所有的伟大。源于一个勇敢的开始
伴随着汽车发展百年。发动机也发展了百年。自发动机诞生以来。谁都不知道会演变成如今的样子。经历了百花争鸣的时代。发动机从单缸变为多缸。从化油器变为电控喷射。从歧管喷射变为缸内直喷。自然吸气变为涡轮增压……
其中。凯迪拉克作为一家120年历史的汽车品牌。在发动机发展进化的历史征途中。发挥了举足轻重的作用。诞生了无数经典的发动机。
1903年。凯迪拉克第一款车型Model A就凭借优异的单缸发动机。成功完成了英国1000英里耐用测试。这是一个勇敢的开始。让凯迪拉克在市场一炮而红。
1909年开始。Model 30车系全系采用四缸发动机并成为首个采用电子点火器的车型。成为了第一辆可以自动启动发动机的量产汽车。从此。"无曲柄汽车"理念风靡至今。再也不用像拖拉机那样通过曲柄启动发动机。让开车更为优雅。
1914年。凯迪拉克融合航空发动机技术。推出全新水冷V8发动机。从此。V8成为凯迪拉克一生的挚爱。
1930年。凯迪拉克首次推出配置V16发动机的车型。引起行业轰动。原来燃烧的极致是从容。V16发动机工作起来的平稳与安静让人惊叹不已。凯迪拉克至今仍然保持着大规律量产V16发动机的记录。前无古人。在这个燃油车的末法时代。估计也后无来者。
1975年。凯迪拉克成为美国第一家提供电子燃油喷射引擎的生产商。从而发动机开始了电器化的尝试。
1981年。凯迪拉克推出可变缸发动机概念。可以在V8-V6-V4之间切换。这也是全球最早的可变缸发动机。在它的背后。是凯迪拉克率使用集成微处理器来控制点火。燃油喷射和车辆诊断技术。发动机电器化一发不可收拾。
1992年。32阀北极星V8引擎面世。获得了空前的成功。该引擎拥有16项专利改进。通过独特的燃烧室感应系统。可近乎完美地分配燃油。控制燃烧状态。革命性的提出了"跛行模式"。让引擎在缺乏冷却液的情况下还能继续行驶50英里。提高了可靠性。从此。 "跛行模式"也成为了现代发动机的标配。
1997年。通用的LS系列小缸体V8发动机崭露头角。体积小。重量轻。排量大。配件和技术资源非常丰富。获得了性能迷的一致追捧。除了我们常见的那些美国肌肉和澳大利亚超级V8房车。专业直线赛事。NASCAR。off-road越野。越野拉力。monster truck等都有极高的出镜率。1997-2004为第三代。2005-2016为第四代。至今已经升级到5代。并成为凯迪拉克V家族发动机的当家花旦。
2018年。凯迪拉克LSY可变缸智能发动机亮相。可根据工况2/4缸自由切换。性能。可靠性。经济性融为一体。成为凯迪拉克全系共享的黑科技引擎。
所有的伟大。源于一个勇敢的开始！
V8的传奇
V8是凯迪拉克的性能灵魂所在。也是凯迪拉克黑科技与传奇所在。
V8发动机。从一个秘密开始
“如果他们那个时代有汽车。克利奥帕特拉。薛西斯。查理曼大帝。凯撒。拿破仑和华盛顿将拥有八缸的凯迪拉克。”在上个世纪。发动机的技术提升以性能排量为王。谁能在确保可靠性的前提下。造出大排量性能发动机。谁就成为执牛耳者。
1914年。D·麦考尔·怀特（D. McCall White）。从英国隐姓埋名来到美国。在东部地区和几家制造公司合作后。按照他的设想分解了凯迪拉克首台V8需要的零部件。交给不同的制造公司制造。最关键的曲轴箱外壳是在马萨诸塞州伍斯特的一家小型铸造厂夜晚制造的。这些零件从不同地方分别运往底特律。在距离凯迪拉克工厂几英里的底特律河畔一个古老的单层棚屋里进行组装。就在这种高度保密下。底特律最安静的发动机诞生了。
凯迪拉克1915年量产的314.5-cid V8。是全球第一款量产车用V8机型
