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2021年10月26日，雪佛兰终于发布了全新一代科尔维特C8 Z06。可谁也没有想到的是，这台仅仅在全球小部分地区售卖的美系“大碗”高性能超跑，却在发布之后引来了全球车迷的狂欢！之所以C8 Z06能达到这种空前盛世的高度，就是因为它搭载了一台目前全球范围内，马力最大的V8自然吸气发动机！它仅凭借5.5L的排量就做到了670马力的动力数据，一举超越了拥有622马力的前记录保持者--奔驰SLS AMG Black Series的6.2L V8发动机！

看到这里大家肯定会好奇，粗枝大叶的美国人究竟使用了哪些黑科技，才让这台科尔维特Z06的引擎能超越由思维缜密德国人纯手工打造的精密机器呢？更恐怖的是，这台性能怪兽依旧保持了科尔维特“平民跑车”的传统，在北美市场的起售价仅为10万美金（约合63万人民币）！话不多说，下面我们就来看看这台由美国佬推出的自然吸气V8发动机是如何封神的！

V8牧马人

想必大家都知道，美国人是非常钟情V8发动机的。因此在美国本土汽车市场，无论是轿车、跑车、SUV、MPV，还是皮卡，无数车型都推出过专供美国市场的V8发动机车型。不过，为了让美国普通消费者能够以更低廉的价格购买到V8发动机，所以相比起欧洲的“高性能”V8来说，美系V8则采用了相当特殊的设计来降低制造成本，其中共包括十字曲轴，以及OHV顶置凸轮轴。下面，咱们首先来聊聊十字曲轴！

V8发动机的曲轴设计共有两种思路，一是采用与传统四缸发动机曲轴设计几乎相同的平面曲轴，即曲轴固定活塞的曲拐以间隔180°角摆放（如上图右侧所示）。而另外一种则是十字曲轴，即曲轴曲拐以90°角摆放（如上图左侧所示）。而它们名字的由来，其实是源于它们侧面视角所呈现的轮廓，其中十字曲轴在侧面看上去就像十字架一样，每个方向都会有露出的曲拐。而平面曲轴由于曲拐都是间隔180°摆放，因此从侧面看上去会更像是一个平面，所以得名平面曲轴。

十字曲轴V8点火顺序

正是因为平面曲轴和十字曲轴不同的曲轴构造，所以也造成了两种V8发动机完全不同的震动特性。如上图所示，由于十字曲轴左右两个缸体不平均的点火方式，即左边先点1号缸，右边再先后点8号、4号缸，然后左边点3号缸，右边点6号缸，最后左边先后点5号、7号缸，右边只点2号缸，所以会导致使用十字曲轴的V8发动机产生跟三缸发动机相同的一阶震动问题（不理解一阶震动不影响后续阅读）。

好在一阶震动是很好解决的，尤其像是V8这种多缸数、密集点火的发动机，只需要像三缸发动机一样在曲轴上增加平衡块就可以完美解决十字曲轴V8发动机的一阶震动了。这时再加上十字曲轴V8与直列三缸、六缸发动机一样，在二阶震动上是完美的，因此便让十字曲轴V8成为了一种NVH十分优秀的发动机，同时还自带极具辨识度的美式V8运转声线。

相比起十字曲轴来说，使用平面曲轴的V8发动机在一阶震动上是完全平衡的。如上图所示，平面曲轴V8的左右两个缸体点火平均，曲轴每转180°，左右两个缸体都会有两个气缸被依次点燃，因此便能实现一阶震动的平衡。换个角度来看，平面曲轴V8发动机也可以看作是两台四缸发动机拼接起来的产物，而四缸发动机两个活塞同时向上，两个活塞同时向下，能自行抵消、平衡力，没有一阶震动的特性，自然也就延续到了平面曲轴V8发动机上。不过，四缸发动机二阶震动不平衡的特性，同样也会被遗传到被平面曲轴V8之上（不理解二阶震动不影响后续阅读）。

