復興之基石：解析通用北極星系列發動機

　　[汽車之家 技術]  如果不是經濟危機和日漸嚴重的環境問題，我相信“大排量”應當至今仍然是美國汽車產品的關鍵詞。而“V8”，則一定是伴隨美國的大排量發動機出現頻次最高的字符。美國人對V8發動機的青睞曾造就了一批頗具代表性的大排量發動機產品，通用旗下的“北極星”系列發動機便是其中的一員。

● “內憂外患”，承擔突圍使命

　　北極星發動機是通用90度夾角型發動機中技術最先進的代表，其地位并不亞于通用獨立的LS系列發動機。說起北極星發動機的起源，還要從上個世紀的七八十年代開始說起。

『V8-6-4發動機（L62）雖然理念和技術先進，但是由于受到當時技術水平的限制
所以在穩定性和可靠性上都有明顯的問題』

　　凱迪拉克在八十年代初推出了數款當時技術先進的發動機，1981年推出的具備可變排量技術的V8-6-4發動機（L62）和隨后在1982年推出的4.1L V8發動機HT4100（代號LT8）發動機，最后都因為當時的有限的技術水平導致了產品可靠性和穩定性的問題，導致品牌的聲譽受損，凱迪拉克需要一款能夠重振品牌氣勢的先進發動機，而且，要可靠。

『NorthstarSystem北極星系統包括動力、自適應懸架、轉向系統、制動以及
牽引力控制系統于一身，而Northstar北極星發動機是其中的核心』

　　到80年代后期，德系高端品牌和新興的日系高端品牌開始在豪華車市場瓜分份額，通用需要拿出更具競爭力的產品與寶馬、奔馳及初來乍到的雷克薩斯、英菲尼迪較量，于是他們一口氣拿出了Allante、改款的Eldorado和Seville STS三款車型的開發計劃，并且推出了集動力、轉向、懸架、制動和牽引力控制等等系統于一體的“northstar system”北極星系統的概念，其中最重要的核心就是北極星V8發動機。

　　而與此同時，通用的競爭對手福特竟然也在開發類似的發動機，并且“捷足先登”，在1991年將模塊化發動機的首個產品--16氣門單頂置凸輪軸的4.6L V8發動機裝在了林肯第二代的城市之光（Town car）上，能夠輸出190馬力（英制馬力，以下均為英制）/142千瓦，366�！っ椎膭恿Γ�這似乎讓凱迪拉克一下子陷入了被動。 

『Northstar北極星發動機』

『首款搭載北極星發動機的車型--凱迪拉克Allante』

　　但是通用的北極星并沒有讓福特風光太久，第一款北極星發動機于1992年中隨著凱迪拉克Allante（當時叫做1993款）一道正式亮相，同時Allane還搭載了前面提到過的“北極星系統”，包括自適應懸架、牽引力控制系統和防抱死制動系統。

『雙頂置凸輪軸、全鋁缸體等特點讓北極星發動機一下子領先了福特一大截』

　　這臺代號L37的北極星發動機用于前橫置前驅平臺，它是全美第一臺雙頂置凸輪軸的全鋁V8發動機，使用了鋁合金缸體（鑄鐵缸套）及鑄鋁活塞，每缸四氣門，并使用正時鏈條。這臺發動機的曲軸箱和缸體設計是一大特色，它將常規發動機的主軸承蓋（見下圖）直接集成到了氣缸體底部，使發動機的結構大大簡化，有利于提高整體強度并減小了發動機高度、降低了重心。 

『傳統發動機主軸承蓋位置』

『北極星發動機的主軸承蓋位置』

　　L37的缸徑及活塞行程分別為93毫米及84毫米，短行程的設定體現了其線性輸出和偏向高功率的發動機定位，傾向高功率輸出。最早這臺發動機的設計功率是290馬力，但在Allante上，這臺L37拿出了295馬力（220千瓦）/5600rpm的峰值功率，在4400rpm時便可達到393�！っ椎姆逯�扭矩，直接把當時兩閥的福特4.6L V8發動機甩在身后（當然，這是暫時的，后來福特在93年也推出了DOHC雙頂置凸輪軸的四氣門發動機）。

　　這一次，凱迪拉克沒有忘記在“可靠性”上面做文章，他們為北極星的點火系統設計了兩種工作模式，除了正常的點火控制模式外，當傳感器或ECM發動機控制模塊發生故障時，發動機會以固定的提前點火角工作，以保證發動機能夠工作。

　　當冷卻液泄漏或冷卻系統故障時，這臺發動機的應急模式--Limp Home（直譯為跛行回家）便會啟動，這套系統介入時，發動機會關閉一列氣缸，整個發動機完全依靠“風冷”行駛，依靠鋁合金缸體的散熱優勢和潤滑系統保持發動機處在安全溫度內。據悉這套系統能夠在沒有冷卻液冷卻的情況下讓發動機安全地繼續行駛100英里(160公里)。

　　更有意思的是，在凱迪拉克的Seville（STS車型前身） , DeVille（DTS車型前身）以及Eldorado三款車型上，竟然使用了水冷發電機，冷卻效率得到了保障，但是這卻讓發散熱的管路變得更加復雜，并且增加了冷卻液泄露的風險。2001年之后，水冷發電機便被普通的風冷式發電機代替。

『左側為電子節氣門  右側為發動機管理控制模塊』

　　2006年，這個年份對于北極星發動機而言是個重要的時間節點，北極星在這一年完成了一次技術上的進化。在這一年，所有的北極星4.6L V8發動機都開始使用電子節氣門。同年，新一代的E67發動機管理模塊也開始搭載在北極星發動機上，到2007年，所有的北極星發動機都已經將發動機管理模塊升級至E67。

　　也是在這一年，為了改善車輛的排放并提高可靠性，通用將北極星的燃油系統升級為“returnless”燃油系統，即現在使用已經比較廣泛的無回流燃油系統，這種燃油系統沒有從發動機回流到油箱的燃油管路，避免了燃油在系統中的反復回流。同時，已經使用在縱置北極星V8發動機上（LH2和LC3）的博世EV14噴油器也開始應用在L37和LD8這兩款橫置的北極星發動機上。

　　北極星發動機的亮相確實讓凱迪拉克再次贏得了眾人的掌聲，除了前面提到的技術特點外，后續的北極星發動機還陸續應用了VVT可變正時氣門技術、獨立點火線圈等在當時屬于領先或主流的發動機技術，得到了消費者的認可和業界的肯定。1995至1997年，北極星V8發動機連續三年被評選為“沃德十佳發動機”（Ward's 10 Best Engines），其實力可見一斑。