在汽车领域,发动机的长寿命代表着对卓越工程的终极考验。虽然大多数驾驶者认为10万英里(约16万公里)已是令人尊敬的里程碑,而20万英里(约32万公里)更是难得一见,但有一种罕见的动力装置却超越了这些传统界限,能够提供远超大多数人预期的性能。
这些行驶了数百万英里的发动机不仅仅代表着机械成就,它们还体现了数十年的精湛工程技术、细致的维护,有时还有纯粹的运气。
对汽车发动机极长寿命的追求揭示了材料科学、润滑技术和设计理念方面的迷人见解。
一些制造商通过保守的工程方法无意中创造了传奇,而其他制造商则偶然发现了他们当时并不完全理解的耐用性公式。
这些高里程冠军通常具有共同的特点:坚固的结构、简单的设计(最大限度地降低了复杂性)以及宽容的公差(允许逐渐磨损而不会发生灾难性的故障)。
相反,汽车行业也生产了一些具有警示意义的发动机,这些发动机承诺创新,但最终却令人失望,这些发动机在纸面上看起来令人印象深刻,但在现实条件下却崩溃了。
这些故障同样提供了宝贵的经验教训,让我们了解性能、复杂性和可靠性之间微妙的平衡。了解这两个极端情况,有助于我们洞悉发动机的卓越之处,以及在日常驾驶的严苛环境下,哪些因素会导致发动机过早失效。
五款你从未听说过的百万英里发动机
这些极其耐用的动力装置具有坚固的内部结构和精密制造的部件,经过数十年的连续运行和极端里程积累仍能保持最佳性能,而不会发生困扰较小发动机的灾难性故障。
他们周到的工程设计包括强化曲轴设计和耐用的气门传动系统,可抵抗通常由数十万次燃烧循环、极端温度变化和超高里程服务的苛刻操作要求产生的应力集中。
从提供卓越尺寸稳定性的铸铁块结构到减少内部应力的保守功率输出,这些卓越的发动机继续像新发动机一样运行,不会发生轴承磨损或压缩损失。
车队运营商报告称,这些可靠动力装置的维修间隔为数百万英里,这是一项经常被忽视的工程成就,通过在非凡的所有权期间的持续运行和保持的燃油效率证明了其价值。
1.梅赛德斯·奔驰OM617涡轮增压柴油机(1974-1985)
梅赛德斯-奔驰 OM617 涡轮增压柴油发动机是汽车历史上最被低估的动力装置之一,但它始终如一地提供着让现代发动机羡慕的性能。
这款 3.0 升五缸柴油机主要用于 W123 和 W126 底盘,是在梅赛德斯- 奔驰将耐用性放在首位的时代设计的,因此在适当的维护下,发动机的行驶里程通常超过 500,000 英里。
OM617 在大多数应用中排量为 2.7 升,有时为 3.0 升,是一款具有大量低端扭矩的动力源,其可靠性声誉源于几个关键的设计元素。
发动机缸体采用优质铸铁铸造而成,拥有厚实的缸壁和坚固的曲轴箱,能够承受柴油燃烧固有的高压缩比。五缸结构比四缸设计具有固有的平衡优势,同时又保持了六缸设计的简洁性。
涡轮增压系统虽然以今天的标准来看略显原始,但由于其保守的增压水平和简单的废气旁通阀设计,却异常耐用。与现代复杂的可变截面涡轮增压器不同,OM617 的固定截面涡轮增压器在安全参数范围内运行,很少对发动机内部造成压力。
燃油喷射系统采用博世机械泵,不需要可能出现故障的电子元件,而是依靠可以无限期维修的纯机械精度。
OM617 真正与众不同之处在于其对维护间隔的宽容。这款发动机不仅对定期保养反应良好,还能承受较长的换油间隔,而不会发生灾难性故障,这一特性使得许多车型即使在疏于维护的情况下也能积累大量行驶里程。
