仔細想想。我們現在身處一個迷因(meme)誕生、盛行又被遺忘可能只在一週內的時代。那麼,Offy引擎是如何在長達四十年的時間裡,成為從印第安納波利斯賽車場的磚牆、密爾瓦基賽道的鋪裝路面,到鄉間塵土飛揚的泥土賽道上,無可爭議的重量級冠軍呢?技術上的卓越是一方面原因。恰好在對的時間出現在對的地點是另一原因。但最主要的是,Offy之所以能蓬勃發展,是因為它是一匹獨角獸,是形式與功能的絕佳結合,是那個時代賽車運動的理想武器——當時的公路賽被視為懦夫的遊戲,而橢圓形賽道賽才是美國賽車運動的唯一真理。

「我在一天內就開著搭載Offy引擎的微型賽車贏了三場決賽——1963年的勞動節。」馬里奧·安德烈蒂(Mario Andretti)回憶道。「後來,當他們為Offy渦輪增壓時,在限制增壓壓力之前,你可以盡情地榨取它的動力,而那具引擎的特性就是能夠承受住。我的意思是,看看它有多可靠,持續了這麼多年,這麼幾十年。好吧,當然,偶爾也會爆缸。但如果你在適當的時間內重新組裝引擎,你可以讓它跑一輩子,而這種可靠性是贏得冠軍的關鍵。所以,是的,很難不愛上那具引擎。」

Offy引擎以其名字來自大師級機械師兼前車間主管弗雷德·奧芬豪澤(Fred Offenhauser)的名字命名,他於1933年在洛杉磯南部的市中心開設了自己的小型企業。起初,他靠翻新卡車引擎來維持他狹小、簡陋的車間的運轉。但在1934年,他開始銷售四缸賽車引擎,品牌為Offy,而同為南加州人的凱利·佩蒂洛(Kelly Petillo)在隔年贏得了該引擎在印第安納波利斯500賽事中27場勝利中的第一場。該引擎排量為260立方英寸,馬力約為250匹,讓佩蒂洛能夠以每小時115.095英里的速度完成排位賽。

將近半個世紀後,同一具基本引擎仍然佔據主導地位,這在很大程度上歸功於渦輪增壓器的加入,將動力輸出提升到了其原始製造商無法想像的水平。1973年,在進氣歧管壓力——衡量有多少額外空氣被壓入燃燒室的指標,通常以每平方英寸磅或英寸汞柱為單位——達到令人難以置信的增壓水平時,約翰尼·拉瑟福德(Johnny Rutherford)使用了一具159立方英寸的渦輪增壓Offy引擎,在印第安納波利斯500賽事的練習賽中跑出了每小時200英里的單圈速度,並以創紀錄的每小時198.413英里的速度奪得杆位。

「在那個年代,進氣歧管壓力沒有限制。」引擎製造商羅傑·貝利(Roger Bailey)回憶道,他也是拉瑟福德在1976年贏得Offy最後一次印第安納波利斯500賽事冠軍時所駕駛引擎的製造者。「我們有一個120英寸的進氣歧管壓力計,我們把指針都弄彎了。我們的Heenan & Froude 490測功機最高只能顯示1350馬力,而那具引擎在測功機上的表現遠超於此。我們永遠不會知道真實的馬力。但拉瑟福德總是說,他可以在賽車場的短直道上讓輪胎空轉。」

在美國方程式賽車的頂峰時期,Offy引擎的統治地位幾乎無法被誇大。紀錄顯示,255和270立方英寸的型號贏得了除了派克峰以外的所有Champ Car賽事,從1946年10月到1963年8月。而在1953年至1960年間,所有進入印第安納波利斯500賽事排位賽的賽車,要麼是Offy,要麼是Novi——後者最初是在奧芬豪澤的車間製造的。此外,還有數千場由專為微型賽車和衝刺賽車設計的小型引擎版本贏得的比賽。沒有其他賽車引擎能如此成功地持續這麼長時間。甚至沒有任何引擎能接近。

多年來,Offy引擎擊敗了無數競爭對手,包括Sampson V-16、Art Sparks的Big Six和Little Six、Novi、四凸輪軸的Indy Ford、Flathead Ford,以及各種其他量產引擎,更不用說來自Maserati、Alfa Romeo、Mercedes-Benz和Ferrari的方程式賽車引擎了。傳統觀點認為,壓垮Offy引擎的最後一根稻草是Cosworth DFX的開發。這似乎很有道理。畢竟,Cossie是一款完全現代化的渦輪增壓引擎,是對主宰F1數十年的深奧Formula 1引擎的改進。所以,當然,它比Offy更好,對吧?