当时汽车界看到测试车辆长长的圆柱体机舱和许多奇怪的特征。纷纷猜测。凯迪拉克是不是秘密研发独特的四缸发动机。没人发现凯迪拉克的大招居然是一台V8发动机。最终。这台发动机搭载到了1915年款凯迪拉克Type 51车型（又称 Model 51）。不鸣则已。一鸣惊人。
1915款 Model 51 或Type 51
凯迪拉克V8的从无到有也奠定了在豪华汽车品牌发动机科技的江湖地位。用性能诠释豪华。一路披荆斩棘。
V8北极星发动机的辉煌
提起美式肌肉车。耳熟能详的就是V8。凯迪拉克的“北极星”系列V8发动机就是其中代表之一。
北极星系列发动机最早亮相于1993年。当时这款北极星V8的代号为L37。排量为4.6升。缸径及行程分别为93mm及84mm。短行程的设计也注定这是一款高转速性能发动机。最早这台发动机的设计功率是213kW。但在Allante上。这台L37拿出了220kW/5600rpm的峰值功率。在4400rpm时便可达到393Nm的峰值扭矩。
在北极星系列发动机上。凯迪拉克也采用了很多黑科技。比如L37发动机是全美第一台双顶置凸轮轴的全铝V8发动机。使用了铝合金缸体（铸铁缸套）及铸铝活塞。每缸四气门。并使用正时链条。这台发动机的曲轴箱和缸体设计也是一大特色。它将常规发动机的主轴承盖直接集成到了气缸体底部。使发动机的结构大大简化。有利于提高整体强度并减小了发动机高度。降低了重心。
凯迪拉克最大的创新是对可靠性进行深度优化。一方面为点火系统设计了两种工作模式。除了正常的点火控制模式外。当传感器或发动机控制模块发生故障时。发动机会以固定的提前点火角工作。以保证发动机能够工作；一方面专门设计了发动机的故障模式：Limp Home（跛行模式）。当出现冷却系统故障时。发动机会关闭一排气缸。让车头侧气缸依靠“风冷”行驶。依靠铝合金缸体的散热优势和润滑系统保持发动机处在安全温度内。这套系统能够在没有冷却液冷却的情况下让发动机安全地继续行驶50英里。
图：北极星L37 V8发动机
图：搭载L37发动机的1993款凯迪拉克Allante
这两种理念已经被广泛的应用于现代发动机。凯迪拉克也为行业做出了贡献。北极星发动机也让凯迪拉克再次赢得了众人的掌声。除了前面提到的技术特点外。后续的北极星发动机还陆续应用了VVT可变正时气门技术。独立点火线圈。活塞冷却技术等在当时属于领先或主流的发动机技术。得到了消费者的认可和业界的肯定。1995至1997年。北极星V8发动机连续三年被评选为“沃德十佳发动机”（Ward's 10 Best Engines）。
2010年7月。北极星系列发动机停产。面对日益严格的排放和燃油消耗法规。这台曾经帮助凯迪拉克复兴的发动机如今渐渐有些力不从心。作为美系发动机的典型代表。北极星从最开始。以及一直以来为消费者们带来线性而澎湃的动力感受。这是小排量涡轮增压发动机无论如何也取代不了的。在如今小排量发动机和新能源动力横行的时代。北极星淡出了舞台。矗立成一座丰碑。供人瞻仰和回忆。
图：北极星最后的性能绝唱LC3：功率：350kW/6400rpm 扭矩：595 N·m/3900rpm
图：搭载LC3发动机的2007款凯迪拉克STS-V
性能为王
凯迪拉克技术的不断发展。V8成为凯迪拉克高性能家族的标志。2004年起凯迪拉克V高性能系列创立。在马路上看到带着这样V标志的凯迪拉克。请一定小心。他不好惹！
