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引擎 | “万匹马力的HEMI,就是简单粗暴,不服就干!”

By 蓝色海域 •  2018-07-09 08:02 •  5次点击 短消息



  • 「红眼」地狱猫 | “我不是针对谁,在座的各位,都是渣渣” —— 原厂3秒4,800匹,手动挡,6W美金!


道奇挑战者地狱猫的“红眼版”这俩天可谓是风头正劲,然而再强,我们也不能忘记克莱斯勒/道奇引擎盖下的那颗HEMI发动机。


今天,小C就来谈谈这款HEMI发动机!



如果你喜欢车,你应当听过HEMI发动机。


如果你是1960年前后出生的, 你应该听说过HEMI发动机在五十年代到七十年代巨大的成功,如果你喜欢直线加速,你应该知道至今为止最棒的直线加速发动机就是426 HEMI发动机。


没有之一



即使是JDM也只能靠边站,如果你喜欢皮卡,你应当知道03年至今都在使用的新一代HEMI发动机。换句话说,HEMI这四个字母,就意味着大排量,大马力的美式发动机!


第一代HEMI



HEMI发动机在1948年呱呱落地。Harry Westlake等八位工程师为捷豹研发了第一台六缸HEMI发动机。


在1951年,克莱斯勒第一次向大众推出180匹马力版本的HEMI V型8缸发动机。由于排量为5.4升,换算成美制单位立方英尺为331立方英尺,因此在历史上也被称之为331 HEMI。



在如今,180匹马力听上去不算什么,但是在1951年,180匹马力就像现在1000匹马力一样是一个绝对让人无法忘记的数字。因为HEMI如此强大的输出,因此缔造了一段HEMI传奇。



之所以第一代HEMI如此传奇,则必须要提到当年发动机的工程学历史。在那个年代,绝大多数发动机所采用的是福特在1930年前后所创立的平头发动机,又称之为flat engine。这种平头发动机至今仍然能够在绝大多数除草机上找到。



如上图所示,平头发动机和现代发动机最大的区别是其进气/排气气门都装在气缸侧壁上,而不是在气缸缸头上。而且进气出气采用同一个气门。


这种设计的发动机的缸头因此变得极端简单:其仅仅需要一款铸铁并在上面钻一个洞用来容纳火花塞。而气门的开合则直接由凸轮轴驱动(现代引擎虽然也是由凸轮轴驱动气门,但是凸轮轴并不是直接连接在气门上,而是通过摇臂和推杆结构连接)。



每一个设计在平头发动机上都是非常简单,因此在冶金技术和材料学不甚发达的那个年代,平头发动机可以说是最结实耐用的发动机,是每一个发动机的标准设计。



然而平头发动机最大的问题则是其热效率。


其过低的热效率导致发动机的输出成为极大的问题。加之侧放的进气/排气气门,导致发动机转速不能升的非常高。再加之高转速下侧放的进气/排气气门对引擎呼吸有着极大的影响,可以说那个年代平头发动机在设计结构上已经走到了尽头。



而HEMI发动机则在这个时候革新了发动机的设计。如上图所示,HEMI发动机的燃烧室是一个半球形,英文中则称之为Hemisphericalhead,而缩写则为HEMI。


半球形的燃烧室相比于平头燃烧室,其表面积和燃烧室体积之比则非常小,因此极大的提升了热效率。因此更少的热量逃逸,换来更高的压力,从而提供更大的马力。


同时,克莱斯勒将进气/排气气门直接移植缸头,并放置于缸头两侧。这使得气门变得更大,增加吸入的空气量,再加之增加的气门数目,最终将HEMI发动机推上了那个年代的顶峰。


第二代HEMI



在1964年,克莱斯勒推出当年究极版本HEMI,第二代HEMI,也被称之为426 HEMI。


和331 HEMI一样,之所以称之为426 HEMI的原因是因为换算成美制单位为426立方英尺,如果使用我们熟悉的单位则为7.0升。



实际上,426 HEMI是为了NASCAR赛事而生的赛用发动机。民用版本只是赛用版本的附加产品而已。426 HEMI所驱动的赛车在那个年代长期霸占赛道前五位,因此成为那个年代传奇引擎。



