基本介紹
- 中文名：北極星發動機
- 外文名：Polaris engine
- 產地：美國
- 屬性：發動機
- 品牌：NORTHSTAR北極星
- 上市時間：1993年
概述,產生髮展歷程,歷史及技術詳解,
概述
說到美國的優秀發動機，那最值的大說特說的是通用的NORTHSTAR北極星，發動機，這是不爭的事實。當日本人、德國人花巨資研究發動機技術時，燒油不眨眼的美國人還在追求著寬大、舒適的享受，美國的汽車製造商也不去注重對發動機的開發，使得美國發動機技術落後於日本、歐洲等同行。但是北極星發動機的出現改變了這一局面，毫不誇張的說，北極星發動機對美國的發動機工業有著劃時代的意義。
產生髮展歷程
北極星最早亮相於1993年的凱迪拉克Allante、Eldorado和Seville STS三款車上，正因為它是V8大排量引擎，所以基本都使用在凱迪拉克這個豪華品牌外，當時這款北極星V8的代號為L37，排量為4.6升。當時的北極星憑藉自己出色的升功率、優異的油耗表現和可靠的性能在美國市場上令賓士和寶馬的同排量引擎都相形見絀。
1994年， L37北極星V8引擎迎來了自己的最新版本LD8。LD8最大的變化是把凸輪形狀重新打造過，降低了功率，不過卻提升了低轉速的扭矩，更加適合SRX這樣的SUV使用。 1995年，第一代L37北極星4.6升V8發動機被調整到300匹。而LD8版的北極星也升到了275匹。就是說到了95年，4.6升排量的北極星引擎有了兩個版本，分別是275匹和300匹。值得一提，這兩款L37和LD8的北極星一直沿用到了今天，凱迪拉克DTS就是使用L37，別克最新旗艦車Lucerne使用LD8。
時間到了2004年，在凱迪拉克超級跑車XLR和豪華SUV SRX上出現了代號為LH2的北極星引擎，2005年的凱迪拉克STS 也用上LH2。LH2採用VVT可變氣門正時技術，該技術雖然在日系、德系車上已經稀鬆平常，但是在美國發動機中是一次突破。此外，LH2還帶來了全新的ETC電控油門技術。其他的北極星引擎也逐漸裝備了ETC。整個北極星家族目前共有4款引擎，分別是4.4LV8(LC3) 、4.6LV8(L37)、4.6LV8(LD8)和4.6LV8VVT (LH2)。 北極星引擎總體特點 北極星V8引擎由鋁合金壓鑄而成，2000年後，通用為了降低鋁合金在成形過程出現氣孔，採用了一種新的高壓鑄造工藝，改善了性能。在2000年以前，北極星引擎壓縮比為10.3:1，到了2000年後改成了10:1。每缸雙凸輪軸、四個氣門、凸輪軸採取鏈條傳動，北極星引擎的進氣歧管是熱塑尼龍66製成，它能夠在冷卻進氣的同時卻不會收到發動機傳過來的熱量的影響，從而保持良好的工作狀況。北極星採用通用的SFI（sequential fuel injection）燃油順序式噴射方式進入氣缸，進排氣凸輪的位置由感應器進行控制，以便精確地配合氣缸氣體的進進出出。
北極星還有一個特點，就是當所有冷卻液都失效時引擎還可以繼續運行。當電腦探測到引擎處於過熱狀況時，它會暫時停止一半的氣缸運行，這樣可以降低整個引擎的溫度，以便可以讓車輛能繼續行駛，但是通用警告說，出現這種情況也最多只能行駛不超過50英里。 在凱迪拉克DeVille和Seville身上的北極星還裝備了帶有液體冷卻的交流電機由於凱迪拉克身上過多的電子零件加大了電力系統的負擔，於是採用液體冷卻的方式能保證發電機的運行。不過2001年開始，通用重新為交流電機使用空氣冷卻的方式，目的是杜絕液體冷卻帶來的泄漏問題。 北極星引擎代表著現在美國引擎技術的最高科技，該引擎已經隨著SRX和XLR的引入銷售而來到中國，筆者希望通過本文，讓讀者能更清晰的認識北極星引擎。