2000年。凯迪拉克带着北极星V8发动机重返了勒芒耐力赛。验证了其高可靠性和卓越的性能。基于Riley & Scott的MKIIIs底盘开始了Cadillac Northstar LMP（注:LMP=Le Mans Prototype）车辆的研发。动力方面。对北极星L47发动机进行了针对性的改造。换上了GARRETT的涡轮增压器。并且与X-trac变速箱匹配。在勒芒LMP 900组别比赛和美国勒芒系列赛中都有不少可圈可点的表现。
图：凯迪拉克北极星LMP赛车
后来。为了顺应新时代排放和油耗法规。凯迪拉克也向现实妥协。推出了很多小排量V8。V6甚至L4发动机。但是。出于对发动机的偏爱。以及深入骨髓的不将就。2018年。凯迪拉克重新研发了一款V8发动机。代号LTA。搭载在凯迪拉克豪华中型轿车CT6的性能版——CT6-V上。
图：凯迪拉克CT6-V 全新BLACKWING V8 4.2T双涡轮增压发动机
为了顺应时代的潮流。这款发动机做了一系列的革新。缸体的尺寸尽可能的紧凑。采用了包括高度。长度。宽度。用了相对狭窄的96mm缸间距和215mm的缸体高度。首次在V8上搭载了双涡轮增压器。并且采用了“热V”结构。减少涡轮迟滞。提高催化剂起燃效果改善排放。并带来了更紧凑的整机尺寸。 缸内燃烧的部分沿用了CT6 LGW发动机。对进气道进行适应性调整。通过CFD流体力学仿真。改善了燃烧室滚流。改善了涡轮流场和温度场。通过对润滑管路和曲轴箱通风管理的合理布置。改善了可靠性。
图：BLACKWING V8 4.2T发动机技术一览图
最终。在满足国际最严苛排放标准下。这款发动机功率410kW。扭矩867Nm。升功率高达90kW/L。相比同级别奥迪RS。宝马M和奔驰AMG。都有优势。“黑翼”V8。性能为王。实至名归。
要说起性能。通用集团旗下的小型化V8 LS发动机系列也是经典。部分品牌喜欢用“升功率”来表示发动机性能。而通用集团提出了“斤功率”概念。体积小。重量轻。排量大。把更加强大的性能发动机塞进发动机舱内。让操控本就优良的美式肌肉车如虎添翼。
图：2000年欧宝推出的搭载LS1 5.7L V8发动机的Omega V8车型
图：来自澳洲的改装厂还整过一个狠活。将两台LS1发动机拼在一起魔改成了V12发动机
图：移植了LS3的Miata可以说达到了自己的“车生”之巅
在这里小凯不得不感叹一句。万物皆可LS！
其中的代表之作就是搭载在CT5-V Blackwing和凯雷德V上的最新一代Gen 5 LS系列小型板条箱发动机——6.2L V8机械增压LT4发动机。其采用了缸内直喷和连续可变气门正时。配备了全新更紧凑和更高输出的R1740 TVS 1.7L增压器/中冷器组件。压缩比为10:1。采用了干式油底壳。能爆发493kW以及890Nm的最大扭矩。当然它最恐怖的是它的重量和体积。通过设计的优化。硬是将机械增压的V8发动机做成四缸发动机的体积。成为凯迪拉克V家族发动机的当家花旦。
图：LT4发动机
图：搭载LT4发动机的CT5-V BLACKWING
图：搭载强化版本LT4发动机的凯雷德V
对于整个通用汽车来说。全新推出的代号为LT6的V8发动机代表了机械暴力美学的巅峰之作。5.5L DOHC双顶置式凸轮轴平面曲轴。高达670ps与624Nm的最大动力也让它成为了有史以来最强大的自然吸气V8发动机之一。
图：通用耗时7年打造的V8发动机LT6。机械暴力美学的巅峰之作
在通用汽车内部。LT6的开发代号为Project Gemini双子座计划。该计划原本指美国第二个载人航天计划。其主要目标是开发阿波罗计划期间所需的技术和设备。当然在这里。是通用对美国航天的致敬。也是怀念载人航天发展的高光岁月。
