復興之基石：解析通用北極星系列發動機

內憂外患，承擔突圍使命

如果不是經濟危機和日益嚴重的環境問題，我相信“大排放”應該還是美國汽車產品的關鍵詞。而“V8”一定是美國大排量發動機出現頻率最高的人物。美國人對V8發動機的青睞造就了一批具有代表性的大排量發動機產品，通用的“北極星”系列發動機就是其中之一。

●《內憂外患》，承擔突圍使命。

北極星發動機是通用90度角發動機中技術最先進的代表，其地位不亞于通用自主LS系列發動機。說起北極星發動機的起源，要從上世紀（查成交價|參配|優惠政策）七八十年代說起。

雖然V8-6-4發動機在概念和技術上比較先進，但由于當時技術水平的限制，在穩定性和可靠性方面存在明顯的問題。

20世紀（查成交價|參配|優惠政策）80年代初，凱迪拉克引進了當時技術比較先進的幾款發動機，1981年引進的可變排量技術的V8-6-4發動機，1982年引進的4.1L V8發動機HT4100發動機。最后，當時有限的技術水平導致了產品可靠性和穩定性的問題，導致了品牌聲譽的損失。凱迪拉克需要一種先進的發動機來重振品牌勢頭。

『北極星系統』北極星系統包括動力、自適應懸架、轉向系統、制動和牽引力控制系統，北極星發動機是其核心』

上世紀80年代末，德國高端品牌和新興的日本高端品牌開始共享豪華車市場。通用汽車需要拿出更有競爭力的產品來與寶馬、奔馳、雷克薩斯和英國菲尼迪競爭，所以他們提出了Allante、改裝Eldorado和Seville STS的發展計劃。以及集動力、轉向、懸架、制動、牽引力控制等為一體的“北極星系統”北極星系統的概念。，就介紹了一下，其中最重要的核心就是北極星V8發動機。

與此同時，通用的競爭對手福特其實也在研發類似的發動機，并且“搶先別人一步”。1991年，模塊化發動機的第一款產品——16氣門單頂置凸輪軸的4.6L V8發動機被安裝在林肯第二代Town車上，可輸出190馬力/142千瓦，366牛米。

「北極星引擎」

“首款搭載北極星發動機的車型——凱迪拉克阿拉恩特”

然而，一般的北極星并沒有讓福特的風光（查成交價|參配|優惠政策）持續多久。第一臺北極星發動機于1992年年中與凱迪拉克Allante一起正式亮相。同時，Allane還配備了前述的北極星系統，包括自適應懸架、牽引力控制系統和防抱死制動系統。

“雙頂置凸輪軸和全鋁缸體的特點讓北極星發動機一下子大幅度領先福特。”

這款北極星發動機代號為L37，用于前橫向前驅動平臺。它是美國第一臺采用雙頂置凸輪軸的全鋁V8發動機。它使用鋁合金氣缸體和鑄鋁活塞，每個氣缸有四個氣門和正時鏈條。這臺發動機的曲軸箱和氣缸體設計是一個主要特點。它直接將常規發動機的主軸承蓋集成到缸體底部，大大簡化了發動機的結構，提高了整體強度，降低了發動機高度和重心。

“傳統發動機主軸承蓋的位置”

“北極星發動機主軸承蓋的位置”

L37的缸徑和活塞行程分別為93毫米和84毫米。短行程的設置體現了其線性輸出和大功率發動機定位，趨向于大功率輸出。起初這款發動機的設計功率為290馬力，但在Allante上，這款L37的峰值功率為295馬力/5600轉/分，4400轉/分的峰值扭矩為393牛米，直接甩在了當時的雙氣門福特4.6L V8發動機后面將啟動。當這個系統介入時，發動機會關閉一排氣缸，整個發動機完全依靠“風冷”驅動，依靠鋁合金缸體和潤滑系統的散熱優勢，將發動機保持在安全溫度。據報道，這種系統可以在沒有冷卻液的情況下保持發動機安全運行100英里。

更有意思的是，在凱迪拉克的Seville、Deville和Eldorado中，實際使用的是水冷發電機，冷卻效率是有保障的，但這使得產生和散發熱量的管道更加復雜，增加了冷卻液泄漏的風險。2021年以后，水冷發電機被普通的風冷發電機取代。

“電子節氣門在左側，發動機管理控制模塊在右側”

2021年，這一年是北極星發動機的重要時間節點，北極星在這一年完成了一次技術進化。今年，所有北極星4.6L V8發動機開始使用電子節氣門。同年，新一代E67發動機管理模塊也開始安裝在北極星發動機上。到2021年，所有北極星發動機都將其發動機管理模塊升級到E67。

