2021年10月26日，雪佛蘭終於發佈了全新一代科爾維特C8 Z06。可誰也沒有想到的是，這台僅僅在全球小部分地區售賣的美系“大碗”高性能超跑，卻在發佈之後引來了全球車迷的狂歡！之所以C8 Z06能達到這種空前盛世的高度，就是因為它搭載了一台目前全球範圍內，馬力最大的V8自然吸氣發動機！它僅憑藉5.5L的排量就做到了670馬力的動力數據，一舉超越了擁有622馬力的前記錄保持者--奔馳SLS AMG Black Series的6.2L V8發動機！
看到這裏大家肯定會好奇，粗枝大葉的美國人究竟使用了哪些黑科技，才讓這台科爾維特Z06的引擎能超越由思維縝密德國人純手工打造的精密機器呢？更恐怖的是，這台性能怪獸依舊保持了科爾維特“平民跑車”的傳統，在北美市場的起售價僅為10萬美金（約合63萬人民幣）！話不多説，下面我們就來看看這台由美國佬推出的自然吸氣V8發動機是如何封神的！
V8牧馬人
想必大家都知道，美國人是非常鍾情V8發動機的。因此在美國本土汽車市場，無論是轎車、跑車、SUV、MPV，還是皮卡，無數車型都推出過專供美國市場的V8發動機車型。不過，為了讓美國普通消費者能夠以更低廉的價格購買到V8發動機，所以相比起歐洲的“高性能”V8來説，美系V8則採用了相當特殊的設計來降低製造成本，其中共包括十字曲軸，以及OHV頂置凸輪軸。下面，咱們首先來聊聊十字曲軸！
V8發動機的曲軸設計共有兩種思路，一是採用與傳統四缸發動機曲軸設計幾乎相同的平面曲軸，即曲軸固定活塞的曲拐以間隔180°角擺放（如上圖右側所示）。而另外一種則是十字曲軸，即曲軸曲拐以90°角擺放（如上圖左側所示）。而它們名字的由來，其實是源於它們側面視角所呈現的輪廓，其中十字曲軸在側面看上去就像十字架一樣，每個方向都會有露出的曲拐。而平面曲軸由於曲拐都是間隔180°擺放，因此從側面看上去會更像是一個平面，所以得名平面曲軸。
十字曲軸V8點火順序
正是因為平面曲軸和十字曲軸不同的曲軸構造，所以也造成了兩種V8發動機完全不同的震動特性。如上圖所示，由於十字曲軸左右兩個缸體不平均的點火方式，即左邊先點1號缸，右邊再先後點8號、4號缸，然後左邊點3號缸，右邊點6號缸，最後左邊先後點5號、7號缸，右邊只點2號缸，所以會導致使用十字曲軸的V8發動機產生跟三缸發動機相同的一階震動問題（不理解一階震動不影響後續閲讀）。
好在一階震動是很好解決的，尤其像是V8這種多缸數、密集點火的發動機，只需要像三缸發動機一樣在曲軸上增加平衡塊就可以完美解決十字曲軸V8發動機的一階震動了。這時再加上十字曲軸V8與直列三缸、六缸發動機一樣，在二階震動上是完美的，因此便讓十字曲軸V8成為了一種NVH十分優秀的發動機，同時還自帶極具辨識度的美式V8運轉聲線。
相比起十字曲軸來説，使用平面曲軸的V8發動機在一階震動上是完全平衡的。如上圖所示，平面曲軸V8的左右兩個缸體點火平均，曲軸每轉180°，左右兩個缸體都會有兩個氣缸被依次點燃，因此便能實現一階震動的平衡。換個角度來看，平面曲軸V8發動機也可以看作是兩台四缸發動機拼接起來的產物，而四缸發動機兩個活塞同時向上，兩個活塞同時向下，能自行抵消、平衡力，沒有一階震動的特性，自然也就延續到了平面曲軸V8發動機上。不過，四缸發動機二階震動不平衡的特性，同樣也會被遺傳到被平面曲軸V8之上（不理解二階震動不影響後續閲讀）。