同时。“Gemini”在拉丁语中也是双胞胎的意思。代表了LT6的双进气口。节气门和双燃料泵等。通用大胆地开发了这种短冲程和大缸径的新发动机。气缸尺寸为104.25mm x 80.0mm。排量为5.5升。压缩比为12.5:1。其制动平均有效压力超过1400千帕。
颠覆者：V16发动机
在发动机历史上。还有一款发动机被称为行业天顶星。即V16发动机。1920年代后半期开始。凯迪拉克进入快速繁荣的阶段。引领V8技术之后。大胆创立了V16引擎的顶级豪华系列车型。
在1930年1月的纽约车展上。凯迪拉克成为了唯一的热门话题：业界唯一的量产V16发动机诞生了。直至今天。凯迪拉克还保有这个“唯一”。
该款V16引擎采用45度夹角。极其注意细节。精心布置了电子设备和其他附属部件。缸盖采用棱纹板。看起来就像一件雅致的工艺品。它采用中置的单凸轮轴。排量为7.4L。压缩比为5.5:1。最大功率为129kW。在装配运动型车身时。它可以实现160km/h的最高车速；在装配更重的Phaeton 车身时。最高速度也可达到145km/h。V16使得凯迪拉克成为了上个世纪30年代美国超级跑车的领军者。
图：凯迪拉克V16发动机
图：搭载V16发动机的凯迪拉克1931款Sport Phaeton车型
V16的复出
在2003年的底特律北美国际车展上。凯迪拉克发布了一款令人震撼的概念车——SixteenConcept。毫无疑问。它当选这一年的北美年度概念车。
图：凯迪拉克Sixteen概念车
Sixteen 的名字源自概念车强大的16缸发动机。当然也源自凯迪拉克在V16引擎上的孤独。发动机排量高达13.6L。最大功率超过735kW。最大扭矩1356Nm。而且还特别增加了停缸功能。可以在对动力需求不高时关闭一半甚至更多气缸。从而提高经济性。减少排放。凯迪拉克希望用Sixteen概念车唤起人们对手工打造豪华车年代的记忆。也希望用它来冲击最顶尖的豪华车市场。虽然它没有量产。但却在许多人心中留下了难以磨灭的印象。
《Top Gear》节目主持人James May曾这样评价Sixteen概念车：如果你仅仅处于巡航状态。只有4个气缸工作。如果你想超车。又有8个气缸加入工作。当你需要炫耀一下的话。全部16个气缸将严阵以待。这款2.5吨重的车。搭载V16发动机。综合油耗只有8.5L/100km。简直匪夷所思。
v16引擎在凯迪拉克的血液中留下了高贵。傲慢。独特的气质。即使我们再也不需要16个气缸了。但我们也无法忘记那个45度夹角所代表的荣耀。
顺势而为——V6发动机
大家都知道凯迪拉克的V8和V16。在北美刮起了大排量性能的风潮。但由于欧洲。亚太等地区的排量税。其他地区的车迷们无法享受接触到美式肌肉的精髓。因此凯迪拉克也顺势而为。将V8技术下放。推出了V6发动机。比如搭载在CT6上的LGW发动机和如今CT5-V上的LGY发动机。
其中。中国消费者最津津乐道的就是LGW发动机了。他是一款3.0T双轮增压V6发动机。搭载在凯迪拉克CT6 40T上。这也是中国车迷们能买到的性价比最高的性能车了。
LGW 具有一个带内部安装节气门体的集成式增压空气冷却器模块（IACM）。可以冷却和测量进入发动机的气流。右侧气缸组编号为1-3-5。左侧气缸组编号为2-4-6。发动机点火顺序为1-2-3-4-5-6。它的连杆为锻造式钛合金。带压入式活塞销衬套。连杆和杆盖通过固定在盖内的定位销对齐；原厂就是用的锻造曲轴。强度性能都有保证；进排气侧都有可变气门正时。根据发动机工作状况的改变。凸轮轴相位同步改变。进一步优化性能。燃油经济性和排放性能。而不影响发动机整体响应和动力性能。因此它也具有可变缸技术。可以在四缸和六缸之间切换。带给消费者6缸的动力。4缸的油耗。
