脱胎于赛场的汽车技术——双顶置凸轮轴

当我们购车时,配置是必须要考虑的因素,而只要你对搭载内燃机的车型有意向,配置单上都必然会存在名为“配气机构”的一栏。现如今大部分车型在这一配置上采用的都是DOHC,也就是双顶凸轮轴结构,这项配置在今天不会吸引过多目光,但你是否知道这项不起眼的技术在一百多年前是作为赛车技术诞生的,并助力参赛车型一举夺魁?本次我们就来聊聊脱胎于赛场的汽车技术——双顶置凸轮轴。

(绘图员Ernest Henry)

(三位车手:Paolo Zuccarelli,Jules Goux,Georges Boillot)

1912年,三位赛车手和一位绘图员,试图说服罗伯特·标致(当时标致公司掌舵人)采用他们的方法设计最新的赛车发动机,四人坚信掌握了当时最高效的气流优化方案,几人大胆的设计得到了标致先生的赏识,并提供了一个巴黎的小车间以及其他支持。

尽管如此,标致公司专业的工程师团队并不相信这四人能有他们说的那般神乎其神,甚至称他们为“Les Charlatans(骗子们)”,而不久之后他们就造出了世界上第一台双顶置凸轮轴发动机,拥有4气门设计以及7.6L的排量,并搭载在了标致当年的L76赛车上。与如今的皮带或链式传动方式不同,最早的双顶置凸轮轴发动机,采用锥齿轮与传动轴帮助曲轴驱动凸轮轴顶开气门。在L76投放至赛场后便对竞争对手施以痛击,并一举夺下了当年法国大奖赛的冠军。

(采用锥形齿轮以及轴传动的7.5L发动机)

(征战美国的5.6L发动机)

在赢得了法国大奖赛后,次年标致推出了L75的改进款,用以征战大洋彼岸的美国Indy500赛事。在接下来的技术改进中,发动机排量降至5.6升,同时曲轴驱动凸轮轴的方式被变更为了纯粹的齿轮传动,这令配气正时更加精确,并且还增加了一道活塞环,使气缸的密封性得以增加,凸轮轴与气门杆之间的从动件也被去除,重量得到了进一步控制。最后,这辆被“弱化”的赛车依旧顺利拿下了Indy500的冠军。

(左为5.6L发动机结构,右为7.6升发动机结构)

1914年,标致将一款搭载相同技术但更为精致的3.0L发动机投放至Indy500赛场上。但形成鲜明对比的是,竞争对手的发动机平均排量大出其一倍,导致这具紧凑的3.0L发动机在当时并被不看好,甚至还有体育记者称其为“婴儿车”。可当比赛结束时,位列前三的成绩,以及当时创纪录的99.85英里/小时(160千米/小时)的时速,将“婴儿车”的蔑称击得粉碎,同时也印证了双顶置凸轮轴设计的高效与先进。

结语:

双顶置凸轮轴至今已成为大部分汽车所采用的发动机结构,其诞生使发动机配气效率得到了进一步的提升。而搭载世界首台双顶置凸轮轴发动机的L76能有出色的赛场表现,不仅是因为双顶置凸轮轴带来了出色的进排气效率,半球形燃烧室所提供的良好燃烧环境也功不可没。此外世界首例干式油底壳的应用也提高了赛车的综合实力,可见单一技术的跃进也不足以使一辆赛车轻松拥有夺冠实力,还需各项技术的共同发力。未来我们还将为大家带来更多赛车技术在民用车辆“发扬光大”的故事,敬请期待。

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