跳转到内容

水平对置十二缸发动机

本页使用了标题或全文手工转换
维基百科,自由的百科全书
法拉利Testarossa的F12发动机

水平对卧十二缸发动机是一种往复式发动机,由12个活塞分成左右各6个汽缸,以水平对卧的方式组成,而本条目专指活塞内燃机。一般国外以“flat-twelve”称呼(包含V型180度发动机),略称成F12;也有人称作“boxer-12”,略称成B12

概要

[编辑]

体积而言,水平对卧十二缸发动机比V型十二缸发动机更扁平,理论上前者的重心比后者低,可是事实上前者比后者需要更大的发动机室空间,以便安置排气系统。V12发动机可以采前置或中置发动机的布局,本体更为扁平的F12发动机就只局限于中置发动机的布局。再者,F12发动机在震动抵销方面丝毫未占尽任何优势,所以很少搭载于市售量产车。从构造上来看,F12发动机并非真正水平对卧的boxer engine,因为它左右汽缸内的曲柄销是共通的,故应属V型、夹角180度的发动机[1]

以前水平对卧发动机经常被应用在一级方程式赛车世界耐力锦标赛等赛事中,不过自1970年代后半期许多冠军队伍开始重视气流通过车身的下压力,尽可能增加车辆的贴地性。扁平的水平对卧发动机造成底盘底部面积加大,妨碍贴地效果的气流通过,所以水平对卧发动机的身影逐渐在赛场上消失。

在一级方程式赛车的历史中,F12发动机活跃于1960年代中期。1964年和1965年是F1赛制规定使用1.5L动力的最后两年,法拉利车队的法拉利512 F1选择使用后置布局的水平对卧十二缸发动机,最大马力220bhp / 12,000rpm[2]。直到1966年赛制修改排气量成3.0L,该车队的法拉利312才改成传统的V型十二缸发动机。1969年公开的保时捷917采用一具气冷式水平对卧十二缸发动机,此具发动机乃自该车厂的水平对卧八缸发动机改造而来,使用与保时捷908相同的活塞零件,但曲轴沿用V型十二缸发动机。当时这具水平对卧十二缸发动机活跃于众多耐力锦标赛,以致于可能影响到法拉利对F1发动机的开发工作。当时法拉利车队的法拉利512虽然以V型十二缸发动机为动力来源,可是一直与保时捷917缠斗,尝尽苦头。1970年法拉利车队以搭载3.0L水冷式水平对卧十二缸发动机的法拉利312B投入一级方程式赛车的比赛,直到1980年的法拉利312T5为止,水平对卧十二缸发动机屡屡夺冠。法拉利也将水平对卧十二缸发动机应用到市售量产车上,包括1973年发售的法拉利Berlinetta Boxer和1984年的法拉利Testarossa

这件事影响到爱快罗密欧卡罗·基帝英语Carlo Chiti(Carlo Chiti),他率领该公司麾下竞速部门Autodelta英语Autodelta设计出爱快罗密欧33TT12,所搭载的2,995c.c.水平对卧十二缸发动机可榨出500bhp / 11,000rpm的最大马力。1973年初次登场,两年后爱快罗密欧车队夺得1975年世界赛车英语1975 World Sportscar Championship season冠军(1975 World Sportscar Championship)。1985年卡罗·基帝创立现代发动机公司英语Motori Moderni(Motori Moderni),并和日本车厂富士重工业合作,1988年开发出3,497c.c.水平对卧十二缸DOHC 60汽门SUBARU-M.M.型发动机。1990年速霸陆和意大利柯隆尼车队英语Enzo Coloni Racing Car Systems(Coloni)组成速霸陆·柯隆尼车队投入F1赛事,可惜的是六战皆墨,根本未能通过F1资格预审。同一具SUBARU-M.M.型发动机也装置在C组赛车车款Alba AR20上,企图夺得WSPC世界运动原型车锦标赛选手权(World Sports Prototype-car Championship)。可惜五战皆出师未捷,只得黯然消失。日本著名改装车公司童梦原本计划开发搭载SUBARU-M.M.型发动机的超级跑车Jiotto Caspita英语Jiotto Caspita[3],却因富士重工业参战F1的成绩受到顿挫,结果造成此辆超级跑车胎死腹中。虽然卡罗·基帝在1994年去世,1999年瑞典超跑制造厂科尼赛克向基帝的家属购入4.0L水平对卧十二缸发动机的蓝图机床等,将此具发动机制造出来后搭载于超级跑车科尼赛克CC特别版“B12S”,同时这辆车也是最后搭载基帝设计之发动机的车款。