嗯,有好有壞。在1970年代後期,印第安納波利斯賽車場賽事開始擴展到公路賽道,而為橢圓形賽道設計和優化的Offy引擎顯然無法與之競爭。然後,引擎因越來越嚴苛的燃油限制和進氣歧管壓力限制而變得更加弱勢。表面上的目標是降低速度,但實際上,這阻止了車隊總監將Offy的增壓壓力調到極高的水平,否則八缸Cosworth引擎,其狹小的進排氣口和氣門,可能會像羅馬蠟燭一樣爆炸。所以,從某種意義上說,Offy引擎的衰落,既是政治的受害者,也是技術劣勢的結果。

引擎製造商斯圖爾特·範·戴恩(Stewart Van Dyne)見證了Offy引擎的終結,他對其死亡原因有自己的看法。「規則。」他簡單地說。悲傷但真實。以下是事情發生的故事。

我們都知道忒修斯之船的悖論。如果船的每一個零件都被更換了,它還是原來的船嗎?人們不禁想對Offy引擎提出同樣的問題。多年來,該引擎受益於無數升級,從磁電機到電子點火,從化油器到燃油噴射,等等。但這具備受尊敬的四缸引擎最令人驚嘆的是,有多少東西保持不變。奧芬豪澤最後一次官方參賽是在1982年的Pocono 500英里賽。如果你從吉姆·麥克艾爾雷斯(Jim McElreath)的翼式Eagle賽車後部拆下渦輪增壓組件和一些輔助部件,你會看到一個高而窄的Y形動力裝置,它與1935年在印第安納波利斯賽車場凱利·佩蒂洛(Kelly Petillo)的高置前輪驅動Wetteroth賽車中的引擎有著明顯的相似之處。

無論引擎是在大蕭條時期製造,還是在迪斯科熱潮的頂峰時期製造,它總是具有一些標誌性特徵:首先,一對細長的凸輪軸箱,包裹著頂置凸輪軸,每缸操作四個進氣和排氣門。其次,整合式的缸體和缸蓋,無需易損壞的汽缸墊。第三,一個桶形的鋁製曲軸箱,裝有青銅隔板,被稱為「Webs」,這賦予了Offy引擎傳奇般堅固的下部結構。第四,一個高齒輪塔,容納了一組齒輪,比鏈條或皮帶能更精確地驅動凸輪軸、機油泵和磁電機/分電器。

Offy引擎中的許多特徵,由於現代冶金學和加工技術的進步,已經變得過時。但其中一個特徵仍然是當今高性能引擎的黃金標準:四氣門雙頂置凸輪軸(DOHC)配氣機構和五邊形燃燒室。諷諷刺的是,這種DOHC結構是最古老的設計之一,可以追溯到汽車發展的早期。

尼古勞斯·奧托(Nicolaus Otto)於1876年獲得了四衝程內燃機的專利。在接下來的四分之一世紀裡取得了許多進展,但對於哪種設計最有效,仍然存在不少爭議。在沒有電腦,更不用說電腦模擬的時代,不可能確切地知道燃燒室內部發生了什麼——混合氣體流入氣缸的平穩程度,燃燒效率,以及廢氣通過排氣口排出的難易程度。理論 abound,但試驗和錯誤是確定有效方法的唯一途徑。這就是為什麼賽車對新興汽車的發展如此重要。

如今,賽車是一種娛樂形式,主要用於取悅車迷並為製造商提供推銷產品的平台。自20世紀70年代以來,由安全和均等性這兩大目標驅動的管理機構被迫頒布規則,通過削減尾翼、限制引擎轉速等方式來減慢賽車速度。相比之下,一個世紀前,賽車是狂野實驗的實驗室。誠然,許多潛在的創新最終都失敗了,很快就被歷史的塵埃掩埋。但我們現在認為理所當然的許多汽車特徵,都是首先在賽道上被證明有效的。