歷史及技術詳解
任何一個品牌都有區別於其他品牌的特點，想把這個特點長久，唯一地保持住，最好的做法就是依靠領先的技術。就像大眾擁有最好的FSI和TDI技術，豐田有演繹得出神入化VVT-I技術一樣，通用也有著享譽世界最好的發動機總成——北極星系列發動機。
1996 North star 32valve v8 發動機
北極星發動機最早亮相於1993年的凱迪拉克Allante、Eldorado和Seville STS這三款車上，代號為L37。當初正是因為其具有的V8大排量特點，所以幾乎都被配置在了凱迪拉克這個豪華品牌上。1994年， L37北極星V8引擎通過改進迎來了更新的版本LD8。LD8最大的變化是重新設計了凸輪的曲線，降低了一部分發動機功率，但卻提升了低轉速時發動機的扭矩，因此LD8更加適合SRX這樣體重較大的SUV使用。 1995年，兩代北極星發動機L37和LD8都分別經過調教把輸出馬力調整到了300匹和275匹。自此，這兩款北極星發動機就一直沒有改變過，一直沿用。
2004年Cadillac XLR配置的Northstar-V8發動機
在2004年，在凱迪拉克的超級跑車XLR和豪華SUV—SRX上出現了代號為LH2的北極星發動機，2005年的凱迪拉克STS上也出現了這款LH2北極星發動機。這款新LH2採用了在美國發動機歷史上第一次套用的VVT可變氣門正時技術。該技術允許進氣門和出氣門各自獨立控制開閉時間，通過從低速到高速運轉之間的調節，保證了氣門在最恰當的時機開合、配合對燃油噴射的精確控制，更加高效地提高氣缸內汽油的燃燒效率，使提高性能的同時，也提高了發動機廢氣的清潔度。此外，LH2還帶來了全新的ETC（電控油門技術）系統，此系統取代了油門踏板和油門之間的機械傳動。通過油門踏板位置感測器、發動機控制感測器、自動巡航命令、防側滑控制記錄以及發動機控制模組發出的變擋能量指令，傳送到發動機的油門控制單元，從而改變油門大小。該系統有助於最大限度降低油耗，同時保證動力強勁、反應直接，並且利於排放清潔。在LH2之後，L37和LD8也陸續裝備了ETC控制單元。
LC3 發動機
LC3發動機配置的機械增壓及冷卻系統
除了LH2，當年凱迪拉克又專門為其V系列運動轎車開發了全新的4.4L排量，代號為LC3的北極星V8機械增壓發動機，該發動機提供了媲美賽車的動力性能，裝載於STS-V和XLR-V上。至此，整個北極星家族目前共有4款引擎，分別是4.6L V8(L37)、4.6L V8(LD8)、4.6L V8VVT (LH2)和4.4L V8（LC3）。
北極星發動機的總體特點：
北極星V8發動機全部由鋁合金製成，掀起的發動機缸體製造工藝採用壓鑄技術，到2000年後，通用集團為了解決鋁合金在冷卻成形過程出現的氣孔，採用了一種新的高壓鑄造工藝，降低了發動機內鋁合金部件的氣孔，提高了發動機性能。另外，在2000年以前，北極星發動機壓縮比為10.3:1，到了2000年後改成了10:1，以適應每缸雙凸輪軸、四氣門、鏈條帶動凸輪軸的設計。最後，北極星引擎的進氣歧管是用熱塑尼龍66製成，該材料製成的進氣歧管能夠在冷卻進氣的同時卻不會受到發動機傳導過來熱量的影響，從而保持良好的發動機進氣環境。