也是在今年，為了提高車輛的排放和可靠性，通用將北極星的燃油系統升級為“無回流”燃油系統，也就是現在廣泛使用的無回流燃油系統，它沒有從發動機到油箱的燃油管道，從而避免了燃油在系統中反復回流。同時，已經用于立式北極星V8發動機的博世EV14噴油器也應用于L37和LD8臥式北極星發動機。

北極星發動機的出現真的讓凱迪拉克再次贏得大家的掌聲。除了前面提到的技術特點，后續的北極星發動機相繼應用了VVT可變正時氣門技術、獨立點火線圈等當時領先或主流的發動機技術，得到了消費者和業界的認可。從1995年到1997年，北極星V8發動機連續三年入選“沃德十佳發動機”，實力可見一斑。

北極星V8發動機的進化和繁衍

●北極星V8發動機的進化和再現——最常規的L37、LD8和縱向LH2

在很多介紹中，我們都會看到“北極星，凱迪拉克最先進的發動機”的描述。似乎很少有人說北極星是通用汽車最先進的發動機。確實，北極星發動機已經是凱迪拉克相當長一段時間的專屬發動機，所以大多數人提到北極星只會想到凱迪拉克。截至目前，20余款匹配北極星發動機的車型中，只有三四款來自通用其他品牌，凱迪拉克車型占比接近86%。

截至2010年停產，北極星V8發動機共有L37、LD8、LH2、L47、增壓LC3五種不同型號。其中應用最廣泛的是L37、LD8和LH2發動機，下面將分別列出L47和增壓發動機LC3。

北極星的L37“原始佛”

L37發動機是北極星系列發動機的原廠型號，也就是上面提到的發動機。發動機的動力輸出趨向于高響應和高動力輸出。在1996-2021年的凱迪拉克Deville和塞維利亞車型中，L37的動力輸出達到了300馬力/400牛米。從2000年開始，L37發動機將壓縮比從10.3:1降低到10:1，以實現更好的機油適應性。

“LD8發動機”

1994年推出的LD8發動機和L37有著完全的兄弟關系，技術和結構相同，壓縮比也和后來的L37一樣為10:1...只是兩款發動機的調校風格不同。相比高響應、高功率輸出取向的L37，工程師重新設計了凸輪輪廓，使LD8具有更好的低扭矩性能，大部分LD8的功率數據為275馬力1998年后，凱迪拉克為LD8發動機升級了全新的液壓懸置系統，使車輛更加穩定舒適。

LH2更先進的垂直北極星

LH2發動機于2021年推出。它是一款用于垂直后驅和全輪驅動平臺的北極星發動機，用于凱迪拉克SRX（查成交價|參配|優惠政策）、STS和XLR。LH2標志著北極星發動機的新時代，不僅因為它是北極星的第一臺立式發動機，還因為在LH2上，全新的發動機管理模塊、電子節氣門、VVT可變正時閥技術、活塞裙聚合物涂層等帶來了更先進的北極星。但臥式L37/LD8自始至終都沒有配備VVT技術。

“奧茲莫比爾極光車型上使用的L47發動機”

L47發動機是北極星4.6V8發動機通過縮缸和部分優化設計衍生出來的產品，搭載在奧茲莫比爾極光車型上。原發動機功率為250馬力/353牛米。這款L47是唯一一款從未搭載在凱迪拉克量產車型上的北極星發動機。也許是因為它的起源，或者是因為它與凱迪拉克車型沒有聯系，所以很多地方在提到北極星發動機的時候都沒有提到這款L47。

“2000年的凱迪拉克北極星LMP”

然后，我們又回到了凱迪拉克。北極星的成功讓自信的凱迪拉克開始考慮50年后是否重返勒芒24小時耐力賽。大多數人似乎都有趁熱打鐵的想法，于是凱迪拉克北極星LMP誕生了。

2000年，項目啟動，通用汽車基于Riley & Scott MKIIIs底盤啟動了凱迪拉克北極星LMP車的研發。動力方面，通用最早是從一輛印度賽車上使用的650 4.0L發動機起步，這款發動機就是L47。

“2021年，發動機再次升級，換上了全新的北星LMP02底盤，進步顯著。”

