡轮和压缩机叶片设计的新型空气动力学造型。另一个新颖之处-左右涡轮增压器对称相对,并沿相反方向旋转。这样可以确保每个气缸组的排气流量相同。尼尔森声称,这些涡轮增压器已显示出82%的涡轮压缩机映射效率(大多数涡轮增压器的效率为70%)。增压压力可以高达30 psi,但记录表明增压压力在19 psi达到峰值。另请注意,这是不是热门的设计;涡轮增压器位于舷外,进气歧管位于V形。

极端中冷

产生大的提升是很好的,但前提是您可以将电荷冷却下来。在这里,双气对水中冷器被集成到由双电子节气门体供气的钢坯加工进气歧管中。在记录运行中,发动机传感器测量了从涡轮增压器排出的260度空气,而在中冷器之后该温度降至130度。尼尔森指出,温度每降低10度(F),功率增加约1%。这些温度传感器只是用来测量这种高度发动的发动机各个方面的传感器中的几个。有11个废气传感器,四个空燃比传感器和无数压力传感器。发动机的安全参数受到非常严密的监控,以确保其永不爆炸。任何规格的10%变化都会触发警报/限制模式。

其他发动机故障

上油系统为干式油底壳设计,带有严重障板的油底壳,可为Tuatara的极限行驶提供动力。发动机冷却系统几乎没有什么特别之处,只是在汽车的前部装有一个增压水泵,以帮助将所有冷却液移至前部散热器。“火焰箍”有助于将气缸体固定在气缸盖上,并能承受与在5.9升发动机中产生1,750匹马相关的巨大缸内压力。这种“箍”涉及在圆柱体顶部上钻一个定位槽,在该定位槽中插入回火的钢环。该环伸入气缸盖的接收槽中,并将气缸盖垫圈锁定在适当的位置,以防止其吹出。最后,在记录运行之前的星期五进行测试期间,该小组对排气温度不满意,并将问题归结为线圈无法以高于6,000 rpm的速度迅速返回地面的问题。这有效地提前了点火正时。在线圈和地面之间插入一个电阻可解决该问题,将温度从1,900度降低到1,700度。这就是这种开发引擎存活了这么长时间的方式,也是为什么SSC有足够的信心将其出售给消费者的原因。就其本身而言,纳尔逊赛车队(Nelson Racing)期待构建此野V-8的下几个迭代。这个开发引擎如何生存了这么长时间,以及为什么SSC有足够的信心将其出售给消费者。就其本身而言,纳尔逊赛车公司(Nelson Racing)期待构建此野V-8的下几个迭代。这个开发引擎如何生存了这么长时间,以及为什么SSC有足够的信心将其出售给消费者。就其本身而言,纳尔逊赛车队(Nelson Racing)期待构建此野V-8的下几个迭代。