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施虐有理

导语
研发团队喜欢用什么样的“酷刑”来挑战发动机耐久性能的极限呢?

 

施虐有理

过去的理论是:必须用心打理汽车,这个极为复杂的机械产物。其中,发动机尤其脆弱。因为它总是处在复杂的使用环境中。每次出行,发动机会先被加热,然后长时间地忍受每分钟数千次的热冲击,最后又在寒风中慢慢冷却。如果发动机上还装有涡轮增压器,那么它会更加不堪一击。但这样的看法早已过时,因为当代发动机在问世之时,均通过了各种耐久测试及极端状况的考验,而这些严苛的工作条件在现实生活中几乎没人会遇到。

不过,请不要因为这些看似“多此一举”的测试而去怀疑工程师们所付出的额外心血。福特发动机耐久测试专家Mike Herr就表示,如今发动机产品线已经逐步全球化,企业不希望花费额外的时间和金钱为每个市场进行单独的测试。“发动机的‘通用化’带来的一个结果,就是我们必须采取最极端的测试方式。”他说道。

以福特的耐热测试为例,工程师需要保持发动机在满负荷工况下运转,当散热器温度达到110摄氏度时,他们便将其关闭,同时压力泵将温度为零下30摄氏度的液体输送进发动机的冷却循环,该过程长达15分钟。然后他们再次启动这台已经布满冰霜的发动机,先让其在怠速工况下运转20秒,随后直接拉升至最大功率,直到水温再度回到110摄氏度,该过程大约耗时10至15分钟。在整个测试期间,油温可从零下15摄氏度一直飙升至超过140摄氏度。这样看似残酷的测试过程,工程师会连续重复五次。而在整个耐力测试项目中,一台发动机将经历350次这样的极端温度变化,同时伴随着其他“酷刑”。

通用汽车的耐热测试则是当发动机以最大功率工作时,在10分钟内将水温迅速提升到115摄氏度,随后再度冷却,这样的过程重复数千次。而他们的全球发动机耐久测试则听上去比这样的耐热测试更艰巨,然而也更有趣。“想象一下,一辆直线加速赛车在底特律沿着Woodward大街行驶,从Eight Mile路到市中心Pontiac,路程大约27公里左右。”通用发动机开发和测试部门总监Adam Kwiatkowski说道:“这辆车先是在每两个相邻的红绿灯区间内完成急加速和急停过程,抵达市中心后调头,再以全速沿原路驶回Eight Mile路。这样的过程大约重复100次。”在通用的全油门耐力测试中,涡轮增压发动机会每小时关闭3分钟,这是为了让涡轮轴承充分经受热浸过程。(译者注:热浸指的是发动机停止运转后,由于冷却系统不再工作,发动机内部将比之前更炙热,这对于发动机零部件来说是一种考验。)

随着发动机变得越来越复杂,这样的极端测试尤为重要。福特发动机测试总监Jeff Kolodziejczyk表示:“福特的EcoBoost发动机采用了更加复杂的冷却系统,以应付一体化排气歧管和涡轮增压器所带来的热量,并消除局部热点。1.6升发动机更是采用了四个单独的阀门 ,以调节冷却气流。”为了让这些系统都能在各种条件下长时间地正常工作,测试部门投入了大量时间和人力,所耗费的燃料和能源更是不计其数。

额外惩罚

施虐有理

一些发动机关键部件会经受额外的耐久性能测试。例如福特会将未涂有润滑涂层的活塞以最紧的方式装到汽缸内,同时将爆震传感器关闭,并将所吸入的空气加热,在这样严酷的条件下,发动机将连续运转10小时。整个过程中,发动机发出的爆炸声疯狂无比。在某些情况下,连接曲轴的连杆会先于活塞弯曲断裂。

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