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289发动机揭秘:提升马力与升级改造

时间:2023-10-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:289发动机的输出功率为271马力,比260发动机的260马力有显著提高。谢尔比得到新型289发动机后没有浪费时间,立即将带有标准配件的发动机安装到自己的赛车上。谢尔比还对发动机进行升级改造,希望能在供不应求的高性能发动机市场获得更高的利润。此外,还有最重要的全竞速发动机。早期289发动机的机体是B型的,它通过五个螺栓连接在发动机外壳上。福特公司研制了两种型号的427发动机:顶注油型和侧注油型。

289发动机揭秘:提升马力与升级改造

左图:一台1962年11月造眼镜蛇289(CSX2051)的发动机,我们能清楚地看到上面的八个韦伯化油器

260发动机(4.2升排量发动机)

第一批75辆眼镜蛇都使用福特4.2升(260立方英寸)排量V8发动机,这种发动机衍生自福特菲尔兰(Fairlane)发动机,并且由全新的铸造工艺制造而成。发动机的气缸外壁由铸铁材料制成,而且很薄,这样它的重量与同性能铝合金发动机相当,但强度更高。

相比于欧洲和英国跑车上的小排量发动机,美国发动机转速更低且动力更强。结果,很多美国人都不知道他们大型家庭轿车在标准调校时,发动机性能是多么出色。因此福特公司非常乐意将新型高性能260发动机提供给谢尔比,希望他能将发动机的性能完全释放出来。新型发动机没有液压挺柱,而是使用固定挺柱和运动凸轮,这样能增大气缸内压力,产生更强的动力。最终新型260发动机的输出功率达到了260马力,大约是AC王牌原来发动机的两倍,并且为了保持新型发动机的正常运转,AC公司的底盘则需要承受强大的载荷。

新型发动机由8个气缸组成,8个气缸分成两排(每排4个)形成90度V形配置,所有的气缸盖都是由铸铁材料制成的。气缸内径为96.5毫米(3.8英寸);冲程为73毫米(2.87英寸);排量为4.2升(260立方英寸)。气缸活塞在有五个主轴的承曲轴上运行,2.2486英寸的轴颈在铜/铅合金轴承上运行。连杆大头也做在相同类型的轴承中,轴颈也为2.2486英寸。此外,铝合金活塞有两个压缩环和一个机油控制环。

顶置气门由推杆和一个单独的凸轮驱动运转,推杆和凸轮还驱动运转燃油分配器和油泵。燃油分配器垂直放置在进气总管前部,铸铁材质的进气歧管则位于两个气缸盖之间的V字形区域内。

谢尔比得到260发动机的时候,发动机上安装的都是标准配件,因此他很快研发了一些专用配件,让发动机变得更出色。这些专用配件包括一对带有肋杆的摇杆盖、一个镀铬空气滤清器盖和其他小的镀铬部件。

右图:一台装有圆形空气过滤器的眼镜蛇289(CSX2042)的发动机。

289发动机(4.7升排量发动机)

跟随260发动机的脚部,谢尔比又引进了排量更大的289发动机。新型289发动机的主端轴承被显著加固,而且曲轴也改为高质量铸钢材质。连杆的连接螺栓变得更大,原来是5/16英寸,现在换成了3/8英寸。进气门和排气门变得更大,能显著提高燃油流量以及空气的进入和排出流量,为了应对额外的负载增加,进气和排气门处还增加了一个附加减振弹簧。289发动机的其中一个显著特点是摇臂螺栓是旋转拧进气缸盖的,原来则是直接挤压进去的。289发动机的输出功率为271马力,比260发动机的260马力有显著提高。谢尔比得到新型289发动机后没有浪费时间,立即将带有标准配件的发动机安装到自己的赛车上。随后他又研发了一些高性能赛车配件,并直接在赛道上进行测试。谢尔比还对发动机进行升级改造,希望能在供不应求的高性能发动机市场获得更高的利润

眼镜蛇289——技术规范

竞赛型号

竞速配置

配置I(6275美元)

它是为想要参加俱乐部赛事或进行速度测试的人准备。车上装有翻车防护杆、前后防倾杆和安全带,其他配置与标准的眼镜蛇289道路版完全相同。

配置II(7220美元)

它是为想要参加更激烈比赛的人准备。车上装有中心锁、镁合金宽轮辋车轮和固特异竞速轮胎、修改的挡泥板以容纳更宽的轮胎、特殊转向臂、带有进气口的发动机舱盖,其他配置与配置I车辆完全相同。

配置III(9500美元)