但与直列四缸发动机不同的是，平面曲轴V8发动机并没有使用平衡轴来缓解二阶震动。这主要是由两个原因所致：其一是，如上面所讲，平面曲轴V8发动机相当于是由两个直列四缸机左、右拼接而成的，由于每侧的“四缸机”都需要单独配备平衡轴才可以缓解二阶震动，因此每台平面曲轴V8就需要配备两根平衡轴才能对二阶震动起到抑制作用，这无疑会增加发动机的研发、制造成本；第二个原因是，平面曲轴V8大部分都是性能取向的发动机，如果增加两根平衡轴的话，发动机的动能又会遭到浪费。更何况性能车最不在乎的就是NVH表现，因此使用平面曲轴的V8发动机便都纷纷采取了退而求其次的办法，即通过减小二阶震动公式Amrw²λcos2a中的重量m，以及曲轴旋转半径r（发动机冲程）来缓解二阶震动对于车辆NVH的影响。

综上所述我们可以发现，十字曲轴V8只需要在曲轴上增加平衡块就可以达到绝对的平衡。而平面曲轴V8则需要通过在发动机部件的重量，以及冲程上做减法的方式，来降低二阶震动对NVH的影响。其中，减轻部件重量可以采用更昂贵的轻量化金属材料，以及更高端的加工工艺。可缩短冲程的缸体设计，就会使平面曲轴V8发动机的动力输出特性更加偏向高转速区间了。而这种高转动力蓬勃，低转扭矩拉胯的动力输出特性，显然不适用于美国人民热爱的皮卡、SUV、MPV等大载重车型。同时，平面曲轴通过使用轻量化材料减轻震动的方法，成本也要明显高于十字曲轴通过平衡块增重的方法。因此也同样不适合美国人民追求V8车型价格低廉的诉求。

讲完了美式V8为了节省成本使用的十字曲轴设计后，下面我们就该讲解美式V8为了降低成本，所使用的第二个独特设计--OHV底置凸轮轴了。如上图所示，OHV底置凸轮轴的凸轮轴位于缸体内部，凸轮轴通过挺杆、推杆和摇臂将力量传导至气门，并控制气门开合。但由于这一套气门控制组件多出的重量会带来更大的运转惯性，而高惯性的气门机构又会导致气门无法做到极高频率的开关，因此OHV底置凸轮轴结构便会限制住发动机的极限转速。

此时再叠加十字曲轴为了平衡一阶震动，使用了相当重的平衡块，增加了曲轴的转动惯量，进而降低了曲轴的极限转速，因此美系V8发动机的转速普遍都高不上去，红线转速基本都只有6000转出头。

由于马力=扭矩x转速的关系，转速的劣势最终便会演变成马力的劣势，因此为了加大发动机的动力输出，美系性能车一般都会使用能够模拟自然吸气引擎动力释放特性的机械增压器，通过提高进气量的方式来提升发动机的动力输出。其中上代科尔维特C7 Z06上的LT4发动机就采用了十字曲轴+OHV+机械增压器的配置，能爆发出最大650马力！可红线转速却仅仅只有6500转......

由此可见，美式机械增压V8发动机有着制造工艺要求低、适应车型种类多、动力输出平顺的优点，但它的缺点也是很明显的。由于经过机械增压器加压后的空气温度会升高，而高温会造成空气密度的降低，所以机械增压自吸发动机每单位空气所产生的动力，其实是不如没有增压器的高转自吸发动机的！为了赋予全新科尔维特C8 Z06能与欧洲顶级豪强一战的实力，于是通用决定采用欧洲人的造车方式来打败欧洲车，最终便诞生了这台使用平面曲轴设计+双顶置凸轮轴的全球最大马力V8自然吸气发动机--LT6！

实际上推动C8 Z06这台V8发动机进行革新的还有另外一个很重要的因素，那就是C8这代科尔维特从前7代车型的发动机前置改为了发动机中置。要知道，在发动机前置时代，为了将发动机塞进车头的同时，还得保证发动机的尺寸不会影响到驾驶员的视线和脚部空间，因此就只能使用体积天生小巧的OHV V8发动机。可当采用中置车身设计，将发动机移动到驾驶员的身后时，发动机的体积就可以放开搞了，所以最终才有机会使用这台体积更大的平面曲轴+双顶置凸轮轴V8发动机！