1990年代前半叶梅赛德斯-奔驰为了参加C组赛车,打造出3.5L自然进气型水平对卧十二缸M291型发动机,并搭载于梅赛德斯-奔驰C291原型赛车上。该具M291型发动机的构造相当独特,将四个三汽缸大的汽缸头及汽缸本体一体化成单体(monoblock),故内有十二汽缸。曲轴的中间用齿轮作为出力的中央输出机构,汽缸头的设计迥异于一般水平对卧发动机,发动机上方设置了排气埠,而进气埠则位于汽缸头中央的火星塞附近[4]。本来C291的车体底部从驾驶员座舱之后有一大片气流扩散片英语Diffuser (automotive)(diffuser),可产生使车身下压的低重心。可是构造极为复杂的M291型发动机的性能表现并不稳定,虽然号称具有600bhp / 12,500rpm的最大马力,却被揶揄成“星期五600匹马力、星期六500匹马力,到了星期日只剩400匹马力”。后来几度修正问题,C291终于取得一胜。不过国际汽车联合会西部汽车俱乐部英语Automobile Club de l'Ouest(Automobile Club de l'Ouest,缩写成ACO)修改比赛规则后,同样搭载此具发动机的后继车款梅赛德斯-奔驰C292并未下场比赛,因此该具水平对卧十二缸发动机也功成身退。

其他

[编辑]
搭载于RA900P的DS140型发动机,现收藏于琦玉市铁道博物馆

除了使用在竞速赛事外,也有日本车厂将水平对卧十二缸发动机装置在载客巴士上。丰田汽车集团麾下日野汽车所生产的日野S'elega巴士,其中原厂代号RA100采用的DS120型发动机以及原厂代号RA900P采用的DS140型发动机,皆是水平对卧十二缸柴油发动机。另外应用于火车的例子,则属日本国有铁道的DML30系发动机,事实上这具发动机乃V型180度发动机,也可视为水平对卧十二缸发动机。

至于军用车辆的例子,1954年第二次世界大战英国机械工程师亨利·米朵斯英语Henry Meadows(Henry Meadows)替Mk.V盟约者巡航坦克(covenanter tank)开发了水平对卧十二缸发动机。由于坦克发动机室没有足够的空间,本来应装于发动机后方的散热器和冷却用进气口却改到车体前面,造成冷却不足及驾驶舱内高热难耐。由于这个问题无法解决,除少数巡洋舰坦克被送往北非服役外,其余的皆留在英国国内做为训练之用。

内部链接

[编辑]

参考资料

[编辑]
  • 《1 1/2-Litre Gp Racing 1961-1965》,Mark Whitelock著,Veloce Publishing Ltd出版,2006年7月20日,ISBN 978-1845840167
  1. ^ 真正boxer engine的汽缸分列左右,以曲轴为中心呈现180度夹角。
  2. ^ 请见(英文)F1technical.net: Ferrari 512 F1页面存档备份,存于互联网档案馆)。
  3. ^ 请参考(英文)Dome Museum: 1989 JIOTTO CASPITA 互联网档案馆存档,存档日期2013-06-07.。
  4. ^ 一般的设计都从发动机两侧进气、上方排气。