张大妈

揭秘奔驰新款V8引擎的矛盾设计

源自新浪微博:BigBearChow

03-04 16:54

新款奔驰S级搭载的M177 EVO V8引擎,其曲轴设计引发了技术圈的广泛讨论。它既非传统平面曲轴,也非经典十字曲轴,还罕见地加入了平衡轴。这种看似“两头不讨好”的矛盾设计,究竟是为了极致性能,还是另有深意?深入分析其机械原理,可以揭示工程背后的取舍与可能的真实意图。

揭秘奔驰新款V8引擎的矛盾设计

揭秘奔驰新款V8引擎的矛盾设计智能速览

  • 新引擎M177 EVO采用了独特的“上下上下”曲拐设计。

  • 该设计同时引入了平衡轴来抑制二阶振动。

  • 这种设计导致一阶平衡不如平面曲轴,二阶平衡不如十字曲轴。

  • 作者推测,这种设计是为了实现紧凑且等长的排气歧管布局。

  • 新引擎的曲轴转动惯量可能不占优势,因为需要平衡重和驱动平衡轴。

揭秘奔驰新款V8引擎的矛盾设计精华内容

这种看似矛盾的工程选择,背后隐藏着怎样的权衡?是牺牲了部分性能,还是为了换取更关键的布局优势?让我们一起深入其机械结构的核心。

“非主流”曲轴

代号M177 EVO的新款V8引擎,其曲轴设计打破了常规。它并非传统V8常见的“上下下上”平面曲轴,而是采用了类似福特野马GT350的“上下上下”曲拐布局。这种设计意味着引擎的一阶惯性力力矩并不平衡,因此必须像十字曲轴一样在曲轴前后增加平衡重,这与平面曲轴轻量化和高转速响应的初衷背道而驰。

更令人意外的是,设计者还为这颗平面曲轴引擎加装了平衡轴,用以抑制二阶振动。这无疑增加了引擎的内部复杂性和机械损耗。

平衡之困

在90度夹角V8引擎的平衡体系中,传统平面曲轴和十字曲轴各有优劣。平面曲轴能实现完美的一阶平衡,无需额外配重,转动惯量小,转速响应快,但存在较大的二阶振动。十字曲轴则通过配重解决了二阶振动问题,运行更为平顺,但牺牲了一阶平衡,且因配重导致转动惯量增大,响应相对迟缓。

新款M177 EVO的“上下上下”曲轴设计,在一阶平衡上不及传统平面曲轴,因为需要平衡重;在二阶振动抑制上又不及结构上就天然平衡的十字曲轴,尽管有平衡轴辅助。这种设计似乎陷入了性能上的“两难境地”。

排气新解

为何要做出如此看似妥协的选择?一个合理的推测指向了排气系统的布局优化。此前AMG GT黑色系列采用的平面曲轴引擎,其双涡流涡轮的排气歧管存在明显不等长的问题,影响了各气缸的排气扫气效率。若要实现等长排气歧管,则会像法拉利某些车型一样占用大量引擎空间。

M177 EVO的独特曲拐设计,可能改变了引擎的点火顺序,使得1、3缸与2、4缸的排气可以分别汇入两个独立且等长的短流道,再推动双涡流涡轮。这有望在极为紧凑的空间内,实现理想的排气脉冲利用,提升涡轮响应效率和整体动力输出。

工程权衡

任何工程设计都是一场权衡。为了实现更高效、更紧凑的排气布局,奔驰的工程师们可能选择了在平衡性能和转动惯量上做出一定让步。驱动两个平衡轴带来的额外功耗,以及因曲轴配重和平衡轴本身增加的总转动惯量,都可能对引擎的油门响应速度产生影响。

这种设计体现了在寸土寸金的现代引擎舱内,为了整体性能最优而进行的复杂取舍。它究竟是引领潮流的巧妙创新,还是面对物理限制的无奈妥协,最终的答案或许藏在官方的技术文档和未来的赛道表现之中。

奔驰M177 EVO V8引擎的曲轴设计,展现了现代内燃机在性能、平顺性和空间限制下不断探索的极限。它或许不是理论上的最优解,但很可能是特定工程目标下的最优解。这一设计究竟是引领潮流的巧妙创新,还是无奈之下的复杂妥协?或许只有未来的赛道和道路才能给出最终答案。