然而,426 HEMI的传奇不仅仅于如此,至今克莱斯勒都在提供426 HEMI发动机,而买家则是美国直线加速赛的车队。



第二代HEMI引擎延续半球形燃烧室设计,也可以说是市场稀缺的半球形燃烧室引擎,其仅仅只有11000个民用版本制造出来。



由于巨大质量,巨大的体积(台面高度272.3mm,bore space为121.9mm)使其极难放置于一台普通量产车中,也正因为这个原因得到了“大象”这个昵称。相比于赛用版本,民用版本的压缩比从12.5:1下降到10.25:1,而缸头换成铸铁,凸轮轴也更短。但是马力则是毫不含糊的425匹和664Nm。



然而让426 HEMI发动机扬名世界的则是美国直线加速赛。这台HEMI发动机一直是作为美国直线加速赛最顶级组别Top fueldragster的最经典的发动机在使用。



虽然可以对这台发动机进行改装,但是基本构型仍然维持不变。发动机7.0升,V型90度夹角,单凸轮轴设计,每个气缸仅有两个气门,气门由凸轮轴的推杆控制。气缸燃烧室成半圆形。



用于这种赛事的HEMI的缸体是从一整块铸造的铝里面切割出来,缸体为了保证强度没有安装任何水冷系统,完全依靠风冷和硝基甲烷气化冷却。



缸体上额外使用航天级别的钢材作为围衬进行补强。缸头则维持原有设计,也取消了水冷用以维持整体强度。通常进气门使用钛合金而排气门则使用了被称为 Nimonic 80A的超级耐热金属。进气口通常为62.2mm出气为48.9mm。



为了保证强度,几乎和气门相关的部件都是用钛合金制作。缸头和缸体的密封则用航天级别的钢材进行补强。活塞则采用铸造的铝。活塞被阳极电镀和喷涂上了特氟绒以防止高温下变形。



活塞上装有三个活塞环,目的就是为了更佳的密封性。和气门设计不一样,在活塞组件里面top fuel dragster尽量避免使用钛合金转而使用铝。这是因为铝相对钛合金有一定的收缩性,可避免剧烈运动下对整个引擎造成不必要的振动伤害。



为了追求更快的速度,一般topfuel dragster都会搭载一台14-71type鲁式增压器。


这些增压器都是GM鲁式增压器的产物,最高情况下可产生74psi的压力,光光带动这台增压器就需要至少600匹马力。


结果呢?


在这些疯狂的增压器作用下,一台top fueldragster可轻松突破1万匹马力,四秒钟内就可突破520km/h。对,你们没看错,1万匹马力的发动机!尾速520km/h!



因此在很多直线加速赛玩家眼中,所谓的JDM,比如2JZ,VR36DETT之流都是"不入流"的发动机,想要马力,你只需要一台1964年的426 HEMI发动机!


第三代HEMI


再聊第三代HEMI发动机之前,肯定有人这么问,小C你别骗我,如果半球形燃烧室发动机真的那么出色,为什么现在绝大多数发动机都不采用HEMI发动机的半球形燃烧室?



这里小C会非常遗憾的告诉各位,即使在第三代HEMI发动机中,各位也没法找到经典的半球形燃烧室结构。对于HEMI发动机,其天生两点缺陷几乎无法克服。


第一就是气门数。


是的,HEMI发动机只能装载两个气门。由于半球形燃烧室的形状,在半球形上设计四气门是一个极具挑战性的工作,即使是真的研究出来,其的经济效益也远远无法和研发经费相比。



对于赛车,双气门设计也许可以克服。然而对于量产车,双气门在低速下表现是绝对无法和现在主流的四气门相提并论的。



而第二,则是绝大多数性能车更加偏向使用小燃烧室结构。


小燃烧室可以进一步保证热效率,同时降低了火焰的路程从而减少损耗。如今绝大多数车辆所使用的pentroof结构燃烧室则能够完美弥补以上两点,因此pentroof成为主流,HEMI的半球形退出历史的舞台。



对于如今的克莱斯勒或者道奇,HEMI现在仅仅是一个代表传奇的商标而已,并不再代表半球形燃烧室发动机。



而搭载第三代HEMI发动机的车,也仅仅是继承前辈的名头而已,骨子里已经不是那个半球形燃烧室的HEMI了。



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