燃烧室设计促进燃料充分燃烧,减少困扰许多现代柴油机的积碳问题。气缸盖采用铝制结构,配备大型气门和进气口,带来卓越的排气性能。
气门传动机构采用液压挺杆,可根据磨损自动调节,无需定期调整气门,避免疏忽可能导致损坏。这种自动补偿设计理念贯穿整个发动机,使动力装置能够随着部件磨损逐渐达到完美协调,并随着使用年限的推移而不断优化。
许多 OM617 发动机仅需例行维护就可行驶超过一百万英里,据报道,一些出租车在需要大修之前已行驶了 150 万英里。
这款发动机在发展中国家享有盛誉,为无数在极端条件下行驶的梅赛德斯-奔驰车辆提供动力,这充分证明了其卓越的耐用性。即使在今天,这些发动机在二手市场上仍然价格不菲,高里程发动机的价值往往高于其所驱动的车辆。
2.丰田22R/22RE(1981-1995)
丰田22R及其燃油喷射兄弟车型 22RE 代表了四缸发动机可靠性的巅峰,在适当的维护下,其使用寿命可以持续超过 400,000 英里。
这些 2.4 升发动机应用于丰田皮卡(后来的 Tacoma)、4Runner 和其他各种车型,因其在极端条件下可靠运行的能力而在爱好者和专业人士中享有传奇地位。
22R 的设计理念强调简单性和耐用性,而不是峰值性能,从而使发动机能够承受数十年的磨损,同时保持可接受的功率输出。
铁块结构提供了出色的强度和热稳定性,而铝制气缸盖提供了良好的散热性,而没有现代多阀设计的复杂性。
每缸双气门的配置虽然对发电来说不是最佳选择,但却能制造出大型、坚固的阀门,很少发生故障,而且易于维修。
配备化油器的 22R 采用了简单的爱信双腔化油器,虽然按照现代标准来说并不复杂,但它能够提供可靠的燃油输送,并且维护要求极低。
后期推出的22RE车型的电子燃油喷射系统虽然更加复杂,但采用了丰田久经考验的L-Jetronic系统,展现了卓越的使用寿命。两款车型均采用正时链条而非皮带,从而避免了更换正时皮带的需要,避免了皮带故障可能导致的灾难性发动机损坏。
该发动机的设计保守,所有部件均采用低应力设计。曲轴采用优质钢材锻造而成,拥有较大的轴承面,能够有效分散载荷。
连杆的设计虽然并不独特,但其安全裕度却非常充足,足以让发动机在偶尔的超速运转下依然保持运转。活塞采用铝铸造,拥有厚实的环岸,即使在极端热循环下也能有效防止开裂。
22R 最显著的特点之一是即使在极高的里程数下也能保持良好的压缩比。缸径和活塞环的设计使其磨损缓慢且均匀,使发动机即使在超过 30 万英里的行驶里程后也能保持良好的压缩比。
这种逐渐磨损的模式,加上发动机的宽容度,意味着高里程的 22R 发动机通常仍能提供足够的动力和燃油经济性。
专业机械师经常将 22R/22RE 作为四缸可靠性的基准,许多实例在商业应用中使用了数十年而没有发生重大故障。
该发动机以其耐用性而闻名,成为探险车辆的首选,因为可靠性对于探险车辆来说至关重要,而且维修设施可能远在千里之外。
3.康明斯12气门5.9L(1989-1998)
康明斯 12 气门 5.9L 柴油发动机,用于1989 年至 1998 年的道奇公羊皮卡,代表了轻型应用中柴油发动机耐用性的黄金标准。
这款直列六缸发动机在柴油机爱好者中享有传奇地位,无数发动机的行驶里程超过 500,000 英里,许多记录在案的行驶里程超过一百万英里。
该发动机的超长使用寿命源于其工业传统,康明斯在将 5.9L 发动机设计用于中型商用应用之前,先将其改装用于皮卡车。
