北极星发动机

简介：

说到美国的优秀发动机，那最值的大说特说的是通用的NORTHSTAR北极星，发动机，这是不争的事实。当日本人、德国人花巨资研究发动机技术时，烧油不眨眼的美国人还在追求着宽大、舒适的享受，美国的汽车制造商也不去注重对发动机的开发，使得美国发动机技术落后于日本、欧洲等同行。但是北极星发动机的出现改变了这一局面，毫不夸张的说，北极星发动机对美国的发动机工业有着划时代的意义。

产品发展里程：

北极星最早亮相于1993年的凯迪拉克Allante、Eldorado和Seville STS三款车上，正因为它是V8大排量引擎，所以基本都使用在凯迪拉克这个豪华品牌外，当时这款北极星V8的代号为L37，排量为4.6升。当时的北极星凭借自己出色的升功率、优异的油耗表现和可靠的性能在美国市场上令奔驰和宝马的同排量引擎都相形见绌。

1994年， L37北极星V8引擎迎来了自己的最新版本LD8。LD8最大的变化是把凸轮形状重新打造过，降低了功率，不过却提升了低转速的扭矩，更加适合SRX这样的SUV使用。 1995年，第一代L37北极星4.6升V8发动机被调整到300匹。而LD8版的北极星也升到了275匹。就是说到了95年，4.6升排量的北极星引擎有了两个版本，分别是275匹和300匹。值得一提，这两款L37和LD8的北极星一直沿用到了今天，凯迪拉克DTS就是使用L37，别克最新旗舰车Lucerne使用LD8。

时间到了2004年，在凯迪拉克超级跑车XLR和豪华SUV SRX上出现了代号为LH2的北极星引擎，2005年的凯迪拉克STS 也用上LH2。LH2采用VVT可变气门正时技术，该技术虽然在日系、德系车上已经稀松平常，但是在美国发动机中是一次突破。此外，LH2还带来了全新的ETC电控油门技术。其他的北极星引擎也逐渐装备了ETC。整个北极星家族目前共有4款引擎，分别是4.4LV8(LC3) 、4.6LV8(L37)、4.6LV8(LD8)和4.6LV8VVT (LH2)。 北极星引擎总体特点 北极星V8引擎由铝合金压铸而成，2000年后，通用为了降低铝合金在成形过程出现气孔，采用了一种新的高压铸造工艺，改善了性能。在2000年以前，北极星引擎压缩比为10.3:1，到了2000年后改成了10:1。每缸双凸轮轴、四个气门、凸轮轴采取链条传动，北极星引擎的进气歧管是热塑尼龙66制成，它能够在冷却进气的同时却不会收到发动机传过来的热量的影响，从而保持良好的工作状况。北极星采用通用的SFI（sequential fuel injection）燃油顺序式喷射方式进入气缸，进排气凸轮的位置由感应器进行控制，以便精确地配合气缸气体的进进出出。

北极星还有一个特点，就是当所有冷却液都失效时引擎还可以继续运行。当电脑探测到引擎处于过热状况时，它会暂时停止一半的气缸运行，这样可以降低整个引擎的温度，以便可以让车辆能继续行驶，但是通用警告说，出现这种情况也最多只能行驶不超过50英里。 在凯迪拉克DeVille和Seville身上的北极星还装备了带有液体冷却的交流电机由于凯迪拉克身上过多的电子零件加大了电力系统的负担，于是采用液体冷却的方式能保证发电机的运行。不过2001年开始，通用重新为交流电机使用空气冷却的方式，目的是杜绝液体冷却带来的泄漏问题。 北极星引擎代表着现在美国引擎技术的最高科技，该引擎已经随着SRX和XLR的引入销售而来到中国，笔者希望通过本文，让读者能更清晰的认识北极星引擎。

历史以及技术详解：

任何一个品牌都有区别于其他品牌的特点，想把这个特点长久，唯一地保持住，最好的做法就是依靠领先的技术。就像大众拥有最好的FSI和TDI技术，丰田有演绎得出神入化VVT-I技术一样，通用也有着享誉世界最好的发动机总成——北极星系列发动机。

1996 North star 32valve v8 发动机

北极星发动机最早亮相于1993年的凯迪拉克Allante、Eldorado和Seville STS这三款车上，代号为L37。当初正是因为其具有的V8大排量特点，所以几乎都被配置在了凯迪拉克这个豪华品牌上。1994年， L37北极星V8引擎通过改进迎来了更新的版本LD8。LD8最大的变化是重新设计了凸轮的曲线，降低了一部分发动机功率，但却提升了低转速时发动机的扭矩，因此LD8更加适合SRX这样体重较大的SUV使用。 1995年，两代北极星发动机L37和LD8都分别经过调教把输出马力调整到了300匹和275匹。自此，这两款北极星发动机就一直没有改变过，一直沿用。

2004年Cadillac XLR配置的Northstar-V8发动机

在2004年，在凯迪拉克的超级跑车XLR和豪华SUV—SRX上出现了代号为LH2的北极星发动机，2005年的凯迪拉克STS上也出现了这款LH2北极星发动机。这款新LH2采用了在美国发动机历史上第一次应用的VVT可变气门正时技术。该技术允许进气门和出气门各自独立控制开闭时间，通过从低速到高速运转之间的调节，保证了气门在最恰当的时机开合、配合对燃油喷射的精确控制，更加高效地提高气缸内汽油的燃烧效率，使提高性能的同时，也提高了发动机废气的清洁度。此外，LH2还带来了全新的ETC（电控油门技术）系统，此系统取代了油门踏板和油门之间的机械传动。通过油门踏板位置传感器、发动机控制传感器、自动巡航命令、防侧滑控制记录以及发动机控制模块发出的变挡能量指令，发送到发动机的油门控制单元，从而改变油门大小。该系统有助于最大限度降低油耗，同时保证动力强劲、反应直接，并且利于排放清洁。在LH2之后，L37和LD8也陆续装备了ETC控制单元。

