旋转驱动的1969年梅赛德斯-奔驰C111是戴姆勒选择柴油发动机的真正原因

被一个有前途但复杂的动力系统所折服,梅赛德斯回到了基础。

通过 本杰明狩猎 | 更新 2020年5月12日下午1:03
旋转驱动的1969年梅赛德斯-奔驰C111是戴姆勒选择柴油发动机的真正原因
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从现代的角度来看,这似乎是一个新奇的事物,一个技术上的死胡同,只存在于马自达死忠粉的记忆中关于它复活的传言不绝于耳但打破传统的Wankel旋转发动机曾被一个渴望未来的行业截然不同地看待。上世纪六七十年代,从通用汽车(General Motors)到Citroën的汽车制造商在各种测试项目和概念车中玩转了它。但只有一个这样的概念代表着关闭一扇门打开另一扇门:1969年梅赛德斯-奔驰C111。

由发明家Felix Wankel在20世纪20年代获得专利,并在20世纪50年代末在德国装备NSU为现代时代开发,由于其承诺的简单性,高转速潜力和出色的功率重量比,Wankel旋转是一项广受欢迎的创新。在最初的几年里,它还愚蠢地需要大量的维护,消耗同样多的油和燃烧密封。早期Wankels的高失败率注定了NSU自己的汽车制造努力——1969年被大众收购,并与Auto Union合并,形成现代版的奥迪。

与此同时,该公司与通用汽车(General Motors)、丰田(Toyota)和梅赛德斯(Mercedes)等汽车制造商签订的生产自己的转盘的各种授权协议,也陷入了研发的死胡同。只有马自达能想出来。主要是。

1970年的梅赛德斯-奔驰C111-II,概念的第二次迭代。梅塞德斯-奔驰

编者按:人们很容易将概念车视为营销噱头和没有出路的设计练习。但每隔一段时间,就会有公司在无人注意的情况下泄露其未来的秘密。因此,随着当今概念对电气化、自动驾驶和材料进步的日益宏大的承诺,我认为翻阅一下档案,看看定义当前的主要工程和设计趋势是如何以及何时真正播种的,将是有益的。这是你完全忘记的重要概念车,它的目的是为你提供工具,让你了解接下来会发生什么。(KC)

从万克尔驱动的C111来看在美国,梅赛德斯与旋转动力调情的故事一开始并没有什么不同。航空楔形,鸥翼门概念及其完全非正统的动力系统冲击了现代人的眼睛,作为其时代的另一个空洞的承诺,仅仅是一个设计实践,结合SL遗产和激进的Giugiaro风格。

但仔细观察,C111的多阶段开发过程表明,这家汽车制造商是多么认真地探索其作为未来发动机的旋转发动机的局限性。梅塞德斯真的希望这能成功。然而,最终,在60年代末70年代初,C111的无果而终促使这家汽车制造商拥抱了后来几十年成为其全球形象的重要组成部分:柴油发动机。

三个火枪手,从左到右:1969年的梅赛德斯-奔驰C111-I, 1970年的C111-II,以及一辆绰号为Hobel的早期测试车。梅塞德斯-奔驰
1970年C111-II的内部,这是该概念的第二次迭代。梅塞德斯-奔驰

买不到的超级跑车

惊讶的公众可能已经相信,C111在1969年法兰克福车展上的巨大轰动表明该公司正在向超级跑车市场提出建议。现实情况是,他们更关注工程而不是养眼的东西。戴姆勒的工程师们在这款车里塞满了新底盘和动力传动系统的想法,他们急于在现实环境中进行测试,并将C111更多地视为一个研究平台,而不是任何关于其钣金未来的具体线索。

这就是为什么不像2001年道奇Super8在我们的最后一部分目前仍在销售的汽车的预览设计,在现实世界中,没有70年代的超级奔驰借用了它的低前端或有支撑的后部。此外,梅赛德斯还病态地回避高性能跑车在1955年勒芒灾难之后

说到金属板,C111没有。至少在外面不是。它的皮肤是由玻璃纤维和塑料材料制成的,这标志着梅赛德斯第一次尝试这种类型的车身结构。在处理新的空气动力学概念时,这项技术尤其有用,尽管后来由于塑料材料无法达到被动安全要求,这项技术被放弃了。

在所有这些复合材料的背后,是另一个新鲜的想法:一个多连杆独立后悬挂系统,在随后的几年里,它将继续支撑该品牌的许多轿车和轿跑。

轮换取胜

关于C111的其他一切都是次要的,它最有趣的套件:一个中置的三转子M950F Wankel发动机,能够产生280马力。那时,梅赛德斯已经在旋转问题上研究了五年,并为测试目的制造了一系列发动机,试图解决困扰早期古怪设计的可靠性、效率和冷却问题。

梅赛德斯-奔驰乘用车研发负责人鲁道夫·乌伦豪特和1969年C111-I上使用的M950F三旋翼Wankel发动机,梅塞德斯-奔驰

想象一个典型的发动机气缸。你有一个活塞上下移动,压缩顶部的燃料和空气混合物,这样它就可以被点燃,当燃烧发生时,扩大燃烧室,再次向上推,排出废气。

Wankel转盘将同样的原理应用到转子而不是泵活塞上,泵活塞是一个肥大的圆形三角形,在一个大致为圆形的腔室中围绕中心轴旋转,沿圆周携带燃料-空气混合物。这个.gif会比文字更好地解释压缩、点火和排气阶段是如何进行的:

维基

到1969年,戴姆勒的工程师们认为它已经很好地解决了不稳定的Wankel的威胁,并转向了转子面临的更困难的问题。尽管动力强劲,但wankel发动机的特点——在旋转转子和壳体壁之间形成的大型可变燃烧室——使得它很难与传统活塞发动机的热力学效率相匹配。

燃油经济性仍然很差。事实证明,旺克尔并没有完全破解紧凑效率的密码。尽管如此,这一承诺仍令人难以忽视。

在1970年的日内瓦车展上,这款车的第二个版本——富有想象力的命名为c111 - ii——以其升级的四旋翼、350马力的Wankel和抛光的车身吸引了更多的关注。C111-II的燃油喷射旋转传动系统能够在不到5秒的时间内达到60英里每小时的速度,最高速度超过180英里每小时,使其成为当时真正的超级跑车。

这款车看起来已经准备好投产了,据说有狂热的奔驰车迷给公司的斯图加特总部邮寄了空白支票,备忘录上写着C111。

不幸的是,尽管梅赛德斯采用了全新的四旋翼设计,但它并没有接近于满足C111-II的Wankel的极度渴望,即使在建造了十几个测试模型之后,它也无法对过度排放采取任何措施。梅赛德斯确信它既不能通过新出现的EPA的政府嗅探测试,也不能吸引普通公众,除了少数容易兴奋的人,它在1971年永远搁置了旋转,并将C111停在了仓库里。

C111-II甚至有一个合适的行李箱和配套的行李。梅塞德斯-奔驰

进入柴油机

正是在这里,命运的介入——不仅是C111的故事,也是汽车制造商本身的未来。1973年的石油危机爆发后不久,梅赛德斯封存了C111-II,给汽车公司带来了全球性的影响,这些公司突然开始努力将燃油效率置于一切之上。而旋转,虽然紧凑相比巨大的v8时代,只是不能在经济方面交付。

为了规划前进的道路,梅塞德斯从一个新的角度探讨了一个非常古老的想法。如果柴油发动机——永远存在且相对节俭,但因其噪音和咔嗒声而被诟病——能够被改进到既能满足富有客户对性能的要求,又能满足在加油站寻求休息的普通司机的需求,会怎样?

他们决定将C111从仓库中取出,重新用途,向世界证明柴油在廉价经济型汽车和重型卡车之外还有广阔的前景。奔驰(Mercedes)从普通的240D轿车中推出了OM617五缸柴油发动机,并增加了涡轮增压器和中冷器,使其输出功率增加了一倍多,达到相当大的190马力。然后,它把整个装置塞进C111的船中发动机舱,并决定它将打破一大堆速度记录。

1976年6月,梅赛德斯-奔驰C111-IID在纳都环进行64小时纪录的尝试。梅塞德斯-奔驰

1976年,C111-IID在意大利纳尔多环赛上进行了尝试,在那里,C111-IID创造了13项柴油相关的记录和三项一般速度记录,平均速度略低于160英里/小时。1978年,梅赛德斯带着更强大的230马力柴油发动机,以及202英里/小时的C111-III等一系列戏剧性的航空性能改进,再次在其奖杯箱中创造了9项纪录。

1974年,当奔驰决定将C111从旋转发动机换成柴油发动机时,奔驰在美国只销售了一款柴油发动机如果不算乌尼莫格的话:小巧的W115 200D和220D轿车,50多马力的荣耀。到20世纪80年代中期,在美国,从经济型W201紧凑型到大型s级,你都可以买到涡轮柴油发动机。

关键的转折点

毫无疑问,梅赛德斯-奔驰C111在作为异域跑车试验台存在的十年中,关上了一扇动力传动系统的门,又打开了另一扇。如果这家德国汽车制造商能够把旋转式发动机麻烦的燃油消耗和排放问题控制到自己满意的程度,如果1973年的石油危机没有迫使这个问题出现,Wankel发电厂很可能不仅仅是马自达的利基RX系列跑车的一个新颖的方面。

随着一家全球汽车制造商全力支持这项技术,谁知道它能走多远呢?

在Untertürkheim的发动机测试车间单独生产梅赛德斯-奔驰Wankel发动机。在工作台上可以看到各种Wankel发动机,其中包括C111中使用的M950F的三转子和四转子型号。工作台最左边的是乘用车发动机设计主管沃尔夫-迪特尔·本辛格,他是梅赛德斯-奔驰Wankel发动机开发的主要支持者。梅塞德斯-奔驰

如果你怀疑梅赛德斯是否有能力改变市场,你只需要考虑一下C111-IID的涡轮柴油明星转向对改变驾车者和公司高管心目中的技术的影响。1978年,大众公司在其s级执行轿车上发布了第一款涡轮增压柴油发动机,三年后,下一代燃油旗舰将出现在美国海岸,开始缓慢而稳定地说服美国司机相信柴油的潜力。与此同时,国内制造商的做法却恰恰相反,我应该注意)。

在短短36个月的时间里,C111已经说服了梅赛德斯的产品规划者的旺克尔旋转的棘手。在几乎相同的时间内,C111-IID将在梅赛德斯-奔驰、欧洲乃至世界其他地区,通过工程改造,摆脱柴油发动机在历史上沉闷而勇敢的名声。

至少,这证明了进步的道路往往不是一条直线。目前,汽车行业大力推进电气化进程,得益于柴油排放作弊丑闻.有时你开始解决一个问题,结果却解决了另一个问题。

1970年的奔驰C111-II梅塞德斯-奔驰
1970年的奔驰C111-II梅塞德斯-奔驰

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