这款发动机功率301kW。扭矩542Nm。升功率破百。发动机转速到2000rpm就可以实现467Nm扭矩。最大扭矩平台2500-5100rpm。是一款十足的性能发动机。如今因为排放和油耗法规。CT6 40T在中国已不在量产。无数性能迷们只能眼巴巴的望着CT6 40T的老车主们。羡慕嫉妒。恨啊~
图：美版CT6 40T LGW发动机性能参数（和中国版略有出入）
可变缸技术的探索
出于对环境保护的考虑。历经了两次石油危机之后。人们对于汽车在环境保护上的呼声也日益强烈。与其他车企追去小排量发动机不同的是。凯迪拉克决定另辟蹊径。开启了对于发动机闭缸概念的探索。
早在1981年。第一款正式商用。代号为L62 V8-6-4的发动机被正式量产。并被装配到凯迪拉克旗下所有产品之上。而从命名上就可以得知。这款发动机可以在8缸。6缸和4缸之间切换。于这款发动机同时到来的还有凯迪拉克当时最新进的发动机电脑。并可以以每秒30万次的效率进行运算。
虽然初次的尝试并没有收获想象中的成功。但对于闭缸技术的尝试。向世人打开了展示了一种既能保留大排量发动机畅快的驾驶感受又能提供小排量发动机油耗表现的可能。
进入了21世纪后。通用经过了对于可变缸技术多年的深入研究后。终于带来这项技术的一个阶段性的巅峰。在2012年。通用带来了全新的6.2L LT1 V8自然吸气发动机。其最大动力达到了450hp与609Nm。搭载有主动燃油管理系统（AFM）的KT1发动机可以通过电磁阀来节控制液压气门挺柱的供油来关闭气门。根据发动机气缸分布。这台V8发动机将能有4个气缸被同时关闭。变成一台V4发动机。
另外。值得一提的是。与欧洲普遍使用的顶置凸轮轴设计的发动机不同的是 。LT1是一款传统的美式OHV底置凸轮轴发动机。其带来的优势便是拥有更低的成本。更高的低转速扭矩和更紧凑的尺寸。从而深受美系车喜爱。
在新时代。全新2.0T发动机LSY成为凯迪拉克家族主力引擎。为了顺应小排量涡轮增压发动机的趋势。其在双顶置凸轮轴（DOHC）的设计下。加入了可变缸技术。在解决排放的前提下。保证了性能的同时。还极大地降低了油耗。甚至打消了消费者对于“美系油耗高”的固有观念。可变缸技术是通过凯迪拉克Tripower可变气门管理技术实现的。通过三级控制。实现三种模式切换。四缸性能模式。四缸经济模式。两缸超经济模式。
四缸高性能模式：适用于急加速。高速匀速行驶。进。排气门都保持在高升程状态。从而确保了进气量足够。降低泵气损失。提高极限功率。
四缸经济模式：适用于中高速匀速行驶。进气门保持在低升程状态。在低升程状态下。可以充分发挥气体的滚流效应。让气体以更快的速度流进燃烧室。提高燃烧速度。提高热效率。
两缸超经济模式：适用于中低速匀速。减速。下坡行驶。中间两缸的气门升程为0（即闭缸）。这个就是可变缸技术的精髓。一般在中低速巡航的时候。转速低。负荷小。发动机并不处于最高效的状态。如果人为的关闭两个气缸。那么另外两个气缸可以在更加合理的工况点工作。综合油耗就降低了。
当切换到四缸经济模式时。这台发动机的燃油经济性可以提升5%。而切换到两缸超经济模式时。燃油经济性可以提升15%。
图 LSY可变缸技术。23缸停止。14缸工作
尾声
时代造就英雄。英雄成就时代。发动机技术依然是汽车行业的天顶星领域。由于凯迪拉克的创立者就是发动机专业。崇尚机械之美。我们纵观历史。会发现凯迪拉克对发动机的偏心与执着。纵使未来人类发现了新的能源形式。凯迪拉克的汽车都将由更清洁的能源驱动。但未来的我们依然能在底特律的汽车博物馆见到这些代表着发动机工业巅峰的明珠。正是他们造就了现在和未来的我们。“燃油不死。V8永存！”
