3. 機械噴射與汽車盛世(1960-1970s)

     隨著時間的滾動,汽車的發展開始追求燃油的精準運用,對於引擎的供油方式也從使用化油器開始大量轉用機械式的汽油噴射。與化油器不同,本文所指的「噴射」概念,其實是將引擎新增一者名為噴油嘴的構件,並援以適當的油量以噴霧形式噴灑在進氣門前,因而稱為燃油噴射系統。而有另一者不同形式是將燃油直接噴灑在汽缸內,省略需通過進氣門的過程,以避免淤積油垢在管道內,這種噴射方式則另稱為缸內噴射或直接噴射。汽車發展史中,燃油噴射系統的演進基本是以德國著名的博世公司(Bosch)所開發的系統作為依歸,而於此,我們能用兩個關鍵的時間點進行討論:

     其一、西元1950年,博世公司開發了一套機械柱塞式噴射系統,並在汽缸內直接噴射汽油,因此能顯著提高引擎的輸出與加速性能。本噴射系統運作方式是藉由供油幫浦(Fuel Pump)將燃油自油箱(Tank)吸至噴射幫浦(Injection Pump)內,而噴射幫浦內有一者靠引擎傳動的凸輪軸,當引擎開始正時旋轉,便會壓動幫浦以提高燃油的壓力,以此將燃油藉高壓油管輸送至各缸的噴油嘴,並讓燃油注入汽缸。

圖:機械柱塞式噴射系統

     綜上可知,噴油嘴的開閉是由引擎凸輪軸所控制,引擎利用運轉來驅動噴射幫浦,燃油壓力也會隨著引擎轉速的不同而改變。時至今日,因為其製造技術成熟、製造成本低,柱塞式噴射系統仍為傳統柴油引擎所採用之供油系統,但因為其噴射幫浦是以機械方式驅動,無法依據引擎負荷狀況來提供更精確的供油量,並且,由於噴射幫浦經由高壓油管至各汽缸的距離並不相同,使得輸送至各缸的燃油壓力也不盡然相同,這樣的缺陷會降低引擎運轉的精緻性,並增加噪音、排污及油耗。

     其二、西元1967 年,博世公司發表了K-Jetronic機械噴射系統,俗稱K噴,其不同於之前的機械噴射,K-Jetronic並不需要引擎驅動,而是改由燃油分配器加壓來供給燃料,而供給量的多寡,則依據吸入的空氣量來帶動空氣流量板,而流量板的挪動會帶動連桿讓燃油分配器中的栓塞位移,讓油能過通過閥門進到油管內。本系統構造簡單、維修較容易、穩定性高。

圖: K-Jetronic

     隨著機械式K噴的出現,化油器油耗過大、供油不精的問題慢慢浮現,也因此,於1960年代開始便慢慢的退出汽車發展史的舞台。對於化油器來說,利用白努利定律帶動供油終究比不過機械式的開口準確,這也就是本章後期所介紹之車廠大量使用K噴的原因。

 

 

 

 

3.1安全科技的應起:賓士車廠

     隨著世局的逐漸平穩,賓士車廠開始面對各車廠戰後復甦的強大壓力,無論是1950年代較為銷售的轎車(Sedan)或是雙門轎跑車(Coupé)都面臨各式對手挑戰。於是,本時代的賓士車廠除了繼續推出優秀的車系外,開始把更多的心力放在汽車科技的研發,試圖在強調馬力和外型的汽車市場中開拓另一個品牌型態-安全。屢經戰後復甦期,賓士車廠也逐漸蓄集了元氣,將這期間所獲得的資金朝向研發技術領域發展,並成為諸多安全科技的開山始祖。而這大膽的投資也在1970年代得到了回報,在當時,賓士所推出的車款一口氣擁有了安全氣囊以及自動剎車系統(ABS)的技術,在當時可說是最為前瞻也是最為安全的車輛品牌,以下分別介紹之。

     首先,由於駕駛時,用來煞車的制動力往往會超過路面能提供的附著力,造成車輪和路面間容易打滑,考量安全下,必須利用剎車系統將傳輸動力的車輪給停止,否則將無法完整操作,導致車體的漂移。而車輪經剎車系統鎖死後,將產生兩種現象,若是前輪鎖死,會導致汽車喪失轉向能力;若是將後輪鎖死,則會引起汽車甩尾、失穩。由博世公司(Bosch)開發的自動剎車系統,在1978年使用於賓士旗下的車系中。而所謂的自動剎車是指說,煞車系統會根據各車輪的角速度信號,計算得到車速、車輪角減速度等訊息,自動煞車系統在經計算後,若車輪趨向鎖死時會產生制動力,讓車輪的角減速度或滑移率保持一定範圍內,若車輪滑移率恢復正常,則將減少制動力,使其恢復加速度。由於這部分的行進十分迅速,遠遠看會像是駕駛在用腳點放煞車板。而裝有自動剎車系統的車使用煞車時,煞車踏板會有上下震動的現象,這是正常的現象。