它是赢得国际汽联制造商冠军,以及美国赛车俱乐部A级别车队和车手的冠军赛车的完全复制品。每一辆车都由肯·迈尔斯亲手测试,并保证最快圈速与冠军赛车相当。谢尔比还确保每一辆车都符合美国赛车俱乐部量产A组别的要求,以及符合国际汽联GT赛车的要求。车上装有翻车防护杆、前后防倾杆、配有特殊轮毂的中心锁、镁合金宽轮辋车轮、加固的底盘、科尼减振器、特殊转向臂、竞速制动块、发动机机油冷却器、后轴冷却器、带有进气口的发动机舱盖、制动冷却空气进气口、竞速风窗玻璃、竞速座椅、快速抬升千斤顶支垫、大容量燃油箱、附加电动燃油泵、专业仪表、专业制动液、固特异竞速轮胎和可选驱动轴减速比。此外,还有最重要的全竞速发动机。

在配置I和配置II中,顾客也可以选择是否加装下面的配件:

选项II-R(254.75美元)

它的标准发动机上安装双四喉管化油器、铝合金大容量油底壳和磨光阀盖。

选项III-R(1907.71美元)

它装有全竞速发动机。磁粉探伤;重新调节平衡;改进的曲轴;改进的活塞;装有更大气门的磨光气缸盖;特殊凸轮轴;适度调整的曲轴减振器;改进的燃油分配器;大容量钢制竞速油底壳;两个四喉管化油器。

选项IV-R(2905.42美元)

该车型除四个双喉管韦伯化油器和相关联动配件外,其他与选项III-R完全相同。

从第76辆眼镜蛇开始,AC公司就开始安装新型289发动机(4.7升排量发动机)。从此以后绝大多数的眼镜蛇都安装这种发动机,并且眼镜蛇的大部分冠军都是安装这种发动机的眼镜蛇赛车获得的。早期289发动机的机体是B型的,它通过五个螺栓连接在发动机外壳上。后来289发动机开始使用J型机体,它通过六个螺栓连接在发动机外壳上。对于钢板弹簧悬架眼镜蛇,则全部使用五螺栓机体发动机,但是现在很多眼镜蛇赛车都改成了六螺栓机体发动机。对于那些追求纯粹纯正的人来说,六螺栓机体发动机钢板弹簧悬架眼镜蛇都不是纯正的眼镜蛇。

就289高性能发动机而言,顶级配置选项还包括一个配有福宝(Motorcraft)化油器的铸铁歧管。该装置利用真空运转的辅助文丘里管可以向一个四喉管以480立方英尺/分钟的流速输送燃油。到1965年,所有的道路版眼镜蛇都安装了289发动机,当时虽然发动机机体样式有所变化,但其他部件仍然保持不变。眼镜蛇289技术规范见下页。427发动机(7升排量发动机)

427发动机的布局与260和289发动机完全相同,但是它体积更大并且机壁更厚,因此427发动机的重量显著提高,达到了700磅(318千克)。福特公司研制了两种型号的427发动机:顶注油型和侧注油型。顶注油型机油被输送到曲轴前要先通过凸轮;侧注油型机油被直接输送给曲轴。后来人们发现顶注油型发动机在赛车中存在一些限制,因此它的赛车生涯并不长。相反,人们对侧注油型进行了进一步的研发使其能够更好地适应比赛状况,而且在一些半竞速型眼镜蛇427上也使用了这种发动机。侧注油型发动机通过沿着机体左下侧运行的机油通道向曲轴输送机油,而这个通道也可以帮助我们识别这是不是一台侧注油型发动机。

右图:一辆眼镜蛇289(CSX2151)的发动机,这辆眼镜蛇289有一个“哈利的金丝雀”的绰号。

普通的侧注油型发动机输出功率为425马力,搭载这款发动机的眼镜蛇427道路版的最高速度能达到164英里/小时(264千米/小时)。而竞速版本的侧注油型发动机的输出功率则能达到485马力,使得眼镜蛇427赛车的最高速度可以达到185英里/小时(298千米/小时)。

直到1965年,427发动机的曲轴都是由铸铁材料制造而成的,但是在那之后就出现了性能更高的交叉钻孔曲轴。289发动机的连杆为5英寸,427发动机的连杆更长,达到了6.5英寸。标准的427发动机使用平头铝制活塞,其压缩比为10.4︰1;而高性能竞速427发动机使用圆顶铝制活塞,其压缩率为12.4︰1。

底盘编号为3101~3200和3306~2260的眼镜蛇427都使用427发动机,但是底盘编号3201~3305使用的却是428发动机。由于福特公司的迪尔伯恩制造厂遭遇生产困难,谢尔比无法得到充足的427发动机,因此曾经在一段时间内,谢尔比没有选择只能安装428发动机。428发动机排量较小而且较便宜,其售价仅为320美元,还不到427发动机730美元售价的一半。当然,谢尔比并不希望为那些安装428发动机的眼镜蛇改变427的生产序号。顺便说一句,有人认为谢尔比是故意使用428发动机的,因为那种发动机价格更便宜。