LC3发动机配置的机械增压及冷却系统

除了LH2，当年凯迪拉克又专门为其V系列运动轿车开发了全新的4.4L排量，代号为LC3的北极星V8机械增压发动机，该发动机提供了媲美赛车的动力性能，装载于STS-V和XLR-V上。至此，整个北极星家族目前共有4款引擎，分别是4.6L V8(L37)、4.6L V8(LD8)、4.6L V8VVT (LH2)和4.4L V8（LC3）。

北极星发动机的总体特点：

北极星V8发动机全部由铝合金制成，掀起的发动机缸体制造工艺采用压铸技术，到2000年后，通用集团为了解决铝合金在冷却成形过程出现的气孔，采用了一种新的高压铸造工艺，降低了发动机内铝合金部件的气孔，提高了发动机性能。另外，在2000年以前，北极星发动机压缩比为10.3:1，到了2000年后改成了10:1，以适应每缸双凸轮轴、四气门、链条带动凸轮轴的设计。最后，北极星引擎的进气歧管是用热塑尼龙66制成，该材料制成的进气歧管能够在冷却进气的同时却不会受到发动机传导过来热量的影响，从而保持良好的发动机进气环境。

除了以上所述，北极星发动机还有一个特点，就是当所有冷却液都失效时引擎还可以继续运行，这被称作“Limp home”模式。在这种模式下，当电脑探测到引擎处于过热状况时，它会暂时停止一半的气缸运行，这样就能降低整个引擎的温度，以便可以让车辆能继续行驶，但是通用集团加了个备注：此情况下车辆最多只能行驶50英里。

北极星家族中的第五成员：

北极星发动机家族里面最新的一位成员是伴随概念车CIEN一同推出的North star XV12 概念发动机。这款发动机是一款采用了60度气缸夹角，全铝质双顶置凸轮轴(DOHC)，单缸四气门设计的V12发动机，排量为7.5升。能够输出750马力的功率和450磅/英尺的扭矩，但其体积却紧凑到与V8发动机相同。

设计该款发动机的通用汽车公司动力总成部副总裁Thomas Stephens说：“尽管通用汽车公司的动力总成产品非常多，但是到目前为止我们还没有开发过V12发动机，而这正是我们的North star XV12发动机正在探索的一个领域。我们的汽车同高级汽车市场上的其他产品相区别的重要之处就是动力总成，而采用诸多先进技术的XV12发动机可以满足大多数V8发动机的外形要求和燃油经济性标 准，这使通用汽车公司理所当然地在这一领域中处于领导地位。同时，这一发动机还继承了我们的一些设计传统。”

通用汽车北极星North　star　XV12发动机的项目经理、工程师Steve Kowalk说：“外形可能是我们所面临的一个最大的挑战，因为我们一开始就希望使V12发动机与V8发动机的外形大小相同。我们尽量缩减发动机的体积，以使其能够应用于尽量多类型的汽车之中。同时，我们还要使发动机排量最大化，并要运用‘可变排量’技术，使之能够随时提供所需的动力。我们将汽缸壁的厚度缩减至7毫米，并采用后部凸轮轴驱动方式，以使体积更加紧凑、发动机罩更低。”

North star XV12发动机相对于其他北极星发动机采用的先进技术包括：

l .“可变排量”技术

这款发动机可以通过关闭气门使气缸停止工作。气缸的关闭仅对于一侧的缸体适用，因此当一侧的气缸关闭时，这台发动机与一台直列6缸发动机毫无二致。系统关闭和再次激活的响应时间很短，机油系统和电磁阀的布置能使气门在6000转/分钟的情况下自由启动和关闭。

2 . 汽油直喷技术

直喷式汽油燃烧系统的采用为这款发动机赋予了更高的功率和燃油经济性，同时还降低了排放物中碳氢化合物的排放量。类似的技术可以在大众的FSI发动机中见到。

3. 可变进气歧管技术

North star XV12发动机重新设计了一级和二级歧管的三段可变进气系统使得发动机扭矩输出曲线更加平缓。它采用一种简单、紧凑而可靠的设计。使电动可变进气门执行器驱动歧管变化速度比传统的气动执行器要快。

4. 后部正时传动链

在这款发动机后部，还有一条可以带动发动机的附属部件的后部传动链，其与发动机的正时链条一同运行。这样可以减少发动机前部的附属部件数量、缩短发动机的整体长度和降低发动机的前端高度来达到更高的外形和体积要求。

5. 36000英里的换油周期

为了降低了对环境的压力和用户的使用成本。North star XV12发动机的设计换油周期为36000英里，而这是通过改进机油传感器和监控器、降低机油消耗量、提高机油冷却性能并扩大油箱容积而实现的。

总的来说，北极星发动机代表了北美发动机制造的最高境界。在德系，日系发动机厂商都在不断推出日益经济环保的发动机的同时，在北美，还有一个北极星在向着更高的动力目标前进。

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