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解析Cosworth BDA:皮帶驅動16氣門如何樹立自吸性能標桿

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1969年,當時還只是一家小型英國工程公司的Cosworth決定,將F1賽場上經(jīng)過驗證的氣缸蓋設計理念,縮小并應用到公路版福特Escort上。由此誕生的發(fā)動機及其架構,在隨后二十年的自然吸氣賽車領域產生了深遠回響。

Cosworth由前路特斯員工Keith Duckworth和Mike Costin于1958年創(chuàng)立,公司名稱來自Costin姓氏的前半部分與Duckworth姓氏的后半部分。到1966年,Cosworth已打造出一款四氣門FVA發(fā)動機,在開發(fā)合同下被福特購入。僅三年后,Cosworth團隊便設定了新的設計目標——研發(fā)一款性能堪比FVA、且超越現(xiàn)有路特斯-福特雙凸輪軸發(fā)動機的機型。


在Duckworth忙于開發(fā)后來統(tǒng)治七十年代F1的DFV V8發(fā)動機時,首席設計師Mike Hall接手了新項目。他的團隊以福特Kent缸體為基礎,從FVA和DFV設計中直接衍生出氣缸蓋方案,并選擇用齒形皮帶代替此前的齒輪系來驅動凸輪軸。這款發(fā)動機得名BDA,正是源于其最具創(chuàng)新性的特點——Belt Drive, Type A(皮帶驅動,A型)。

雖然BDA因皮帶驅動得名,但真正的性能增益來自氣缸蓋幾何結構。二十世紀二十年代的早期頂置氣門發(fā)動機,氣門夾角約90度,采用適合低辛烷值燃料和低至4.5:1壓縮比的半球形燃燒室。而BDA將夾角收窄至約40度,形成屋脊形燃燒室,并使火花塞居中布置。火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x因此縮短,意味著混合氣點燃更快、燃燒更充分。

這款發(fā)動機的初始規(guī)格為排量1601cc,輸出約120馬力,而這僅僅是開端。不久后,Mike Hall團隊通過擴大缸徑與沖程,創(chuàng)造出一系列字母命名的變體:為Escort RS1600拉力賽項目開發(fā)的BDB及燃油噴射版BDC,符合F2規(guī)則的BDE與BDF,以及最終在1973年問世的BDG。由于原始鑄鐵缸體的缸徑限制,Cosworth改用鋁合金鑄造,使排量提升至1975cc。

在巔峰狀態(tài)下,BDG以12.0:1的壓縮比,在9250轉/分的高轉速下輸出280馬力。最值得稱道的是,這一切均未借助強制進氣。在整個七十年代,BD系列發(fā)動機貢獻了公司總營業(yè)額的一半以上。此時,BD平臺已為從F2賽車到勒芒級別Chevron運動原型的各類賽車提供動力。不過,BD平臺最為人稱道的貢獻無疑在拉力賽場。搭載BD發(fā)動機的福特Escort 1600,在1973年為公司摘得首個世界冠軍頭銜。

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