但與直列四缸發動機不同的是，平面曲軸V8發動機並沒有使用平衡軸來緩解二階震動。這主要是由兩個原因所致：其一是，如上面所講，平面曲軸V8發動機相當於是由兩個直列四缸機左、右拼接而成的，由於每側的“四缸機”都需要單獨配備平衡軸才可以緩解二階震動，因此每台平面曲軸V8就需要配備兩根平衡軸才能對二階震動起到抑制作用，這無疑會增加發動機的研發、製造成本；第二個原因是，平面曲軸V8大部分都是性能取向的發動機，如果增加兩根平衡軸的話，發動機的動能又會遭到浪費。更何況性能車最不在乎的就是NVH表現，因此使用平面曲軸的V8發動機便都紛紛採取了退而求其次的辦法，即通過減小二階震動公式Amrw²λcos2a中的重量m，以及曲軸旋轉半徑r（發動機衝程）來緩解二階震動對於車輛NVH的影響。
綜上所述我們可以發現，十字曲軸V8只需要在曲軸上增加平衡塊就可以達到絕對的平衡。而平面曲軸V8則需要通過在發動機部件的重量，以及衝程上做減法的方式，來降低二階震動對NVH的影響。其中，減輕部件重量可以採用更昂貴的輕量化金屬材料，以及更高端的加工工藝。可縮短衝程的缸體設計，就會使平面曲軸V8發動機的動力輸出特性更加偏向高轉速區間了。而這種高轉動力蓬勃，低轉扭矩拉胯的動力輸出特性，顯然不適用於美國人民熱愛的皮卡、SUV、MPV等大載重車型。同時，平面曲軸通過使用輕量化材料減輕震動的方法，成本也要明顯高於十字曲軸通過平衡塊增重的方法。因此也同樣不適合美國人民追求V8車型價格低廉的訴求。
講完了美式V8為了節省成本使用的十字曲軸設計後，下面我們就該講解美式V8為了降低成本，所使用的第二個獨特設計--OHV底置凸輪軸了。如上圖所示，OHV底置凸輪軸的凸輪軸位於缸體內部，凸輪軸通過挺杆、推杆和搖臂將力量傳導至氣門，並控制氣門開合。但由於這一套氣門控制組件多出的重量會帶來更大的運轉慣性，而高慣性的氣門機構又會導致氣門無法做到極高頻率的開關，因此OHV底置凸輪軸結構便會限制住發動機的極限轉速。
此時再疊加十字曲軸為了平衡一階震動，使用了相當重的平衡塊，增加了曲軸的轉動慣量，進而降低了曲軸的極限轉速，因此美系V8發動機的轉速普遍都高不上去，紅線轉速基本都只有6000轉出頭。
由於馬力=扭矩x轉速的關係，轉速的劣勢最終便會演變成馬力的劣勢，因此為了加大發動機的動力輸出，美系性能車一般都會使用能夠模擬自然吸氣引擎動力釋放特性的機械增壓器，通過提高進氣量的方式來提升發動機的動力輸出。其中上代科爾維特C7 Z06上的LT4發動機就採用了十字曲軸+OHV+機械增壓器的配置，能爆發出最大650馬力！可紅線轉速卻僅僅只有6500轉......
由此可見，美式機械增壓V8發動機有着製造工藝要求低、適應車型種類多、動力輸出平順的優點，但它的缺點也是很明顯的。由於經過機械增壓器加壓後的空氣温度會升高，而高温會造成空氣密度的降低，所以機械增壓自吸發動機每單位空氣所產生的動力，其實是不如沒有增壓器的高轉自吸發動機的！為了賦予全新科爾維特C8 Z06能與歐洲頂級豪強一戰的實力，於是通用決定採用歐洲人的造車方式來打敗歐洲車，最終便誕生了這台使用平面曲軸設計+雙頂置凸輪軸的全球最大馬力V8自然吸氣發動機--LT6！
實際上推動C8 Z06這台V8發動機進行革新的還有另外一個很重要的因素，那就是C8這代科爾維特從前7代車型的發動機前置改為了發動機中置。要知道，在發動機前置時代，為了將發動機塞進車頭的同時，還得保證發動機的尺寸不會影響到駕駛員的視線和腳部空間，因此就只能使用體積天生小巧的OHV V8發動機。可當採用中置車身設計，將發動機移動到駕駛員的身後時，發動機的體積就可以放開搞了，所以最終才有機會使用這台體積更大的平面曲軸+雙頂置凸輪軸V8發動機！