这一工业基础为发动机提供了远远超出典型汽车要求的构造标准,从而使动力装置能够承受数十年的艰苦使用并保持可靠性。
发动机缸体由高强度铁铸造而成,具有超厚的气缸壁和坚固的曲轴箱设计,可以承受柴油燃烧产生的巨大力量。
湿式气缸设计允许在不更换缸体的情况下完成发动机改造,这有助于延长发动机的使用寿命。
主轴承盖各用四个螺栓固定,具有出色的强度,可防止轴承盖游动(小型发动机的常见故障模式)。
这些柴油机以其耐用性而闻名,这是有原因的。第一台发动机在需要进行大修之前行驶了40万英里,而许多发动机仅需进行常规维护,行驶里程就超过了该里程的两倍。
该发动机在商业应用中享有盛誉,为无数极端条件下的工作卡车提供动力,证明了其卓越的耐用性。
4.本田D15/D16系列(1984-2005)
本田D15 和 D16 系列发动机适用于 Civic、Del Sol和 CRX 车型,代表了紧凑型发动机可靠性的巅峰,在适当的维护下,其使用寿命可以持续超过 300,000 英里。
这些 1.5L 和 1.6L 四缸发动机因其可靠的运行能力和出色的燃油经济性而在经济型汽车爱好者中享有盛誉。
D系列发动机的设计理念强调通过简单性实现效率和耐用性,从而使动力装置能够承受数十年的日常驾驶,同时保持可接受的性能。
铝块结构提供了出色的重量减轻效果,同时保持了发动机适度功率输出所需的足够强度。
铝制气缸盖采用简单的每缸双气门设计,具有良好的热特性,而没有现代多气门布置的复杂性。
SOHC(单顶置凸轮轴)设计虽然不是峰值功率产生的最佳方案,但却能形成坚固的气门机构,很少发生故障,而且易于维修。
正时皮带系统虽然需要定期更换,但操作简单,易于维护,故障通常不会造成干扰,这意味着皮带故障不会导致气门损坏。液压挺杆可自动补偿磨损,无需定期调整气门。
专业机械师经常引用 D 系列发动机作为本田在 20 世纪 80 年代和 90 年代卓越工程技术的典范,当时本田公司优先考虑可靠性和效率而不是峰值性能。
该发动机以其耐用性而闻名,成为预算型发动机和注重经济性应用的首选,因为在这些应用中,长期可靠性比最大功率更重要。
5.沃尔沃B230F红色款(1982-1993)
沃尔沃B230F因其独特的红色涂装而被亲切地称为“红块”,它代表了瑞典工程技术的巅峰,在妥善保养的情况下,其使用寿命通常超过40万英里。对于某些汽车来说,百万英里这个惊人的纪录似乎微不足道,但有一款汽车却创造了几乎无人能及的纪录:沃尔沃P1800S。
这款 2.3 升四缸发动机适用于 240、740 和 940 系列车辆,因其卓越的耐用性和可维护性而在沃尔沃爱好者中享有传奇地位。
B230F 的设计理念强调坚固的结构和保守的工程,从而使发动机能够承受数十年的斯堪的纳维亚天气条件,同时保持可靠的性能。
铸铁缸体结构具有出色的强度和热稳定性,而铝制气缸盖则具有良好的散热性并减轻了重量。
超方缸径和冲程配置在保持合理活塞速度的同时,提升了良好的进气特性。燃油喷射系统采用博世LH-Jetronic技术,实现了卓越的燃油输送,且维护需求极低。
电子控制装置虽然按照现代标准来说并不复杂,但却非常可靠,可以正常运行数十年而不会出现故障。
空气质量计系统虽然比基于节气门位置的系统更复杂,但它可以在各种运行条件下提供准确的燃油输送。
