活跃气氛 科普 竞猜得分 揭晓答案了

mianhuatang

最近论坛上有点冷，来活跃一下气氛。很简单，看图说话，一共出3道题，每道题有基本问题和进阶问题组成，回答正确的基本问题+10分，进阶问题+25分，只有第一个回答正确的同学才能得分。如果有问题没有人回答正确，会酌情给回答出一些的加分。请不要作弊去问google，说实话，这些题目的答案是google不出来的。


背景介绍。这台引擎估计大家看上去比较陌生，但是看到背景里的车，就知道这是鼎鼎大名的Lamborghini Murciélago的引擎。作为一台超级引擎，和普通的内燃机原理上没有什么不同，但是上面的工程知识是非常丰富的，而且有些技术在普通引擎上看不见。今天就来了解一下。

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1．
1. 基本问题：这台V12引擎的近气部分在那里？为什么要这么设计

   进阶问题：这台引擎是V12结构的，作为超级跑车，从60年代开始基本上都是用ITB，individual throttle bodies，就是每个气缸一个蝴蝶阀，这台引擎为什么只有4个而不是12个节气门呢？


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2．
2. 基本问题：这台引擎的催化器在哪里？消音器在哪里？

  进阶问题：排气岐管（就是exhaust header）为什么要设计成有很多弯曲的样子？和普通的长管排气岐管（long header）有什么不同。

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3．
3. 基本问题：图中红框部分和绿框部分是什么？

   进阶问题：作为一台中置引擎，后驱跑车，和普通的MR车在drive train布置上有什么不同。Lamborghini为什么要这样设计。（本题35分）

通过上面的题目大家可以了解到，其实设计一台车，是一个真正的系统工程，而且即使是一台超级跑车，也有很多不能做到完美的地方，必须根据各种因素来选择折衷方案。

方正

懒得打字，少得好多分！

所有

唉，终于结束围观了。好紧张呀好紧张

mianhuatang

分数都已经相应的评好了，超出部分已经转帐。。。

mianhuatang

OK，就来揭开一下答案。其实说实话，每道基本题都是送分的。。。只有进阶题才需要一些技术含量。。。

首先说明，没有什么标准答案一说，就是我自己的理解。

1．        基本问题：这台V12引擎的近气部分在那里？为什么要这么设计

回答：这台引擎的近期部分在顶端。也就是4个蝴蝶阀的地方。这台引擎特别的地方就是他的真空reservoir比较小，这样的话对瞬时和transit油门地反映比较快，换句话说就是对油门非常敏感。

老马回答得非常正确，中置引擎没有办法直接从前方获得空气，所以就必须把4个蝴蝶阀设计在侧面方便安排进气。但是4个蝴蝶阀张开量是完全相同的，不存在转速不同时候开度不同的问题（下面会详细解释）。不过这替老马回答基本正确，+10分。猪宝宝同学作为女生能回答出来，照样+10分。方正同学这题补充的正确，+5分。毛毛同学回答的也很对，可惜晚了一点点。+5鼓励。

进阶问题：这台引擎是V12结构的，作为超级跑车，从60年代开始基本上都是用ITB，individual throttle bodies，就是每个气缸一个蝴蝶阀，这台引擎为什么只有4个而不是12个节气门呢？

进阶问题基本没人答对。

正确答案是这样的。独立节气门（individual throttle bodies，下面写为ITB）是非常好的，为什么呢，因为ITB是可以保证每个汽缸得到的气体完全一致，消除了vacuum manifold。引擎的动力可以最大化，而且油门反应极度迅速。

唯一的缺点是重量比较大，而且制造复杂，调教复杂，最重要的是，这台引擎是安放在Murcielago中，只有不到3尺的引擎净空，而ITB需要更多的净空，所以很难按放得下。而且这台引擎的重心本来就已经很高了（可以看第3题的进阶答案），所以就更不可能把又大又重的ITB装在这台引擎的顶部了。

这台引擎是用4个蝴蝶阀的原因就是，尽量保证每个气缸得到的气体尽量相同。基本可以认为每个蝴蝶阀负责3个气缸。这样虽然不能做到每个气缸得到的气体完全相同，但是也好过1个蝴蝶阀负责每个bank的6个气缸。。。

缺少ITB其实是这台引擎上很大的一个缺点。。。

2．        基本问题：这台引擎的催化器在哪里？消音器在哪里？

这台引擎的催化器和第一级消音器合而为一了，就是在猪宝宝图片中指出得的。本题猪宝宝+10。后面的同学也回答得很好。。。只可惜晚了一点点。。。

进阶问题：排气岐管（就是exhaust header）为什么要设计成有很多弯曲的样子？和普通的长管排气岐管（long header）有什么不同。

本题老马和毛毛第一部分回答得非常好。每个气缸的排气管道长度一直可以保持最小的back pressure，而且在这台车上使用了12-->4-->2的设计，也就是说，一共12个气缸，3个气缸的排气管并成1个，然后每两个集束并成一个，然后再依次合并。这样的设计能保证声音好听，而且动力流失的最小。本题老马和毛毛+15分。

第二部分说的是比较这种排气岐管和long header的不同。这部分没有人回答正确。和long header做比较的话，long header能尽量减小管道的弯曲，让排气能更加顺畅。可惜的是，long header需要很多空间来安放，一般只能是用在前置后驱的车辆上。这种long header design一般主要用在ALMS的车子上。