尽管428发动机的排量与427发动机相同,但是两者却有显著的区别,而且用途也不一样。427发动机的缸径和冲程为4.23×3.78英寸;而428发动机则为4.13×3.98英寸,因此427发动机的转速更高。428发动机是福特公司为道路版汽车设计的;而427发动机则是专门为赛车设计的。标准调校的428发动机(也被称作是警车发动机)的输出功率为360马力,并且当时福特警车都使用这种发动机。在标准调校下427发动机的输出功率要明显高于428发动机。

与所有的大缸体发动机相同,人们也可以对428发动机进行适当修改增加其输出功率。在1963年福特公司推出了一系列调校组件,使得428发动机的输出功率可以赶上427发动机。谢尔比也有一些调校部件,例如一个铝合金进气歧管和霍利化油器(取代原有福特部件)。安装在眼镜蛇上的428发动机的标配液压凸轮由一根机械凸轮取代,经过工程师的适当调整,428发动机的输出功率可以达到385马力。

左图:很明显与289发动机相比,427发动机占据的空间更大。

福特公司也为427发动机提供了很多高性能配件,包括气缸体、凸轮轴、轻便且较大的气门以及活塞和连杆。所有这些都旨在提高发动机的性能,使其能够适应各种激烈的比赛,甚至是短程直线加速赛。发动机使用不同的气缸盖,其相关附属配件也就不同,发动机的性能也就不同,因此据此我们能够调校出多种性能的发动机。下面就是一些不同性能的427发动机:(www.xing528.com)

█ 低升高型——标准的气缸盖,主要包括安装在铸铁歧管顶部的单个四管或双管化油器、顶注油机体、铸铁曲轴、铸铁气缸体和气门,以及铸铁螺母和螺栓杆。

高升高型——特殊气缸盖,包括更长/更高的进气道、配套的铝合金进气歧管,以及钢制曲轴和更大的气门。

█ 中升高型——最基本的赛车发动机,并且由于每台发动机的阀盖间隙各不相同,因此它更受人欢迎。它包括侧注油机体、配有机器加工燃烧室的升级气缸盖、轻便气门、钢制曲轴、配有有头螺栓杆的连杆和铝合金进气歧管。

█ 特殊型——指那些安装特殊供应气缸盖的发动机,这种特殊供应气缸盖拥有大的圆形进气通道、相匹配的进气歧管(令人惊讶的是推杆在进气通道内运转)和更大的气门。其他部件都与“中升高型”相同。

眼镜蛇427——技术规范

竞赛型号

标准部件还包括前后防倾杆、特殊调整的排气系统、翻车防护杆、安全带、后轴机油冷却器、后轴机油泵和发动机机油冷却器。

可选部件包括特殊的竞速座椅、肩部竞速安全带、快速更换制动块组件、机械计时测速器和干式油底壳组件。

这里所谓的“升高”是指气缸盖进气通道与顶部进气歧管的高度差。因此工程师可以选择来自福特公司和其他配件供应商的部件,而且在很多情况下这些部件都是可以互换的。很多工程师选择将“低升高型”中的固体铸铁进气歧管换成铝合金进气歧管,让它升级为准“中升高型”,这样既能降低重量,又能增加一点动力。

而且,由于车主可以在市场上买到福特的高性能配件(也可以从谢尔比那里购买),因此他们可以自己调校发动机,使其产生更大的动力。例如,他们可以安装双平面高升高进气歧管取代原来笨重的铸铁低升高歧管,并且用真空运行或利用燃油泵运行的600立方英尺/分钟流量的霍利化油器更换原来的同样流量的低效化油器。霍利专业高效化油器的性能要优于原厂配件,尤其是当搭配其他高性能配件时。还有一个是谢尔比的选择,他使用一个真空运转的750立方英尺/分钟流量的霍利化油器。

上图:安装在韦伯歧管顶部的韦伯化油器(化油器朝向相同的方向)。

上图:单平面歧管顶部装有一台霍利化油器,超高的过滤器可以弥补其直径小(为了安装在发动机舱盖进口内)的缺点。

上图:装有韦伯化油器的眼镜蛇289竞速发动机(化油器朝向不同的方向)。

上图:海恩博物馆中的道路版眼镜蛇,其发动机装有标准的铸铁歧管,歧管顶部是标准的福特霍尼韦尔(Autolite)化油器。进气口上部是一个14英寸空气滤清器。产品代码(C40F AL A 4C5)中的“C40F”说明部件是1964年制造的。