圖: 博世公司開發的自動剎車系統

    

圖:自動煞車系統的控制順序

     在特別路面濕滑的情況下,自動剎車系統能明顯修正車輛的煞車,並進一步縮短煞車距離。據試驗證明,車輛在滑移率約15%的輕微鎖死情況下,地面提供的附著能力最大,從而讓車輛能更快地減速,而自動剎車系統能調整車輛的制動力,讓車輪趨近於此理想狀況。而在鬆軟的路面上,比如沙地、雪地,該系統則會讓車輛增加煞車距離,避免鎖緊的車輪會擠壓路面,最後形成隆起而陷入土堆。

     而後,賓士開發許久的安全氣囊(Supplementary Restraint System,縮寫SRS),也開始被應用於賓士的S Class車系中,這使得賓士儼然成為車輛安全中的典範。所謂的安全氣囊,其實就是指安裝在汽車上的充氣軟囊,當車輛撞擊事故產生瞬間就會彈出,藉以達到乘客衝擊被緩衝的作用,以此保護車上人員安全。根據美國高速公路安全管理局調查,安全氣囊的使用能讓轎車的駕駛死亡率減少11%,正面撞擊甚至能降低30%左右的衝擊力。而本系統的啟動需要倚賴車輛裝設撞擊感知器,當感知器檢測到撞擊,控制系統會決定觸發充氣裝置,由汽油或其他化學燃料促成氣體產生,並配合點火裝置進行充氣。由於撞擊過程時間非常短,一般氣囊由觸發至完成充氣過程約25至35毫秒,充氣時間過長便會失去其效用。 除了安全之外,科技的進步迎來電腦,賓士車廠也應用於汽車產業之中,但當時不管是傳輸或紀錄都只能仰賴線材傳輸,因此為紀錄測試車輛的相關資料,還得特別打造一款專用車。電腦傳輸與記錄技術還不成熟的時代,要測試車輛還必須仰賴專門開發打造的記錄車緊跟在後,才能順利完成任務。

 

圖: 安全氣囊示意圖

圖: 安全氣囊控制順序

    

     介紹完安全科技的運用後,本章節後面的段落將介紹福斯車廠1960至1970年代的車款,並依照車型進一步區分為房車、豪華轎車、跑車和麵包車四者,搭載當時賓士公司的市場策略,詳實說明當初公司開發車款的脈絡,且記載車款的表現、銷售成績。

 

(1) 房車:W110/W114(四缸)W111/W115(六缸)

  1961年代,賓士車廠推出了W110車系,本車系被賓士當做中型汽車入門款,本車又被賓士稱為尾翼(Fintail,德語:Heckflosse),主要採用前置引擎、後輪驅動的布局,並均推出了柴油版本。而本車的引擎都採用直列式四汽缸設計,而車款使用數字190和200命名,即代表其排量為1.9 L和2.0 L。 第一代的W110車系推出了兩種車款,分別命名為190C和190Dc,替代了前一代車系W120繼續做為低價的四缸轎車。而命名中的D,代表的柴油引擎(Diesel),這是當時賓士車廠率先推出的一項技術,儘管本引擎尤如摩托車引擎因而受到廣泛的嘲笑。本車的車身和六缸的W111系列共用,但軸距縮短了145毫米的鼻子,並選用了不一樣的圓形頭燈,這樣的前端外觀讓人聯想到W120/121的Ponton車體。 第二代的W110於1965年生產,考慮其排量為2.0 L,分別以200、200D為其型號命名。200和200D分別替代190c、190Dc型號,他們的引擎孔徑從85毫米增加到了87毫米,排放量為1,988c.c,並配有雙化油器,比190c還多了一個化油器。

圖: W110車系的190C

    W114車系同屬於是賓士的中型轎車,其中包含了230、250、250C、250CE、280、280C、280CE。 W114車型是賓士新設計的底盤,而不是援以前的型號改造而成的。首先,本車懸吊使用半拖尾的後臂,並利用球關節(Ball Joint)做為新底盤格式,這個底盤設計之後被將用於所有新的賓士用車型號,直到1980年代的多連桿後懸掛被開發後才棄用。雖然說本車以直列式四缸引擎為主,但也曾推出過了第一款5缸柴油發動機OM617,而其他較大的變種,就是本款車於1969年將博世公司 D-jetronic全電子燃油噴射系統引入了250CE。所以W114 和 W115車型都有一個中控台。而1969年,賓士推出了W114 的Coupé型號,具有較長的引擎罩,採用可提供2.5或2.8升排量六缸引擎。W114 在1973年進行了整修,具有較低的引擎罩和更寬的格柵,車前使用單個保險槓取代雙重保險槓,增加A柱以保持側窗以及較大的側視鏡。

