8一下专利 保时捷的一个新专利最近公布:一种据说可以优化空间的W型发动机设计,简单来说相当于让三台直列布局的发动机共用同一根曲轴。在保时捷的设计中,每列气缸的进气歧管直接连在缸盖顶端,排气歧管则走三列气缸各自的侧面。专利文件中提到,这种设计有利于“减少气流的摩擦损失”,同时由于进排气气门离得比较远,理论上也有利于控制进气温度。
单论配气机构的设计,这个专利有点让我想起蓝旗亚80年代末的TriFlux(参考图3的右半部分)——后者虽然四个气门都在燃烧室顶部,但每个气缸的进排气气门同样是交错布局的,进气同样走缸盖上方,排气则从左右两侧直通废气涡轮。至于当初蓝旗亚这么设计的初衷,除了方便部署相对机械式的分级涡轮增压器之外,也同样有优化燃烧室热分布的考量。不过TriFlux只在蓝旗亚ECV1和ECV2这两台原型车上应用过——这俩车毕竟只是面向胎死腹中的Group S写的回顾性质命题作文,而蓝旗亚至晚到80年代初就已经在国际市场上走下坡路了,难以将这种当时高精尖的理念量产化。
回到整体布局上,这种三纵列的W型发动机倒也不是什么新鲜概念,比较典型的案例就是大众在90年代初前后这个时间点针对W型发动机搞的那一系列研究,比如奥迪AVUS概念车上原定使用的W12发动机(图4,实际上当时展出的是木质发动机模型),就同样是三纵列布局。
真要给这种布局的汽车找个祖宗的话,Rumpler Tropfenwagen(图5)应该算是绕不开的话题——它在1921年的展示阶段曾经搭载过一台Siemens & Halske制造的W6发动机(图6),而且配气设计还是当时很超前的OHV。不过,Rumpler Tropfenwagen本身因为长得太奇怪+一些可靠性问题并不受欢迎,整个车系当年也就卖了100台左右。
赛车迷们可能还会想起史无前例的失败F1——Life L190,它搭载的也是一台三纵列布局的W12发动机,它最著名的“战果”是1990年F1圣马力诺大奖赛,在别人八九十秒跑一圈的伊莫拉,做了个7分多钟的单圈……[二哈]
回到保时捷的新发动机专利本身,“优化空间”这一点体现在哪里呢?专利文件中也提到,W18并非唯一的可能性,发动机“也可以拥有不同的汽缸数”。也就是说只要保时捷愿意,W15、W12乃至W9都可以,这就比较灵活了。
那么,这种设计会带来哪些缺点呢?从历史经验来看,我目前能想到的主要有两个方向:
1.z轴方向的空间占用比较大,不太适合偏低矮的车身设计;
2.由于配气机构更复杂、曲柄销的载荷往往也偏大,W型发动机想在高转速段拿出不错的可靠性,难度很大。
不过保时捷现在倒也不是单纯的跑车制造商,这些事情选对车应该也不算太大的问题。更何况,就像保时捷更早些时候提出的六冲程思路那样,这些专利也许只是技术储备,短期内未必真就端上桌呢……[思考] 汽车新知大V聊车