標緻(Peugeot)是世界上最古老的汽車製造商,其早期的一款車型在1894年從巴黎到魯昂舉行的世界首次汽車拉力賽中並列第一。1911年,為了準備重新舉辦的法國大獎賽,該公司決定製造一輛全新的賽車。但他們沒有將設計委託給內部工程部門,而是交給了三名廠隊賽車手,並由一位名叫歐內斯特·亨利(Ernest Henry)的才華橫溢的製圖員協助。這四個人沒有受過正規訓練。相反,他們是憑經驗行事的實證主義者。懷疑的標緻工程師們稱他們為「Charlatans」(騙子)。想像一下,當這些看似虛張聲勢的傢伙們揭示了一個改變汽車歷史進程的設計時,他們有多麼驚訝。

內燃機本質上是一個空氣泵,用熱量來換取能量。在其他條件相同的情況下,你將混合氣體吸入氣缸的速度越快,燃燒效率越高,廢氣越容易排出,你就能獲得越大的動力。就像生活中的一切一樣,有利有弊。如果你想要一個呼吸更好、轉速更高的引擎,你最好準備好付出更高的代價,並接受更高的災難性故障的可能性。這就是為什麼主要關注盈利的汽車製造商經常選擇性能上並非最佳的引擎設計。

懷疑的標緻工程師們稱他們為「Charlatans」。

考慮一下福特(Ford)在1932年推出的開創性Flathead引擎。這款引擎將V8動力帶給了普通大眾,並成為熱血改裝運動的技術基礎。為了降低成本和簡化複雜性,氣門——每缸兩個——位於缸體側面,而不是缸蓋,並由位於曲軸正上方的凸輪軸驅動的挺桿打開。(嚴格來說,這被稱為L型頭引擎。如果氣門位於氣缸兩側,則為T型頭。但兩者都是Flathead或側氣門設計。)優點?製造簡單且便宜。缺點?氣流受阻,燃燒室受損。

第二次世界大戰後,通用汽車(General Motors)新一代頂置氣門引擎吞噬了福特的市場。這些OHV引擎的標誌性特徵是通過長推桿驅動的氣門。雖然配氣機構比Flathead更複雜且昂貴,但將氣門置於氣缸頂部,使得設計出更高效的燃燒室成為可能。然後,克萊斯勒(Chrysler)通過創造一個頂部形狀像天文館穹頂的燃燒室,進一步提高了標準。一個進氣口在這一側,排氣口在另一側的橫流缸蓋,促進了更好的呼吸,而位於頂部死點的火星塞則優化了燃燒。按照這種設計製造的引擎最初於1951年以FirePower的名義銷售,但我們現在知道它們是Hemi引擎。

半球形燃燒室允許使用能產生巨大動力的氣門。缺點是,Hemi缸蓋每個氣缸只能容納兩個氣門,這是一個問題。記住,內燃機本質上是一個空氣泵,所以它性能好壞的關鍵因素是工程術語中的「容積效率」。這大致相當於你能在多大程度上通過進氣口將空氣燃料混合物完全充滿燃燒室的容量。如果提高容積效率是目標,那麼四個氣門顯然比兩個好。缺點是四個氣門無法裝入Hemi缸蓋。取而代之的是,你必須使用所謂的五邊形頂蓋(pent-roof head),它由五個傾斜的表面組成(就像一個五邊形),而不是半球形穹頂。

信不信由你,「Charlatans」早在1911年就弄清楚了這一切。他們還有另一個深刻的見解。他們不想將凸輪軸埋在缸體裡,並通過長而重的推桿打開氣門,這會限制引擎轉速。相反,他們將凸輪軸置於缸蓋上方,並通過L形凸輪從動件打開氣門。他們設計的賽車圍繞著一具四缸、16氣門、雙頂置凸輪軸引擎構建,其結構至今仍然是從入門級本田Civic LX到416馬力的梅賽德斯-AMG CLA45 S的標準解決方案。