圖:W114車系的Coupe車型250C

     W111車系是賓士和W110一同推出的車系,但其採用直列式六缸引擎,主要於1959至1971之間產生,而此車系推出包括四門轎車、和雙門轎跑車和敞篷車的版本。而W111的四門轎車系列生產於1959年8月,在法蘭克福車展初亮相,該系列由220b、220Sb和220SEb組成,這些車款分別取代了(W105)219、(W180)220S和(W128)220SE的 Ponton轎車。本車共享了排量為2,195 c.c的M127直列式六缸引擎,220b能以4800 rpm的速度生產95匹馬力。而220Sb的特點是雙化油器,能以5000 rpm的速度生產110匹馬力,並將最高速度提升到165 km/hr,並將從0-100 km/hr的加速提前1秒到15秒內完成。而頂級220SEB的特點是使用博世燃油噴射,能在4800 rpm時產生120匹馬力,最高時速為172 km / h,0至100 km/hr的加速再提前一秒,在14秒鐘內能完成。

圖: W111車系的四門轎車220Sb

     本車的設計,主要著重於乘客舒適度和安全性。基本的車內空間被擴大,而駕駛前方採用大玻璃,提高了駕駛員的視野。另一個汽車設計的一個里程碑是賓士使用於了能吸收衝擊動能的皮帶,最後也獲得了可伸縮安全帶的專利。W111的最終的車款在1969年8月被建造,稱為280 SE 3.5。該車為敞篷車版本,配備了全新的M116 引擎,排量為3,499 c.c,並大膽採用V-8引擎。它能以5800 rpm的速度產生200匹馬力,最高時速為210 km/hr,0至100公里的加速時間為9.5秒。為了容納大型引擎,汽車的前格柵進氣口擴大了,前後保險槓也被添加橡膠條改造,後視鏡改為更平坦的設計。

圖: W111車系的兩門轎車280 SE 3.5

     而W115車系在1968年和W114車系一起被推出,以直列式六缸引擎特色出售,共有200、200D、220、220D和240D等車款。

圖: W115車系的220D

(2) 豪華轎車:W100(600)/W116

     賓士600是一台豪華轎車,主要從1963年生產到1981年。而在當時,600就標誌著超豪華車型。本車的四門轎車有兩個主要版本,第一是短軸距的四門轎車,前排座椅與後座椅座分開;第二則是長軸距的4門鉑爾曼豪華轎車,兩個額外的後排座椅。另外,賓士600還有一個六門豪華轎車版本。600的尺寸、重量以及眾多的液壓驅動設備比當時賓士任何車款都還要大,於是採用當時賓士最大的引擎滿足功率需求,本車使用即排量3升的直列式六缸M189引擎。之後為了更大的馬力需求,進一步開發出新一代V-8引擎,排量達兩倍以上,成為6.3升的M100引擎,其配備單頂置凸輪軸(SOHC)和博世機械燃油噴射,能產生300匹馬力,然而總輸出大約為250馬力,因為有50匹馬力得用於液壓系統的供電。

圖: 600

     W116是一系列的從1972年9月生產的旗艦豪華轎車,直到1980年才停展,本系列的汽車是野第一批車型被正式稱為Class-S,主要包含了Seban版本的280S、280SE、280SEL、350SE、350SEL、450SE、450SEL等車款。該車型最初包括兩個版本的引擎,第一版本為使用Solex化油器的直列式六缸M110引擎,排量為2,746c.c,使用在Sedan版本的車款280 S、280SE、280SEL;第二版本為使用博世開發的D-Jetronic 噴射系統,使用V-8與排量3,499 c.c的M116引擎,使用於Sedan版本的350SE、350SEL。半年後,1973年初,兩款由M117引擎(V-8,4,520c.c排量)供電的新車型被添加到Sedan版本的450 SE和Sedan版本的450 SEL內,成為了W116系列的基本設備。在大多數市場上,450的輸出功率都是225PS,而美國版本的汽車僅提供190匹馬力。