精选参考来源

140年前发明汽车,140年后发明“新”V8?和新款(还是新一代?)奔驰S级一同发布的,代号为M177 EVO的新双涡轮增压V8引擎(后简称“新引擎”),此前已被透露用上了平面曲轴设计。留意图1左下角的信息,好家伙居然上了平衡轴。也就是说新引擎既要单侧bank的均匀进排气性能,也要有媲美十字曲轴的二阶振动控制。但是!但是再细看图1中单侧气缸,对应的活塞连杆位置,可推测新引擎的曲轴曲拐,并不是常见平面曲轴的“上下下上”设计,而是类似之前的福特野马GT350(图2),采用“上下上下”的曲拐设计。在讨论90°夹角V8的一阶平衡时,常见的平面曲轴因为可以做到一阶全平衡,因此相对十字曲轴,不需要额外的曲拐平衡重,由此降低曲轴转动惯量并提升转速响应。但新引擎的曲拐设计和十字曲轴一样,还是存在一阶惯性力力矩不平衡的问题,依旧需要曲轴前后的平衡重。所以我认为新引擎的曲轴转动惯量不占优,更别说现在还要带动两个平衡轴。一阶平衡比不上传统平面曲轴,二阶平衡又比不上十字曲轴,新引擎何必呢?图3为之前AMG GT黑色系列的涡轮增压系统。其对应的引擎曲轴采用传统平面曲轴,且每个涡轮用上的双涡流设计。固然双涡流设计可以充分利用排气脉冲,但1、4气缸对应的排气歧管长度,明显长于2、3的排气歧管。不等长的排气歧管设计,可能是妥协了布局,但没法保证单侧4个气缸在任意转速下,相互一致的排气扫气性能。当然可以参考法拉利(图4),用等长排气歧管设计,但这就占用了更大的布置空间。或许新引擎的曲轴设计,让1、3气缸的排气汇入一个流道,2、4气缸的汇入另外一个流道,两个流道再上下汇合推动双涡流涡轮。由此达成紧凑且等长的排气歧管设计。真的很好奇未来的官方论文,会不会说明新引擎曲轴设计的优势。
内容由AI生成

精选参考来源

140年前发明汽车,140年后发明“新”V8?和新款(还是新一代?)奔驰S级一同发布的,代号为M177 EVO的新双涡轮增压V8引擎(后简称“新引擎”),此前已被透露用上了平面曲轴设计。留意图1左下角的信息,好家伙居然上了平衡轴。也就是说新引擎既要单侧bank的均匀进排气性能,也要有媲美十字曲轴的二阶振动控制。但是!但是再细看图1中单侧气缸,对应的活塞连杆位置,可推测新引擎的曲轴曲拐,并不是常见平面曲轴的“上下下上”设计,而是类似之前的福特野马GT350(图2),采用“上下上下”的曲拐设计。在讨论90°夹角V8的一阶平衡时,常见的平面曲轴因为可以做到一阶全平衡,因此相对十字曲轴,不需要额外的曲拐平衡重,由此降低曲轴转动惯量并提升转速响应。但新引擎的曲拐设计和十字曲轴一样,还是存在一阶惯性力力矩不平衡的问题,依旧需要曲轴前后的平衡重。所以我认为新引擎的曲轴转动惯量不占优,更别说现在还要带动两个平衡轴。一阶平衡比不上传统平面曲轴,二阶平衡又比不上十字曲轴,新引擎何必呢?图3为之前AMG GT黑色系列的涡轮增压系统。其对应的引擎曲轴采用传统平面曲轴,且每个涡轮用上的双涡流设计。固然双涡流设计可以充分利用排气脉冲,但1、4气缸对应的排气歧管长度,明显长于2、3的排气歧管。不等长的排气歧管设计,可能是妥协了布局,但没法保证单侧4个气缸在任意转速下,相互一致的排气扫气性能。当然可以参考法拉利(图4),用等长排气歧管设计,但这就占用了更大的布置空间。或许新引擎的曲轴设计,让1、3气缸的排气汇入一个流道,2、4气缸的汇入另外一个流道,两个流道再上下汇合推动双涡流涡轮。由此达成紧凑且等长的排气歧管设计。真的很好奇未来的官方论文,会不会说明新引擎曲轴设计的优势。

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