在上文我們講過，使用平面曲軸的V8發動機在二階震動方面並不完美，同時由於發動機都是性能取向的關係，所以並不會為了降低震動去裝配浪費發動機動能的平衡軸，而是會退而求其次通過採用更輕的活塞、活塞連桿來減小二階震動公式中的重量，以及通過採用短衝程設計來降低曲軸的旋轉半徑，來緩解二階震動對於車輛NVH的影響。這些特性也讓平面曲軸的V8發動機走向了高轉速取向，而全新科爾維特C8 Z06的LT6發動機自然也是如此。
這台LT6發動機擁有着80mm的衝程，以及104.3mm的缸徑，缸徑衝程比達到了誇張的1.30:1，是妥妥的高轉速取向發動機。要知道，採用十字曲軸的普通版科爾維特C8的缸徑衝程比只有1.12。而作為高轉自吸發動機代表的保時捷911 GT3的缸徑衝程比也只做到了1.25。並且相比起上代Z06只有6500轉的引擎紅線轉速來説，全新C8 Z06的紅線轉速更是直接增加了2100轉，達到了8600rpm！
為了達到如此高的發動機轉速，除了短衝程設計外，通用的發動機工程師還為LT6引擎使用了很多先進的材料技術，最大程度降低了活塞高速運動時的慣量。其中活塞部分使用了輕質的鍛造鋁合金材質，活塞連桿則使用了鍛造鈦合金這種可以兼顧重量和強度的超高端材料。
不僅如此，LT6發動機還在配氣結構方面進行了大幅優化。比如在進排氣凸輪軸上都採用了中空設計，以減小配氣機構轉動時的慣量，避免吃掉髮動機過多動力。同時，進氣門部分還使用了鈦合金打造，大幅降低了進氣門重量。
不僅如此，科爾維特C8 Z06還使用了大彈簧套小彈簧的雙氣門彈簧設計。在低轉速情況下，凸輪會通過硬度較低的小彈簧來頂開氣門，以降低運轉阻力；當發動機達到高轉後，凸輪軸就會通過硬度更高的大彈簧來頂起門，從而有效避免彈簧歸位不及時所產生的氣門浮動問題。這時再加上前面説過的鈦合金進氣門，於是這台LT6發動機便擁有了可以達到8600轉高轉速的實力！
C8.R賽車
這台5.5L V8發動機之所以可以創下670馬力的世界紀錄，除了高轉速特性的功勞外，也絕對少不了脱胎自賽車引擎的身世！回顧一下科爾維特C8的產品上市時間線就可以發現，2019年4月份，使用中置V8十字曲軸+OHV結構佈局的全新科爾維特C8正式亮相。2019年10月份，負責征戰勒芒賽場的賽車版C8.R亮相，而這台賽車就使用瞭如今Z06上的5.5L、代號為LT6的自然吸氣平面曲軸V8發動機。
所以相較於一般房車賽車發動機是基於民用引擎改裝而來的常規操作，科爾維特C8 Z06的LT6完全可以説是反向操作，並且由於Z06上的LT6發動機去除了C8.R賽車上LT6為了比賽公平性安裝的節流閥（限制進氣量，進而限制馬力），所以Z06上LT6發動機的670馬力/8400轉的最大動力輸出，是要強於C8.R上LT6發動機的500馬力/7400轉的！同時也正是因為其脱胎自賽車發動機的關係，因此Z06上的LT6引擎的壓縮比達到了誇張的12.5:1，遠大於一般自然吸氣發動機11:1左右的壓縮比！需要注意的是，這台發動機並沒有使用阿特金森循環上那種通過晚關進氣門來變相提升幾何壓縮比的方式。因此這12.5:1的壓縮比純粹就是為製造更大的馬力所服務的。
此外，為了能夠爆發出最強的動力，這台發動機還從Indycar（印地賽車，屬於方程式賽車的一種）V6賽用發動機上獲取了經驗。通過將高壓噴油嘴安裝在排氣門一側，正對着進氣門的佈置方式，得以讓高壓噴射而出的汽油與新鮮空氣進行更充分的滾流混合，提升燃燒效率，並增加高轉速下的馬力輸出。
而在排氣部分，工程師也通過使用單側4-2-1的等長排氣歧管，避免了各個缸體因為排氣脈衝所增加的排氣阻力，讓LT6能夠在高轉速更有效地排出廢氣。另外，在發動機減重部分，LT6引擎還使用了由CNC鋁合金工藝打造的缸蓋，幫助發動機降低了重心高度。