专业机械师经常引用B230F作为保守工程设计如何产生卓越性能的典范。这款发动机以其耐用性而闻名,成为高里程应用的首选,因为在这些应用中,长期可靠性比峰值性能更为重要。
许多车辆仅需例行维护就行驶了超过 500,000 英里,有记录的车辆行驶里程甚至超过了 100 万英里。
5 默默无闻地死去
这些有问题的动力装置经常发生灾难性故障,导致发动机在正常使用寿命内过早损坏并需要昂贵的更换,从而产生昂贵的拥有噩梦,让驾驶员感到沮丧并产生巨额的维修费用。
他们的工程设计存在缺陷,包括轴承设计不充分,容易过早失效,造成持续的可靠性灾难,从而损坏发动机并产生完整的动力系统更换成本。
从拉伸和灾难性故障的正时链条系统到导致发动机完全卡住的油泵故障,这些不可靠的发动机会产生大量的保修索赔和昂贵的紧急更换要求。
车主经常报告这些短寿命机器的发动机完全故障和全部报废的情况,这反映了设计捷径和测试不足,即优先考虑降低制造成本而不是长期耐用性和发动机寿命。
1.凯迪拉克8-6-4 V8(1981年)
凯迪拉克 8-6-4 V8 发动机是汽车史上最雄心勃勃的工程失败之一,它承诺革命性地提高燃油经济性,但其可靠性问题仅持续了几个月,而豪华车通常只能维持几十年。
这款 6.0 升 V8 发动机是 1981 年凯迪拉克的专属,采用了突破性的气缸停用技术,这项技术领先于时代几十年,但不幸的是,其执行力也同样落后于可靠运行所需的几十年。
通用汽车的工程师们构思了 8-6-4 系统,以解决日益严格的燃油经济性法规问题,同时保持凯迪拉克客户所期望的 V8 性能。
这个概念非常出色:在轻负载条件下,发动机将通过关闭进气门和排气门来关闭两个或四个气缸,从而根据需要有效地将 V8 转换为 V6 或 V4。
这项可变排量技术承诺在需要时提供V8发动机的动力,并在巡航时提供四缸发动机的经济性。然而,该系统的复杂性远远超出了1981年的技术水平。
气缸停用机制依靠电磁控制的液压执行器,该执行器会使摇臂塌陷,从而阻止停用气缸中的阀门操作。
该系统需要精确的液压控制、复杂的电子管理,以及与发动机燃油和点火系统的完美集成,而这些正是20世纪80年代早期技术所欠缺的。8-6-4发动机的失败对通用汽车的声誉和可变排量技术的发展产生了深远的影响。
这场惨败使得制造商在实施类似系统时格外谨慎,导致停缸技术的广泛应用被推迟了二十多年。现代可变排量发动机虽然取得了成功,但仍然面临着消费者的质疑,他们还记得8-6-4发动机的惨败。
2. 奥兹莫比尔 5.7L 柴油 V8 发动机(1978-1985 年)
奥兹莫比尔 5.7L 柴油 V8 发动机是美国汽车史上最臭名昭著的工程灾难之一,它承诺提供欧式燃油经济性和美式 V8 的平稳性,但却带来了灾难性的可靠性问题,导致消费者几十年来对柴油乘用车的信心遭到破坏。
这款 350 立方英寸的柴油发动机在 1978 年至 1985 年间应用于各种通用汽车上,是在燃料危机时期仓促开发的,代表了通用汽车迅速进入柴油乘用车市场的尝试。
该发动机的根本问题源于通用汽车决定将其现有的 5.7L 汽油 V8 架构转换为柴油发动机,而不是设计专用柴油发动机。
这种削减成本的方法所制造的发电装置从根本上来说并不适合柴油燃烧的需求,并且在运行的最初几千英里内就出现了灾难性的后果。
该发动机缸体最初设计用于汽油发动机的较低燃烧压力,但缺乏柴油发动机所需的结构完整性。薄薄的气缸壁和不充分的主轴承支撑,使其结构无法承受柴油燃烧产生的巨大力量。