除了以上所述，北極星發動機還有一個特點，就是當所有冷卻液都失效時引擎還可以繼續運行，這被稱作“Limp home”模式。在這種模式下，當電腦探測到引擎處於過熱狀況時，它會暫時停止一半的氣缸運行，這樣就能降低整個引擎的溫度，以便可以讓車輛能繼續行駛，但是通用集團加了個備註：此情況下車輛最多只能行駛50英里。
北極星家族中的第五成員：
北極星發動機家族裡面最新的一位成員是伴隨概念車CIEN一同推出的North star XV12 概念發動機。這款發動機是一款採用了60度氣缸夾角，全鋁質雙頂置凸輪軸(DOHC)，單缸四氣門設計的V12發動機，排量為7.5升。能夠輸出750馬力的功率和450磅/英尺的扭矩，但其體積卻緊湊到與V8發動機相同。
設計該款發動機的通用汽車公司動力總成部副總裁Thomas Stephens說：“儘管通用汽車公司的動力總成產品非常多，但是到目前為止我們還沒有開發過V12發動機，而這正是我們的North star XV12發動機正在探索的一個領域。我們的汽車同高級汽車市場上的其他產品相區別的重要之處就是動力總成，而採用諸多先進技術的XV12發動機可以滿足大多數V8發動機的外形要求和燃油經濟性標 準，這使通用汽車公司理所當然地在這一領域中處於領導地位。同時，這一發動機還繼承了我們的一些設計傳統。”
通用汽車北極星North star XV12發動機的項目經理、工程師Steve Kowalk說：“外形可能是我們所面臨的一個最大的挑戰，因為我們一開始就希望使V12發動機與V8發動機的外形大小相同。我們儘量縮減發動機的體積，以使其能夠套用於儘量多類型的汽車之中。同時，我們還要使發動機排量最大化，並要運用‘可變排量’技術，使之能夠隨時提供所需的動力。我們將汽缸壁的厚度縮減至7毫米，並採用後部凸輪軸驅動方式，以使體積更加緊湊、發動機罩更低。”
XV12 發動機
North star XV12發動機相對於其他北極星發動機採用的先進技術包括：
l .“可變排量”技術
這款發動機可以通過關閉氣門使氣缸停止工作。氣缸的關閉僅對於一側的缸體適用，因此當一側的氣缸關閉時，這台發動機與一台直列6缸發動機毫無二致。系統關閉和再次激活的回響時間很短，機油系統和電磁閥的布置能使氣門在6000轉/分鐘的情況下自由啟動和關閉。
2 . 汽油直噴技術
直噴式汽油燃燒系統的採用為這款發動機賦予了更高的功率和燃油經濟性，同時還降低了排放物中碳氫化合物的排放量。類似的技術可以在大眾的FSI發動機中見到。
3. 可變進氣歧管技術
North star XV12發動機重新設計了一級和二級歧管的三段可變進氣系統使得發動機扭矩輸出曲線更加平緩。它採用一種簡單、緊湊而可靠的設計。使電動可變進氣門執行器驅動歧管變化速度比傳統的氣動執行器要快。
4. 後部正時傳動鏈
在這款發動機後部，還有一條可以帶動發動機的附屬部件的後部傳動鏈，其與發動機的正時鏈條一同運行。這樣可以減少發動機前部的附屬部件數量、縮短發動機的整體長度和降低發動機的前端高度來達到更高的外形和體積要求。
5. 36000英里的換油周期
為了降低了對環境的壓力和用戶的使用成本。North star XV12發動機的設計換油周期為36000英里，而這是通過改進機油感測器和監控器、降低機油消耗量、提高機油冷卻性能並擴大油箱容積而實現的。
總的來說，北極星發動機代表了北美發動機製造的最高境界。在德系，日系發動機廠商都在不斷推出日益經濟環保的發動機的同時，在北美，還有一個北極星在向著更高的動力目標前進。