記錄在案,「Charlatans」並沒有發明DOHC設計。但他們是證明其有效性的人。在其1912年的首次亮相中,全新的標緻賽車由喬治·布瓦洛(Georges Boillot)駕駛,他就是「Charlatans」之一,贏得了法國大獎賽。這輛車比當時被認為是最先進的賽車的菲亞特(Fiat)領先了13分鐘。次年,另一位「Charlatans」成員朱爾斯·古(Jules Goux)駕駛升級版的標緻賽車贏得了印第安納波利斯500賽事。儘管在進站時停下來喝香檳恢復體力,他仍然比第二名領先了13分鐘。

美國人立即意識到,法國的「入侵者」有一個更好的主意。1915年,「狂野的鮑勃」伯曼("Wild Bob" Burman)購買了一輛標緻賽車,他在1911年以41.732英里/小時的速度創下了陸地速度紀錄,駕駛的是前巴尼·奧德菲爾德(Barney Oldfield)的Blitzen Benz。伯曼從海岸到海岸橫掃賽場,直到引擎報廢。為了修復它,他尋求了一位後來被歷史學家格里菲斯·博格森(Griffith Borgeson)描述為「美國賽車史上最偉大的創造性人物」的幫助。

與「Charlatans」一樣,哈里·阿米尼亞斯·米勒(Harry Arminius Miller)是一位直覺且多才多藝的自學天才。儘管後來的照片顯示他是一位衣著考究、戴著時髦的費多拉帽和精心打理的鬍子的講故事者,但他來自堅實的中西部血統,是德國移民的兒子,出生在一個威斯康辛州的小伐木鎮。米勒的正規教育在他輟學去自行車店工作時就結束了。他對機械著迷,是一個通過拆解來學習事物運作方式的典型動手者。但與大多數DIY者不同,他不僅滿足於將它們重新組裝起來。不,他渴望製造更好的捕鼠器,無論是簡單的燃油泵,還是用於水上飛機賽車的W-24船用引擎。

在他成長的過程中,米勒經營自行車店,修理蒸汽引擎和铣削設備,設計並製造了摩托車,申請了火星塞專利,並在幾家汽車公司工作過。他在準備一輛早期奧茲莫比爾(Olds)賽車時學到了賽車的基本知識,而在一家鋼鐵廠擔任車間主管的經歷,讓他了解了冶金學和鑄造技術的最新思想。在某個時候,他開始關注一個困擾過任何使用化油器的人的問題:如何最好地調節空氣和燃油的混合比。最終,他申請了一項專利,該專利使用旋轉桶,隨著節氣門的打開而逐漸暴露燃油噴嘴。雖然他所謂的「Master」化油器在部分油門下效果不佳,但對於高性能駕駛來說卻是完美的。除了確立他在賽車界的聲譽外,銷售化油器的經驗也激發了他對更宏偉的賽車項目的渴望。

到1915年,哈里·A·米勒製造公司(Harry A. Miller Manufacturing)僱傭了50多人,他位於洛杉磯市中心南部附近的車間成為了一個蓬勃發展的職業賽車手群體的中心。同年晚些時候,他設計並製造了他的第一批單頂置凸輪軸四缸引擎之一。1920年,他推出了他的第一批壯觀的直列八缸引擎,採用了明顯受到伯曼舊標緻賽車啟發的DOHC配氣機構。米勒很快成為戰間期美國賽車設計和生產的巨頭,他投射在賽車運動上的陰影直到Offy引擎在20世紀80年代初最終消失才消退。

米勒的工廠是一個從頭到尾的運營模式;他的賽車幾乎每一個零件都是在廠內製造的。而這些賽車是多麼的驚人!為高速、傾斜的木質賽道設計,在那裡節氣門很少鬆開,賽車的車身極其纖細,駕駛艙寬度僅為18英寸。後來,米勒為印第安納波利斯賽車場推出了一款前輪驅動版本。通過取消傳動軸,米勒能夠降低駕駛艙的高度,並使車身在空氣動力學上更加流暢。但他的賽車成功的秘訣在於長而光滑的引擎蓋下的引擎。