这台引擎上的header设计一般称为shorty，也就是短管排气岐管。因为中置后驱的车辆从引擎到车尾空间已经十分局促，不可能由extra空间来安排long header，所以只能使用shorty，尽量保证每个排气管长度一致，但是必须牺牲一些back pressure，因为这种shorty的设计会包括很多转弯半径很小的管道。

这也是这台引擎上的一个很大的折衷。

3．        基本问题：图中红框部分和绿框部分是什么？

老马和毛毛回答完全正确，+10

进阶问题：作为一台中置引擎，后驱跑车，和普通的MR车在drive train布置上有什么不同。Lamborghini为什么要这 样设计。

这题老马和毛毛回答得已经非常接近正确答案了，每人+20。

需要补充的是，这台引擎的设计和普通的中置后驱的引擎是非常不一样的。普通得MR一般是引擎在前，变速箱和差速器的合体（一般称为transaxle）在后面。但是这台引擎的变速箱和前差速器的合体在引擎的前面，后差速器在引擎的后面。这样的设计可以保证前后轴的重量分配接近均衡。从一个系统的角度来看，这台引擎放置在Murcielago里面是非常成功的。

但是这台引擎但从引擎的角度来说，这样的设计是比较不合理的。为什么呢？2各原因，引擎前后的变速器，前差速器和后差速器分别分成了2个部分，这样的设计大大增加了重量。我没有精确的数据来证明这点，但是从经验的角度来说，比使用单个transaxle最少多了50磅重量。第2，为了连接后差速器，变速器必须有1个单独的传动轴把动力从前面的变速器传送到后面的差速器上。图片里面看不见，但是这个传动轴在这台引擎的最低部。这样的设计进一步提高了整台引擎的重量，并且最重要的是大大提高了中心。如果Murcielago不是4区的话，把变速器差速器设计在引擎的后面，删除这个多余的传动轴，降低中心，减少重量，然后把引擎舱多余的净空给ITB，这就是一台非常好的引擎了。虽然这样的设计前后重量比也许会达到40：60，但是只要这道怎么样开，照样能开得很好。其实，这不就是porsche 911么？！

说句实话，就是因为现代人被电子系统宠坏了，根本不知道怎么操纵一台纯粹的机器，现代的车辆从设计的时候就基本定义为一台电子游戏机，ABS, ASC, 助理转向，助理刹车，50：50的重量分配，如果这样的话还不如去玩游戏比较好。。。

综上所述，作为一台超级引擎，Lamborghini已经做得很好了，而且从一个系统的角度来说，这台引擎和Murcielago配合得相当完美，但是，这台车毕竟不是一台DNA纯正的赛车，说到底还是一台设计给公路的车子。

希望大家能认识到，无论如何吹得天花乱坠的机器，都是有折衷的。

后续：基本问题基本上都是送分的。。。不要认为我出的问题都是高深的。。。

[ 本帖最后由 mianhuatang 于 2010-4-25 01:40 编辑 ]

david

等待标准答案的观众情绪稳定的围观中。

毛毛

前两天图片都是灰白色，今天总算能好好研究了下。之前没看过大牛的引擎，看了下还真有很多奇妙的地方。作答先：

1.进气部分当然是这4个节气门了(怎用的也是传统构造的节气门)。为什么要这么设计?大马力N.A发动机想提高升功率，独立节气门是不二方案。
但同时疑惑的是为什么只有4个，按理说应该每缸一个才对，这样才能最大发挥发动机的潜力。现在连M3都是每缸独立节气门。虽然大牛有12缸之多，且独立节气门的调教水平和成本要求也是相当高，但技术和价格应该不是阻碍兰博增加节气门的原因吧？这点望明释。不过大牛以6.5L的排量却只有640HP的马力数，竟未达到公认100HP/L以上的超跑发动机标准，也许和这个节气门的设计有一定关系。

2.传感器都已经拍出来了，要找催化器就不难了。传感器右边粗大部分便是。广义来讲排气管也是消音器的一部分，但我们常说的消音器(中鼓，尾鼓)这张图上并没有看到。

排气岐管需要等长，以保证每缸排气压力相等，而从不同位置的汽缸汇总到三元前的距离又是不一样的，所以排气岐管必须做相应的弯曲。超跑发动机最求是高转速，大马力以及中高转速的发力，排气的顺畅和快速是追求目标，长排气不能很好的应对这一要求。

3.回答这个问题前先要澄清下，大牛是中置四驱的(本人一直不能接受超跑是四驱的)。这就注定了它的布局和同样是中置引擎的FERRARI是不同的，它必须有一套动力前后分配装置(含中差速器)，以及一根向前的驱动轴。而为了保持良好的前后配重比例，不可能像后驱超跑那样把变速箱等这些设备都至于发动机之后，而是应该在发动机前后分别配置。
现在回到图片来看，貌似发动机是在传动系统之上(不是很确定，因为角度有限)，红框和绿框之间应有传动装置连接，贯穿在发动机下面。如果是这样，我认为的绿框是后轮驱动和后差速器(锁)部分，红框是变速箱和分动装置(中差速器)。

以上仅为个人看法，期待标准答案！

[ 本帖最后由 毛毛 于 2010-4-23 19:54 编辑 ]

巴依尔

围观ing...

大众铁托

太高深，围观等答案。

方正

赞同老马，但个人觉得节气门应该是同时开启，随着高低转速调节大小！