在發動機的潤滑部分，為了防止科爾維特C8 Z06在高速過彎、G值過大時因為機油堆積在發動機一側，導致其它區域因機油潤滑不足造成發動機的過度磨損，甚至報廢的問題，C8 Z06還使用了一套乾式油底殼以及一共會消耗14馬力的6個機油泵來迅速且充分地幫助發動機高效潤滑（與濕式油底殼利用曲軸衝擊機油液麪所產生飛濺潤滑不同的是，乾式油底殼是通過多個油泵直接將機油泵送到需要潤滑的部位直接進行潤滑的）。其中，甚至還有一個專門負責對氣門室進行潤滑的機油泵，來保證配氣門在高速運轉時依然能得到充分的潤滑。不過，由於採用了機油容量較大的乾式油底殼潤滑系統以及位於車頭的前置機油冷設計，所以過長的管道也讓這台5.5L排量的發動機需要加註多達9.6L的5W50機油才行。
作為一台沒有采用渦輪和機械增壓的高轉自吸發動機，如何保證進氣量和進氣效率就成為了決定動力大小的重中之重。通過上圖我們可看出，C8 Z06這台LT6發動機的頂端相比一般發動機多出來了左、右兩個黑色盒子，這個東西其實是一個擁有11L空氣容積的純物理“增壓系統”，學名為空氣增壓箱，在使用自然吸氣發動機的高性能超跑上比較常見。
看到這裏大家肯定會好奇，這個沒有機械帶動的空箱子為何能自己產生增壓效果呢？要想知道答案，咱們就需要了解一下進氣門在將空氣吸入發動機時都會發生些什麼。當發動機進氣門打開時，由於活塞向下運動所產生的吸力，所以會將空氣吸進發動機氣缸內。而當完成吸氣動作，進氣門關閉後，剛剛環境中的空氣由於流速所產生的“慣性”，並不會立刻迴歸靜止狀態，而是會繼續撞擊已經關閉的進氣門，並帶着壓力波重新反彈回進氣歧管當中。眾所周知，發動機每個缸體的進氣、點火都是具有一定順序的。那當下一個氣缸打開進氣門準備吸氣時，剛才那股反彈的氣流便會對進氣歧管內的空氣產生一定的阻擋效果，進而影響發動機氣缸內新鮮空氣的填充效率，造成動力輸出的降低。
平面曲軸V8點火順序
但巧就巧在，如上圖所示，平面曲軸V8發動機是按照順序進行點火的，一側缸體的進氣門關閉後所產生的氣流反彈，反倒能增加空氣流入周圍缸體的充氣效率。如果大家不理解，可以將空氣想象成一把糖豆，當進氣門打開後，糖豆自然可以落進氣缸內。而當進氣門關閉後，這把糖豆掉落到進氣門上便會向周圍四散開來，輻射到周圍相鄰氣缸的位置。
於是通用的工程師便對這一點加以利用，通過為這台V8發動機增加空氣增壓箱，並在增壓箱左、右兩部分的中間連接處設置3個節氣門的方式（如上圖所示），做到了將氣缸反彈氣流巧妙疏導到下一個即將進氣的氣缸位置，來增加下一個缸體的充氣效率。
這樣一來，這台LT6自吸發動機便可以在輸出峯值扭矩的6300轉，擁有110%的氣缸填充效率，並在2100轉時擁有106%的填充效率。要知道，一般自然吸氣發動機的氣缸填充效率是很難達到100%的。這也就意味着，LT6發動機實際上是一款具備增壓功能的自然吸氣引擎，最終也幫助它擁有了670馬力的最大動力和624牛·米的最大扭矩！
在全球各個國家、車企都紛紛宣佈禁售燃油車的時代，雪佛蘭竟然推出了這樣一台極具歷史意義，且顛覆自己品牌調性的V8發動機，這個操作可能會令很多人不解。可如果你真的瞭解雪佛蘭的品牌歷史，知道它是一家用賽車手名字創立的品牌後就會發現，雖然這個品牌承擔着通用集團內部售賣走量中低端車的任務，但它同樣是一個匯聚了通用造車技術積累的運動品牌。
在勒芒、納斯卡和印地賽車中，無處不在的雪佛蘭廠隊身影代表了通用集團對於內燃機時代速度的最後執着。而這台用重金全新打造的5.5L V8發動機也是如此，它可能並不會取得多麼傲人的銷量，也不會在很多國家上市，甚至還會被環保法規卡脖子，但它刷新最大馬力自然吸氣V8發動機的壯舉，終歸會讓它在內燃機歷史中名留青史，並讓科爾維特C8 Z06這台車像科爾維特C2一樣成為雪佛蘭家族的珍寶！