凱迪拉克對這臺發動機進行了有針對性的改造，安裝了兩臺IHI渦輪機。從第一款LMP00車型到2021年的新款LMP01，凱迪拉克的成績一直在一步步進步。2021年，在新底盤的LMP02車型上，這臺發動機被GARRETT的渦輪增壓器取代，并與X-trac變速箱匹配。在勒芒LMP 900團體賽和美國勒芒系列賽中有許多出色的表現。不幸的是，通用汽車在2021年底宣布取消凱迪拉克項目，北極星發動機與這種世界競爭的命運就此終結。

超級電荷C3是最強的北極星

增壓4.4升北極星發動機是北極星量產中最強最先進的型號。

在北極星發動機陣營的量產版中，性能最強的LC3發動機是06 STS-V和06 XLR-V車型的心臟。這臺發動機可以說是LH2發動機的同門，用于車輛平臺的垂直定位。工程師將原北極星V8的缸徑從93毫米縮小到91毫米，發動機排量縮小到4.4升，壓縮比縮小到9: 1。

“LC3安裝在STS-V和XLR-V上”

『伊頓M122增壓器，右側是增壓器轉子組』

“活塞噴霧冷卻技術在當時也是LC3獨有的。”

『LC3優化缸體設計，采用三層氣缸墊』

這款發動機不是LH2簡單升級和縮缸的產物。為了提高強度，工程師改造了孔少的缸體，采用了新的三層氣缸墊，提高了密封效果。除了進排氣連續可變正時氣門技術和單缸獨立點火線圈外，當時的先進發動機還采用了活塞噴霧冷卻技術。

北極星血統并不只有“V8”

●北極星血統不僅僅是“V8”——XV12和六缸LX5的概念版。

一直以來，在很多人的印象中，“北極星”都是V8發動機。其實在北極星家族中，有兩個不是V8但不得不提的親戚。

XV12漂亮的大排量，滿足不了排放和經濟的規定。

" 2021年，XV12發動機與概念車Cien一起亮相. "

2021年亮相的Cien概念車不僅外形驚艷，還搭載了北極星XVI 12概念車發動機。這款7.5L概念發動機是最大排量的北極之星，也是唯一的12缸北極之星發動機。在這款概念發動機上，展示了當時很多先進的概念，如缸內直噴、全鋁發動機、碳纖維復合材料進氣歧管、可變排量技術等。其中，可變排量技術可以根據發動機的負荷情況關閉相應數量的氣缸，使發動機在更經濟的狀態下運行，氣缸的開啟和關閉可以無縫切換。

這臺XV12發動機的最大功率為750馬力，扭矩輸出為610牛米。它最初受到外界的青睞，認為它可能會出現在一般的凱雷德車型上，但這款12缸發動機未能量產。如果當時這臺發動機已經著陸，我們今天的主題將是12缸北極星的故事。XV12所展示的可變排量技術后來在其他系列的通用發動機上開花，凱雷德Hybrid的V8發動機就采用了這一技術，但與北星無關。

LX5 V6是奧茲莫比爾的遠房親戚

這臺2021年發布的LX5 V6發動機屬于奧茲莫比爾。乍一看好像和北極星沒什么關系，但只要稍微看一下它的信息，就知道這款發動機是在我們前面提到的L47 V8發動機的基礎上開發設計的。我不需要重復L47的起源。因此，工程師們稱這款發動機為ShortNorth，粉絲們也為它起了個外號“游擊手”。

“LX5搭載在奧茲莫比爾第二代極光車型上”

但是嚴格來說，雖然有著相同的90度氣缸角度，但是LX5并不是簡單的從L47結構上拆下兩個氣缸就做出來的。這是一款全新設計的發動機，氣缸直徑和沖程分別為89.5毫米和92毫米，排量為3.5L，雙頂置凸輪軸，每個氣缸四個氣門，正時鏈條。其峰值功率為215馬力/5600轉/分，峰值扭矩為312牛米/4400轉/分。這是通用汽車首款不采用分時點火系統的發動機。該發動機在2021年和2000年連續兩年獲得沃德十佳發動機稱號。但由于這款發動機的制造成本較高，且僅與奧茲莫比爾車型匹配，最終隨著奧茲莫比爾品牌的隕落而消亡。

總結:

2010年7月，北極星系列發動機停產。對于很多人來說，大排量發動機陣營中又少了一顆明星。面對日益嚴格的排放和油耗法規，這臺曾經承載著凱迪拉克品牌競爭力、助力凱迪拉克復興的先進發動機，逐漸顯得有些力不從心。

作為美國發動機的典型代表，北極星從一開始就一直帶來的線性、澎湃的動力感受，是那些高增壓的中小排量發動機永遠無法替代的。在世界向高效中小型發動機和新能源動力邁進的過程中，北極星留在了路上，站在了人們看著、記著的地標。

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