米勒的第一款直列八缸引擎排量為183立方英寸。然後是同一引擎的122立方英寸版本。但他的傑作是一具91立方英寸(1.5升)的機械增壓直列八缸引擎,其產生的速度幾乎令人難以置信。1927年,弗蘭克·洛克哈特(Frank Lockhart)在大西洋城的一條木質賽道上跑出了每小時147.7英里的單圈速度。他駕駛著同一輛車,完全沒有流線型,四個暴露的輪胎,在加州穆羅克乾湖上的一個短賽道上達到了每小時171.02英里的速度。洛克哈特用1.5升米勒引擎達到的速度,僅比亨利·西格雷夫(Henry Segrave)最近用兩台22.5升飛機引擎驅動的專用LSR賽車創下的紀錄慢32英里/小時。

他的賽車幾乎每一個零件都是在廠內製造的。

除了是一位工程天才,米勒還擁有一顆藝術家的靈魂,因此他決心不僅要製造最快的賽車和引擎,還要製造最美麗的賽車和引擎。其基本設計的純粹性,加上各種不必要的裝飾性潤飾,將米勒91賽車轉變為一件工業珠寶。正如馬克·迪斯(Mark Dees)在他權威的歷史著作《米勒王朝》(The Miller Dynasty)的圖說中所寫:「它的設計旨在盡可能輕巧高效,以當時的知識和材料所允許的程度,而這裡展示的早期範例,其建築美學和真正優雅的簡潔性,很少有人能與之媲美。」

但米勒並非一人單幹。有兩位合作者對他的成功尤為關鍵。第一位是利奧·古森(Leo Goossen),一位受過正規訓練的工程師和製圖員,他能夠將米勒晦澀的概念轉化為詳細的工業圖紙。古森安靜而謙遜,給人的印象更像是一位會計師,而不是賽車界的堅定支持者,他將在未來50年裡成為所有純種美國賽車引擎設計的主要參與者。另一位關鍵員工是車間主管弗雷德·奧芬豪澤(Fred Offenhauser),他日耳曼式的精確度使得米勒的零件能夠以當時聞所未聞的公差進行加工。奧芬豪澤還擁有商業頭腦,可以平衡米勒不計成本的商業方法——這也是公司似乎總是在財務災難邊緣徘徊的主要原因。

「米勒沒有錢。」加里·施羅德(Gary Schroeder)說,他是一位資深的微型賽車手和賽車零件供應商,他的父親戈登(Gordon)是一位著名的轉向箱和扭力桿製造商,並擁有各種Offy引擎賽車。「他沒有最先進的機械設備,只有由頂部皮帶和滑輪驅動的破舊工具。但他有幾個非常聰明的人為他工作,所以引擎的公差非常驚人。它們沒有任何墊片。我的意思是,到處都沒有墊片。」

1929年股市崩盤後,米勒並非唯一一個有錢問題的美國人。昂貴而奇特的米勒91引擎,在經濟大蕭條催生了更便宜、更短賽道的賽車形式後,變得無處可用。米勒不情願地同意開發一款價格更實惠的四缸引擎。碰巧,他已經在他的產品組合中有了一款四缸引擎:幾年前為151立方英寸水上飛機級別製造的船用引擎。在將其擴大到200立方英寸,然後到220立方英寸時,米勒和古森用熟悉的直列八缸引擎的16氣門雙頂置凸輪軸結構和五邊形頂蓋架構,取代了單頂置凸輪軸配氣機構。雖然它當時還沒有掛上Offy的標牌,但這實際上是第一款Offy引擎。

Offy引擎是由賽車手為賽車手製造的,其瘋狂背後有其道理。

1934年,四缸米勒引擎在印第安納波利斯賽車場包攬了前四名。可惜,這 proved to be the swan song for Harry A. Miller Inc.,該公司在前一年已被迫破產。作為欠薪的替代,奧芬豪澤帶走了各種工具和機器,以及220直列四缸引擎的模具,他立即在他離開米勒公司後開設的車間開始生產。次年標誌著Offy引擎首次在印第安納波利斯賽車場獲勝。(令人困惑的是,在米勒工廠關閉前製造的四缸引擎在1936年和1938年贏得了500賽事。)後來為奧芬豪澤工作的古森一直認為,「大型」Offy引擎實際上是重新命名的米勒引擎。