适用于汽油发动机的气缸盖垫片设计在柴油机运行的较高压力和温度下反复失效,导致冷却剂污染和过热。
事实证明,燃油喷射系统的问题比机械部件更严重。通用汽车与思达耐公司签订了合同,开发适用于汽车的旋转喷射泵,但最终的系统却存在可靠性问题。
喷射泵对燃油质量和污染非常敏感,经常发生灾难性的故障。当泵发生故障时,金属颗粒会在整个燃油系统中循环,污染喷油器,最终导致整个系统需要更换。
由于发动机故障率极高,通用汽车专门针对柴油 V8 发动机将保修期延长至 5 年/50,000 英里,这是一项前所未有的举措,承认了发动机的根本问题。
尽管延长了保修期,但许多车主仍然面临着在保修期内多次更换发动机的问题,这造成了客户关系的噩梦,损害了通用汽车数十年的声誉。
3.捷豹5.3L V12(1971-1997)
捷豹5.3L V12发动机代表了工程野心与实际可靠性之间的悲剧性矛盾,在正常运行时可提供出色的性能和精致度,但需要如此密集的维护和昂贵的维修,以至于它成为汽车不可靠的代名词。
这款 5.3 升铝制 V12 发动机适用于 E-Type、XJS 和 XJ12 车型,体现了捷豹对性能和豪华的承诺,同时也表明了该公司无力实现长期可靠性。
说捷豹V12发动机最差或许并不公平。这款发动机本身相对强劲,但长期运转却可能导致昂贵的维修费用和过度的压力。
该发动机的基本设计非常合理,采用铝制缸体和缸盖,具有出色的重量分布和热特性。
SOHC 设计虽然不是峰值功率生产的最佳选择,但却创造了一种平稳、精致的动力装置,可提供线性功率输出和卓越的精致度。
V12 的问题并非源于根本的设计缺陷,而源于零部件质量问题和需要精确维护的复杂系统。
燃油喷射系统采用卢卡斯机械喷射技术,对燃油质量和污染极其敏感。喷射泵的制造公差非常严格,如果燃油质量不佳或维护间隔过长,就会发生故障,导致浓油或稀油运行,从而可能损坏发动机。
冷却系统是该发动机最关键的弱点。铝制结构虽然减轻了重量,但当冷却系统中存在混合金属时,会产生电化学腐蚀问题。
该冷却系统非常复杂,具有多个恒温器和复杂的布线系统,容易出现气穴和冷却不均匀,从而导致局部过热和气缸盖垫片故障。
该车的电气系统主要由卢卡斯公司制造,可靠性极差。其复杂的点火系统采用双分电器和多个线圈,易受潮湿和部件老化的影响。
线束通常布线不当且保护不足,会随着时间的推移而老化,导致难以诊断和修复的间歇性故障。
V12 的遗产是复杂的:它代表了捷豹的巅峰工程能力,同时也表明了该公司无力创造实用、可靠的动力装置。
发动机故障加剧了捷豹不可靠的声誉,即使该公司解决了许多根本问题,这种声誉仍然持续了几十年。
4.克莱斯勒2.7L V6(1998-2010)
克莱斯勒 2.7L V6 发动机应用于道奇Intrepid、克莱斯勒 Concorde 和其他各种车型,它代表了如何通过削减成本和糟糕的工程决策来制造出可预见的灾难性故障的发动机,而且这种故障通常在行驶 100,000 英里之前就会发生。
这款铝制 V6 发动机旨在为中型应用提供平稳运行和足够的动力,但却因油泥形成和正时链条故障而臭名昭著,这些故障会在没有任何警告的情况下损坏发动机。
该发动机的主要问题源于其润滑系统设计不当。油道的设计初衷是为了降低材料成本,但实际尺寸过小,无法为关键部件(尤其是正时链条张紧器和上部气门传动机构部件)提供充足的润滑。