     最著名的W116是1975年推出的高性能、限量生產的450 SEL 6.9,這款車型是戰後賓士最大型的引擎。W116系列在1972年秋季在巴黎車展上首次推出,被評為歐洲年度最佳車型。並且,W116系列成為第一款使用電子噴射的量產車,更從1978年以來,開始博世研發的自動剎車系統(ABS)作為選配。本車的產量高達473,035台,在歐洲、美洲、亞洲、中東、非洲和澳洲都有銷售。另外,S-Class的高性能450 SEL 6.9版本由Daimler-Benz在德國斯圖加特的裝配線上被另行建造,並使用長軸距版本的W116底盤。該模型在公司文獻中通常被稱為6.9,將其與常規450 SEL進行分離。1974年在日內瓦車展上,賓士首次向汽車界展示了6.9車型,由於數量極為有限,被列為賓士汽車的旗艦款。

圖: 450 SEL 6.9

     6.9是第一輛配有雪鐵龍於1954年推出的液壓自動調平懸掛系統車款,其使用充滿液體的支柱和填充氮氣的壓力容器的組合來代替傳統的減震器和彈簧,系統由引擎正時鏈驅動的液壓泵加壓。與賓士的系統相比,雪鐵龍是皮帶驅動的,完全倚賴傳統的動力轉向泵,因此,雪鐵龍系統一旦故障就可能導致停機。相反的,6.9每個單位都裝有用作臨時彈簧的硬橡膠緊急阻尼器,並允許在液壓故障的情況下駕駛汽車。系統不僅完全自動調整,還可以通過在速度計下方的儀表推拉旋鈕來改變行駛高度,使升降車增加兩英寸(50毫米),以提高離地間隙。這台頂級車型的四輪盤式剎車和四輪獨立懸架都是標準配置,而該M100引擎則是由鑄鐵製成的 V-8單頂置凸輪軸引擎,並使用博世K-Jetronic機械燃油噴射。本車的最高速度為225公里/小時。

 (3) 跑車:W112W113

     賓士車廠於1962年推出300SE,內部代號又稱為W112,本車生產至1967年,可作為轎跑車、敞篷和一般轎車。本車是根據W111車系的Fintail底盤和車身所為基礎製作而成,使用管狀底盤,配備3.0升燃油噴射M189直列式六缸引擎和自動變速器,而300SE的性能是當時賓士的首選,他使用M189六缸引擎能產生160馬力,最高時速為180公里/小時。1963年,300SEL長軸距轎車首次亮相,L代表著Lang(德語Long)。

圖: 敞篷車版本的300SE

     W113系列延續上一代的SL車款,由技術總監Fritz Nallinger、總工程師Rudolf Uhlenhaut和造型負責人Friedrich Geiger的支持下持續開發。本車系所有型號均配備了具有燃油噴射的直列六缸引擎,主要有230SL、250SL和280SL三個版本,引擎罩、行李箱蓋、車門都由鋁製成,以減輕重量。相對於前一代,本車使用較短和寬的底盤,並使用結合優良的懸掛和強大的製動器。W113的SL系列通常配置軟頂和可選可移動硬頂,也個別有Coupé和Roadster版本。

圖: W113系列的230SL

     230 SL的生產於1967年6月,其底盤採用W111車系的版本,但軸距做了些修正,減少了30厘米,成為W113底盤,懸吊使用雙A臂懸吊,而後懸吊使用橫向補償彈簧和懸臂。 230 SL變速採用自手排變速,配有4段手動變速或可選式液力4速自動變速器。本車使用2,308 c.c的M127.II 直列六缸引擎,並使用機械式博世多端口燃油噴射,能產生高達150匹馬力。而250SL則延續230SL的設計,並將排量擴增,但馬力依然為150匹馬力。至於本系列最後一款車280 SL於1967年12月推出,並於1971年停產。此為當時W113最強車款,為一台全新而且重量更大的SL車款。多年來,W113從跑車演變成舒適的大轎車,而美國的車型通常配備4速自動變速器和空調。手動變速器型號配備了標準的4速或可選的ZF 5速,僅生產了882台車。本車得主要變化是升級到最大功率為170 匹馬力,這得歸功於排量微2,778 c.c的M130發動機給足了W113足夠的功率。

圖: W113系列的280SL

 (4) 貨卡:T2

     賓士車廠推出的T2是該車廠第二款製造卡車,於1967年於杜塞爾多夫建成,於是T2也被稱為杜塞爾多夫運輸車。T2可用作廂式貨車、平板輕型卡車(有單人或雙人駕駛室版本)或小型巴士,從1977年起,為了安裝更大的廂式貨車和公共汽車車身,賓士也提供兩種不同寬度的底盤。而1981年,T2做了部分的車身修正,使用新型散熱器格柵,由黑色塑料的製成。

圖: 做為貨車的T2

     而各種T2被廣泛的應用,它們被用作貨車,輕型貨車或卡車,包括消防隊和救援支援車輛、郵政包裹運輸車(具有滑動門)都是他的射程範圍。

圖: 做為郵務車的T2

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曾教授與古董保時捷

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