記錄在案,奧芬豪澤還委託古森設計一款新引擎,以利用當時最受歡迎的微型賽車熱潮,微型賽車是經濟大蕭條期間最受歡迎的開放式輪胎賽車形式。為了節省時間和金錢,古森將其基於183立方英寸米勒直列八缸引擎的一半。與「大型」Offy引擎的雙頂置凸輪軸配氣機構不同,小型引擎採用了Hemi缸蓋和單頂置凸輪軸。但這具強大的微型賽車引擎以Offy的名義銷售,並且在幾十年裡幾乎無敵。

奧芬豪澤於1941年搬到一個更大、設備更齊全的車間——但仍在洛杉磯南部的市中心——並在第二次世界大戰期間通過國防生產工作而繁榮起來。1946年,他將他的企業賣給了三次印第安納波利斯500賽事冠軍路易斯·邁耶(Louis Meyer)和他的前騎乘機械師戴爾·德雷克(Dale Drake)。在古森提供工程專業知識的情況下,邁耶-德雷克工程公司(Meyer-Drake Engineering)在戰後時代蓬勃發展,製造了三種不同尺寸的引擎:270和255立方英寸用於印第安納波利斯賽車場和其餘的錦標賽賽道,220立方英寸用於衝刺賽車,110立方英寸用於微型賽車。技術上來說,沒有規定你必須運行Offy引擎。但如果你想在美國方程式賽車界謀生,你就要麼選擇Offy,要麼另謀出路。

如今,大多數專用賽車引擎直接來自汽車製造商或專業引擎工廠。它們由機械工程師設計,採用最先進的電腦和數百萬美元的預算,採用精密機床和工具製造的組件,並由經過嚴格培訓的技術人員團隊在無塵室中組裝。在IndyCar界,車隊從本田(Honda)和雪佛蘭(Chevrolet)租賃引擎,它們提供完整的引擎和維護技術人員。這是一種非常「即插即用」的操作。

但在20世紀30年代和40年代,或者50年代和60年代並非如此。直到20世紀80年代,賽車手們仍然從Cosworth和Traco等專業公司購買引擎,或從零件目錄中採購零件自行組裝。車隊負責優化性能、進行日常維護以及在零件損壞時進行維修。當時賽車的資金較少,所以引擎往往被操勞過度。當零件損壞時——這在當時比現在頻繁得多——引擎必須在縣集市和簡陋的泥土賽道等惡劣條件下臨時修復。因此,在即使是資金充足的車隊也只有一名車隊總監和一兩名技師的時代,賽車手們重視堅固、可靠、簡單且經濟的引擎。

「它更像是一台拖拉機引擎,而不是賽車引擎——一個巨大、沉重的馬達,零件巨大而沉重,而且轉速不高。」吉姆·麥基(Jim McGee)說,他在20世紀60年代在Leader Card Racers工作時,曾負責過自然進氣的Offy引擎,後來成為Indy賽車史上最多勝的車隊總監之一。「但它可靠且成本效益高。你每兩場比賽就要重新組裝一次四凸輪軸Ford和Cosworth引擎,但Offy引擎可以跑四場或更多比賽。你大概可以跑1000英里,然後只需要把它拆開,進行Magnaflux檢查,再重新組裝起來,就可以再跑1000英里了。」

Offy引擎並非簡單的引擎——遠非如此——其更獨特的設計特徵需要一些令人煩惱的機械操作。例如,由於汽缸蓋不像傳統引擎那樣可拆卸,镗缸和珩磨汽缸可能很棘手,而氣門維修需要特殊的工具和技術。安裝曲軸是一項更耗時的操作,因為曲軸箱是整體單件式設計。但Offy引擎遠不如威爾伯·肖(Wilbur Shaw)駕駛並贏得1939年和1940年印第安納波利斯500賽事的Maserati 8CTF那樣挑剔。「在Boyle Special賽車上,」印第安納波利斯賽車博物館的修復經理丹·羅森瑙(Dan Rosenau)說,「在節氣門踏板和第二個化油器之間,有17個——不,是18個——連桿、球頭、襯套和軸承。這是我見過的最複雜的節氣門連桿機構。」