在上文我们讲过，使用平面曲轴的V8发动机在二阶震动方面并不完美，同时由于发动机都是性能取向的关系，所以并不会为了降低震动去装配浪费发动机动能的平衡轴，而是会退而求其次通过采用更轻的活塞、活塞连杆来减小二阶震动公式中的重量，以及通过采用短冲程设计来降低曲轴的旋转半径，来缓解二阶震动对于车辆NVH的影响。这些特性也让平面曲轴的V8发动机走向了高转速取向，而全新科尔维特C8 Z06的LT6发动机自然也是如此。

这台LT6发动机拥有着80mm的冲程，以及104.3mm的缸径，缸径冲程比达到了夸张的1.30:1，是妥妥的高转速取向发动机。要知道，采用十字曲轴的普通版科尔维特C8的缸径冲程比只有1.12。而作为高转自吸发动机代表的保时捷911 GT3的缸径冲程比也只做到了1.25。并且相比起上代Z06只有6500转的引擎红线转速来说，全新C8 Z06的红线转速更是直接增加了2100转，达到了8600rpm！

为了达到如此高的发动机转速，除了短冲程设计外，通用的发动机工程师还为LT6引擎使用了很多先进的材料技术，最大程度降低了活塞高速运动时的惯量。其中活塞部分使用了轻质的锻造铝合金材质，活塞连杆则使用了锻造钛合金这种可以兼顾重量和强度的超高端材料。

不仅如此，LT6发动机还在配气结构方面进行了大幅优化。比如在进排气凸轮轴上都采用了中空设计，以减小配气机构转动时的惯量，避免吃掉发动机过多动力。同时，进气门部分还使用了钛合金打造，大幅降低了进气门重量。

不仅如此，科尔维特C8 Z06还使用了大弹簧套小弹簧的双气门弹簧设计。在低转速情况下，凸轮会通过硬度较低的小弹簧来顶开气门，以降低运转阻力；当发动机达到高转后，凸轮轴就会通过硬度更高的大弹簧来顶起门，从而有效避免弹簧归位不及时所产生的气门浮动问题。这时再加上前面说过的钛合金进气门，于是这台LT6发动机便拥有了可以达到8600转高转速的实力！

C8.R赛车

这台5.5L V8发动机之所以可以创下670马力的世界纪录，除了高转速特性的功劳外，也绝对少不了脱胎自赛车引擎的身世！回顾一下科尔维特C8的产品上市时间线就可以发现，2019年4月份，使用中置V8十字曲轴+OHV结构布局的全新科尔维特C8正式亮相。2019年10月份，负责征战勒芒赛场的赛车版C8.R亮相，而这台赛车就使用了如今Z06上的5.5L、代号为LT6的自然吸气平面曲轴V8发动机。

所以相较于一般房车赛车发动机是基于民用引擎改装而来的常规操作，科尔维特C8 Z06的LT6完全可以说是反向操作，并且由于Z06上的LT6发动机去除了C8.R赛车上LT6为了比赛公平性安装的节流阀（限制进气量，进而限制马力），所以Z06上LT6发动机的670马力/8400转的最大动力输出，是要强于C8.R上LT6发动机的500马力/7400转的！同时也正是因为其脱胎自赛车发动机的关系，因此Z06上的LT6引擎的压缩比达到了夸张的12.5:1，远大于一般自然吸气发动机11:1左右的压缩比！需要注意的是，这台发动机并没有使用阿特金森循环上那种通过晚关进气门来变相提升几何压缩比的方式。因此这12.5:1的压缩比纯粹就是为制造更大的马力所服务的。

此外，为了能够爆发出最强的动力，这台发动机还从Indycar（印地赛车，属于方程式赛车的一种）V6赛用发动机上获取了经验。通过将高压喷油嘴安装在排气门一侧，正对着进气门的布置方式，得以让高压喷射而出的汽油与新鲜空气进行更充分的滚流混合，提升燃烧效率，并增加高转速下的马力输出。

而在排气部分，工程师也通过使用单侧4-2-1的等长排气歧管，避免了各个缸体因为排气脉冲所增加的排气阻力，让LT6能够在高转速更有效地排出废气。另外，在发动机减重部分，LT6引擎还使用了由CNC铝合金工艺打造的缸盖，帮助发动机降低了重心高度。

