传奇:机械杰作
从外观上看,这个 16.8 厘米长的组件并不起眼。但它内含玄机,对发动机的动态运行起着至关重要的作用。
金属外壳内藏着一根轴,轴的两端各有一个锥形齿轮,准确来说是锥形冠状齿轮。由此,这个组件在德语中有一个非常响亮的名字:“国王轴”(Königswelle)。这一位于两个冠状齿轮之间的结构可以令旋转运动在两个不同阶段分别转向 90 度。70 多年前,它将四缸水平对置发动机提升为稳定的赛车动力装置,为保时捷发展做出关键贡献。
背景故事:早在 1934 年,费迪南德·保时捷 (Ferdinand Porsche) 就为大众汽车开发了一款内部代号为 60 的车型,也就是大家熟知的大众甲壳虫。这款车配备一台四缸水平对置发动机,当时“国王轴”尚未问世。该发动机由恩斯特·福尔曼 (Ernst Fuhrmann) 在 20 世纪 50 年代初设计,他后来成为保时捷首席执行官。1947 年,福尔曼加入公司。1950 年,他完成了一篇关于高速内燃机凸轮轴传动系统的博士学位论文。从 1952 年夏季开始,福尔曼的专业知识就被应用于水平对置发动机的改装中。“国王轴”是保时捷 547 型发动机的一个重要组件。
这种新型“国王轴”气门传动系统为保时捷赛车运动的成功奠定了基础。在保时捷 547 型发动机中,共使用四根“国王轴”,这些能够将曲轴的旋转运动传递到气缸盖上的顶置凸轮轴。这是一项极具创意的解决方案。“国王轴”能够承受高转速,即使在满负荷情况下也能确保精确的气门控制,并且几乎无需维护。
1953 年 4 月 2 日,后来被称为福尔曼发动机或“国王轴”发动机的 547 型发动机首次在试验台上运行。发动机排量为 1.5 升,输出功率为 110 马力,转速为每分钟 6,200 转。而当时保时捷 356 1500 的传统标准发动机最大功率只有 70 马力。1954 年,保时捷参加墨西哥卡雷拉泛美公路拉力赛 (Carrera Panamericana)。与前两年一样,车手汉斯·赫尔曼 (Hans Hermann) 驾驶的 550 Spyder 也采用 547 型发动机。不负众望,550 Spyder 获得同级别的胜利。受到这场拉力赛启发,这款发动机被命名为 Carrera。随后,保时捷首款跑车也推出新版本——356 A Carrera。这是该系列中当之无愧的最强车型。
一直以来,保时捷工程师都在始终不断地优化这款高性能发动机。例如,通过提高压缩比和采用新型化油器的方式,可以使 547/6 型发动机在每分钟 7,200 转时达到 135 马力的输出功率。翁贝托·马廖利 (Umberto Maglioli) 于 1956 年驾驶装配此发动机的保时捷 550 A Spyder,首次为保时捷赢得塔格·佛罗热 (Targa Florio) 公路赛的冠军。这款发动机的成功故事一直续写到 20 世纪 60 年代:保时捷 904 Carrera GTS 上应用了 2 升排量的该款发动机,输出功率可达 180 马力。除此之外,该发动机设计也被应用于一级方程式赛车。至此,保时捷已经凭借“国王轴”成为赛车领域的传奇——王者风范,名副其实。