Offy引擎是由賽車手為賽車手製造的,其看似瘋狂的設計總有其道理。以整合式的汽缸體和汽缸蓋為例。這種非傳統設計的主要好處是消除了對汽缸墊的需求。今天聽起來沒什麼大不了,因為在專用賽車引擎中,汽缸墊損壞的情況極為罕見。但這在Offy引擎於20世紀30年代設計時並非如此,當時的汽缸墊材料遠不如現在。而且,在20世紀70年代,當渦輪增壓的Offy引擎產生超過1000馬力,大約是原始引擎的四倍時,汽缸墊損壞將是一個問題。

整體式設計還消除了當汽缸蓋被夾緊到缸體並擰緊缸蓋螺栓時不可避免發生的汽缸孔變形。「即使一切都完美,這種變形也會發生,」在Ed Pink Racing Engines工作期間修復過各種Offy引擎的弗蘭克·洪索維茨(Frank Honsowetz)說。「而且不需要太多。一根頭髮的直徑約為三千分之一英寸。如果你移動了汽缸孔一千分之一英寸,就足以損害活塞環的密封性。」如今,同樣由於冶金學和緊固件設計的進步,這不再是一個巨大的問題。但以前是,Offy引擎通過將缸蓋和缸體鑄造成一個整體並完全取消缸蓋螺栓來解決了這個問題。

但Offy引擎最不尋常的特徵是其一體式桶形曲軸箱,這迫使機械師採用在「引擎組裝101」課程中沒有教授的技術。在傳統引擎中安裝曲軸時,缸體會被倒置,機油盤會被拆下以露出下部結構。然後,曲軸被放置在半圓形的曲軸主軸頸和軸承座上,這些軸承座將支撐曲軸並使其自由旋轉。接下來,半圓形的曲軸主軸承蓋會被擰緊到主軸頸上,完全包圍曲軸。一旦機油盤重新安裝好,就可以開始使用了。顯然,這省略了過程中所有的工作。但從大局來看,這個過程非常簡單。

在Offy引擎中安裝曲軸是一個更複雜、更耗費勞力的操作。首先,沒有主軸頸或主軸承蓋。取而代之的是,曲軸被堅固的青銅圓盤環繞,在Offy術語中稱為「Webs」。將這些部件安裝到曲軸上後,空曲軸箱會在烤箱中或用帶有玫瑰花嘴的乙炔焊槍加熱到至少200度。然後將曲軸箱立在前端,將組裝好的曲軸從後部一個剛好夠大的孔中放入。當鋁材仍然很熱時,將「Webs」夾緊到箱體上。冷卻和收縮時形成的所謂的「過盈配合」比簡單地將組件擰在一起更牢固。這個過程確實很痛苦——在加熱箱體側面的狹窄通道內操作扳手時,幾乎不可能避免燙傷手和手腕。但正如他們所說:沒有痛苦,就沒有收穫。

它更像是一台拖拉機引擎,而不是賽車引擎——一個巨大、沉重的馬達,零件巨大而沉重。

一體式曲軸箱比標準的帶有主軸承蓋的分體式曲軸箱堅固得多。這是一個特別有利的優勢,當引擎是帶有180度平曲軸的直列四缸引擎時,這種引擎會將氣缸壓力直接上下傳遞,並使主軸承蓋承受巨大的載荷。雖然可以通過使用四個甚至六個螺栓固定主軸承蓋來解決這個問題,但一體式曲軸箱是一個更好的解決方案。憑藉其桶形箱體和通過過盈配合固定的「Webs」,Offy引擎的下部結構幾乎不受振動影響,即使在引擎開始產生1000馬力或更多時也是如此。「只要你的間隙調整得當,它在組裝時就非常堅固。」邁克·德文(Mike Devin)說,他在成為USAC的技術總監和賽事總監之前,曾擔任過無數Offy引擎的車隊總監。「它就像一塊岩石。」