这种边缘润滑系统,加上克莱斯勒推行的延长换油间隔,为油泥的形成创造了完美的条件。
正时链条系统被证明是该发动机的致命弱点。负责驱动凸轮轴的主正时链条由液压张紧器张紧,需要足够的油压才能正常工作。
当狭窄的油道中形成油泥时,张紧轮就会失去压力,导致正时链条跳齿甚至完全断裂。这种故障通常后果不堪设想,会导致气门弯曲,甚至需要更换整台发动机。
该发动机的铝制结构虽然减轻了重量,但也带来了热膨胀问题,导致油路系统出现问题。铝制缸体和缸盖的膨胀速度与铁制缸套不同,这导致了密封问题,导致机油泄漏到冷却系统中。
机油污染会使冷却液变稠,降低其传热能力,从而导致过热问题。冷却系统的设计也加剧了发动机的问题。
水泵由正时链条驱动,位于发动机内部,需要进行大规模拆卸才能更换。水泵发生故障时,冷却液会污染油路系统,造成一系列故障,常常导致整个发动机损坏。由于节温器位于发动机深处,这一关键部件的维修非常困难。
旨在减少排放的曲轴箱通风系统实际上加剧了油泥的形成。PCV系统会从曲轴箱中抽出油蒸气,但分离不充分会导致机油在进气歧管中积聚,并在那里加热形成沉积物。这些沉积物随后会被吸入发动机,导致整个油路系统中形成油泥。
2.7升发动机的缺陷多年来损害了克莱斯勒发动机可靠性的声誉。高故障率、昂贵的维修费用以及糟糕的车主体验,让消费者对克莱斯勒产品心存疑虑。
发动机问题导致销量下降,并损害了公司与之前忠诚于该品牌的客户的关系。
5.宝马N47 2.0L柴油机(2007-2011)
BMW N47 2.0L 柴油发动机应用于包括 1 系、3 系和 X1 在内的各种BMW车型,它完美地体现了当基本设计决策存在缺陷时,先进的工程技术如何导致惊人的失败。
这款铝制四缸柴油机旨在提供出色的燃油经济性和性能,但却因正时链条故障而臭名昭著,这种故障会在没有警告的情况下损坏发动机,通常在行驶里程达到 60,000 英里之前就会发生。
然而,有些发动机的噪音比其他发动机更大,宝马N47系列发动机尤其如此。这些发动机噪音如此之大,并被列入最差发动机名单的原因之一是正时链条严重磨损,而且几乎不可避免地会出现故障。
发动机的根本问题源于宝马将正时链条置于发动机后部,而后部难以接近且润滑不足。
正时链条系统原本设计为免维护,但实际上需要仔细监控,最终需要更换,而宝马却未能告知车主这一点。链条张紧器由油压驱动,随着发动机老化,它会逐渐失效,导致链条拉伸,最终导致跳齿。这种故障通常会导致灾难性的后果,导致气门弯曲,最终需要更换整个发动机。
发动机的铝制结构虽然具有出色的性能特性,但也产生了热膨胀问题,从而导致了正时链条问题。
在预热过程中,铝缸体的膨胀会比正时链条更大,从而给链条和张紧系统带来额外的压力。这种热循环在发动机的使用寿命内反复数千次,会逐渐削弱正时链条系统。
燃油喷射系统虽然先进,但也存在可靠性问题。由凸轮轴驱动的高压燃油泵容易发生故障,而且更换成本高昂。
一旦泵发生故障,金属颗粒就会污染整个燃油系统,需要更换喷油器、燃油管路和滤清器。共轨系统在极高的压力下运行,对燃油质量和污染非常敏感。
N47发动机的遗留问题警示我们,缺乏充分的长期测试,先进的工程设计将面临风险。虽然该发动机在正常运行时提供了卓越的性能和燃油经济性,但其根本性的设计缺陷导致了可靠性问题,使其技术成就黯然失色。该发动机的故障引发了人们对宝马柴油技术的质疑,并影响了该公司后续的发动机开发项目。
全部评论 (0)