在发动机的润滑部分，为了防止科尔维特C8 Z06在高速过弯、G值过大时因为机油堆积在发动机一侧，导致其它区域因机油润滑不足造成发动机的过度磨损，甚至报废的问题，C8 Z06还使用了一套干式油底壳以及一共会消耗14马力的6个机油泵来迅速且充分地帮助发动机高效润滑（与湿式油底壳利用曲轴冲击机油液面所产生飞溅润滑不同的是，干式油底壳是通过多个油泵直接将机油泵送到需要润滑的部位直接进行润滑的）。其中，甚至还有一个专门负责对气门室进行润滑的机油泵，来保证配气门在高速运转时依然能得到充分的润滑。不过，由于采用了机油容量较大的干式油底壳润滑系统以及位于车头的前置机油冷设计，所以过长的管道也让这台5.5L排量的发动机需要加注多达9.6L的5W50机油才行。

作为一台没有采用涡轮和机械增压的高转自吸发动机，如何保证进气量和进气效率就成为了决定动力大小的重中之重。通过上图我们可看出，C8 Z06这台LT6发动机的顶端相比一般发动机多出来了左、右两个黑色盒子，这个东西其实是一个拥有11L空气容积的纯物理“增压系统”，学名为空气增压箱，在使用自然吸气发动机的高性能超跑上比较常见。

看到这里大家肯定会好奇，这个没有机械带动的空箱子为何能自己产生增压效果呢？要想知道答案，咱们就需要了解一下进气门在将空气吸入发动机时都会发生些什么。当发动机进气门打开时，由于活塞向下运动所产生的吸力，所以会将空气吸进发动机气缸内。而当完成吸气动作，进气门关闭后，刚刚环境中的空气由于流速所产生的“惯性”，并不会立刻回归静止状态，而是会继续撞击已经关闭的进气门，并带着压力波重新反弹回进气歧管当中。众所周知，发动机每个缸体的进气、点火都是具有一定顺序的。那当下一个气缸打开进气门准备吸气时，刚才那股反弹的气流便会对进气歧管内的空气产生一定的阻挡效果，进而影响发动机气缸内新鲜空气的填充效率，造成动力输出的降低。

平面曲轴V8点火顺序

但巧就巧在，如上图所示，平面曲轴V8发动机是按照顺序进行点火的，一侧缸体的进气门关闭后所产生的气流反弹，反倒能增加空气流入周围缸体的充气效率。如果大家不理解，可以将空气想象成一把糖豆，当进气门打开后，糖豆自然可以落进气缸内。而当进气门关闭后，这把糖豆掉落到进气门上便会向周围四散开来，辐射到周围相邻气缸的位置。

于是通用的工程师便对这一点加以利用，通过为这台V8发动机增加空气增压箱，并在增压箱左、右两部分的中间连接处设置3个节气门的方式（如上图所示），做到了将气缸反弹气流巧妙疏导到下一个即将进气的气缸位置，来增加下一个缸体的充气效率。

这样一来，这台LT6自吸发动机便可以在输出峰值扭矩的6300转，拥有110%的气缸填充效率，并在2100转时拥有106%的填充效率。要知道，一般自然吸气发动机的气缸填充效率是很难达到100%的。这也就意味着，LT6发动机实际上是一款具备增压功能的自然吸气引擎，最终也帮助它拥有了670马力的最大动力和624牛·米的最大扭矩！

在全球各个国家、车企都纷纷宣布禁售燃油车的时代，雪佛兰竟然推出了这样一台极具历史意义，且颠覆自己品牌调性的V8发动机，这个操作可能会令很多人不解。可如果你真的了解雪佛兰的品牌历史，知道它是一家用赛车手名字创立的品牌后就会发现，虽然这个品牌承担着通用集团内部售卖走量中低端车的任务，但它同样是一个汇聚了通用造车技术积累的运动品牌。

在勒芒、纳斯卡和印地赛车中，无处不在的雪佛兰厂队身影代表了通用集团对于内燃机时代速度的最后执着。而这台用重金全新打造的5.5L V8发动机也是如此，它可能并不会取得多么傲人的销量，也不会在很多国家上市，甚至还会被环保法规卡脖子，但它刷新最大马力自然吸气V8发动机的壮举，终归会让它在内燃机历史中名留青史，并让科尔维特C8 Z06这台车像科尔维特C2一样成为雪佛兰家族的珍宝！