下图:安装在匹配铝合金歧管顶部的双化油器(谢尔比高性能选项中的部件)。

下图:安装在福特标准的铸铁歧管顶部的标准福特霍尼韦尔(Autolite)化油器,以及一个14英寸空气滤清器。

化油器性能的差别主要体现在侧枢轴浮子和中央枢轴浮子上。福特霍尼韦尔(Autolite)化油器(原厂配件)使用的是侧枢轴浮子,但是人们发现在汽车长距离高速转弯的时候,化油器会导致发动机缺油。霍利化油器巧妙地使用中央枢轴浮子,这样赛车在转弯的时候,浮子可以往任意方向移动,因此任何时候都能保证燃油的输送。600立方英尺/分流量的霍利化油器安装侧枢轴浮子,并以传统方式运转,但是其性能更高。因此它被当作道路版化油器出售,并且是原厂化油器的廉价替代品。中央枢轴浮子化油器是竞速选项,而且通常都配有两个燃油泵。715立方英尺/分流量的霍利化油器则显得有点复杂,因为尽管它拥有中央枢轴浮子,但是它还有真空驱动辅助器,而不是双化油泵化油器通常具备的手动驱动辅助器。考虑到燃油流量,最小流量的化油器可以被当作一台非常经济的性能部件,因为化油器的辅助器一直关闭直到速度非常快时才开启,因此通常使用中,化油器仅仅通过两个主文丘里管即可正常运转。

眼镜蛇拥有者可以在市场上找到很多各种各样的化油器和空气滤清器,而且各种各样的气门摇臂盖也能满足大多数人的要求。标准竞速气门摇臂盖只是一个带有简单装饰的部件,而那些为道路版准备的有更精心的装饰。

上图:这是一台当时的竞速发动机,韦伯歧管顶部装有韦伯化油器。气缸盖是由埃德尔布罗克(Edelbrock)公司制造的,我们能从照片中隐约看到公司的名字。

右图:韦伯48IDA化油器。

下图:在“哈利的金丝雀”上,安装在韦伯歧管顶部的韦伯化油器。

眼镜蛇289上标准进气歧管包括四个内向的韦伯化油器,当时所有国际汽联眼镜蛇赛车都使用这种标准的设备。然而,有人认为在国际汽联的许可文件中曾经记录,前向韦伯化油器是谢尔比的最初想法,但是在进气歧管生产前,这个想法就变成了内向配置。随后,谢尔比还研发了一种不同的进气歧管布局。但是当时并没有眼镜蛇赛车使用前向韦伯化油器,并且历史技术资料中也显示眼镜蛇赛车从未使用过前向化油器,而且谢尔比也从未制造过安装前向化油器的进气歧管。

上图:一台竞速发动机的气门摇臂盖。

上下两图:从上面两个气门摇臂盖照片中我们能看出,发动机可以使用一些不同的组件。

左图:“ALB 420A”(CSX2042)的拥有者是罗宾·斯坦纳,它有很长的竞速生涯,但其大部分比赛都是普通的公路赛。当时所有的量产车都装有这样的椭圆形保险杠,它不仅是一辆俱乐部赛车,而且也经常被用作一辆普通的汽车,被主人停在街道两旁。散热器开口下面的进气口是发动机机油冷却器的空气入口。

最终量产的谢尔比进气歧管都具有内向的韦伯化油器:左排化油器朝向右侧,右排化油器朝向左侧;同时右排化油器还略微朝向左前方,如同289发动机的布局。

当眼镜蛇通过许可的时候,进气歧管会发生一个微小的滑动。当时人们一直忽略了这个问题,直到最近眼镜蛇俱乐部的罗宾·斯坦纳发现。这个问题仍然没有解决,但它给迷人的眼镜蛇历史增添了另一层谜题。

右图:供水系统压力盖,上面是一个手动释放扳钮。

右右图:AC王牌和早期眼镜蛇上使用的转向机构箱。

右图:发动机安装台架。

右右图:一对标准的福特排气集管。

右图:一个289发动机部件,我们能从上面看到“289”的烙印。

安装在CSX2042上的机油冷却器是谢尔比的选项(大部分为赛车准备),但是车主都愿意自己购买机油冷却器,因此很多眼镜蛇赛车都装有不同类型的机油冷却器。在早期赛车中,机油冷却器的冷却空气是从主散热器开口分流来的,但是这样的冷却效率很低,到1964年人们选择安装一个独立的机油冷却器进气口。如果你仔细观察,你会发现很多不同样式的机油冷却器进气口,因为当时有很多的赛车改装工作室,当车主需要的时候他就可以将赛车送到那里,加装一个机油冷却器进气口。

左图:加速踏板到化油器的连杆。

左图:早期眼镜蛇260和眼镜蛇289上使用的哈里森上水箱。早期赛车上也使用这种哈里森上水箱,但是它需要移动位置,给韦伯化油器留出放置空间。

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