堅固性是Offy引擎最引人注目的特點之一。但在賽車中,目標不僅僅是完賽;而是要第一個完賽。因此,在大家都在使用Offy引擎的那些年裡,車隊總監們不斷地進行微調,以尋找任何微小的優勢。最有創造力的人被稱為「Offy女巫」(Offy witches),他們的黑魔法從使用不同的凸輪軸研磨以適應不同的賽道等小調整,到創建帶有兩個機油泵的「雙泵」潤滑系統等重大升級。有創意的車隊總監甚至將Offy引擎以「臥式」安裝,與垂直方向成90度角,以降低他們龐大的前置引擎跑車的引擎蓋高度。

實驗最常見的領域是缸徑和衝程。一些引擎製造商傾向於更長的衝程(配合較小的缸徑)以最大化轉矩和出彎加速。另一些則偏好更短的衝程(和更大的缸徑)以允許引擎轉速更快並產生更高的頂部馬力。凸輪軸研磨也開放解釋。「有很多選擇,每個人都有不同的想法來適應不同的賽道,」施羅德說。當時,請記住,比賽在泥土和鋪裝路面上進行,短賽道和長賽道,以及路面的狀況——濕滑、光滑,無論如何——都是另一個需要考慮的因素。

最有創造力的人被稱為「Offy女巫」。

這些變化產生的改進在比賽結果上是可衡量的,但在速度上卻是漸進的。當第一輛Kurtis KK500A跑車於1952年搭載270立方英寸Offy引擎出現在賽車場時,比爾·武科維奇(Bill Vukovich)是最快的排位車手,速度為138.212英里/小時。十年後,在一輛搭載255 Offy引擎的Watson跑車上,帕內利·瓊斯(Parnelli Jones)以150.370英里/小時的速度奪得杆位。十年內增加了12英里/小時似乎不多。但只要Offy是唯一的選擇,就足夠了。

到了20世紀60年代初,情況發生了變化,當時允許使用更大的量產引擎的規定,使得Offy引擎在衝刺賽車和微型賽車領域越來越不具競爭力。然後,在1963年,吉姆·克拉克(Jim Clark)駕駛著289福特(Ford)的255立方英寸版本,在500賽事中獲得第二名,這款引擎搭載在Cobra跑車上。次年,經過耗資1000萬美元的開發計劃,福特帶著一款四凸輪軸V8引擎回來了,這款引擎比Offy引擎多出75馬力和2000轉/分的轉速。1964年,Offy引擎憑藉A.J. Foyt的努力,在印第安納波利斯賽車場險勝一場,但克拉克在次年憑藉四凸輪軸Ford獲勝。1966年,33名參賽者中只有九名駕駛Offy引擎,而且沒有一個具有競爭力。更令人沮喪的是,路易斯·邁耶離開戴爾·德雷克,去接管福特引擎項目,車間也搬到了聖安娜的一個新廠區,離迪士尼樂園不遠。

看來是時候讓這匹疲憊的老馬退休了。但事實證明,由於一些新技術的出現,這匹老戰馬仍然有一些生命力。

從內燃機中獲取更多動力的最直接方法是讓更多的空氣通過它。這可以通過兩種基本方式實現:你可以通過提高引擎轉速來增加引擎速度,或者你可以在每次進氣行程中強行將更多空氣送入氣缸。Offy引擎的每分鐘轉速已經達到了極限。因此,在與四凸輪軸Ford引擎的單方面戰鬥中,只剩下第二種選擇。這對車隊總監赫伯·波特(Herb Porter)來說是件好事。

赫伯·馬力(Herbie Horsepower),正如他在USAC界所知,是一位在高壓進氣技術領域的祭司。第二次世界大戰期間,他擔任參謀軍士,負責大修P-40和P-51戰鬥機,並對它們咆哮的梅林V-12引擎上的增壓器產生了深刻的欣賞。戰後,他在1949年為一輛衝刺賽車安裝了一個魯氏(Roots-style)增壓器,後來又安裝了一個離心式增壓器。受到這些賽車速度的鼓舞,他製造了一具增壓Offy引擎,並於1952年在印第安納波利斯賽車場的頭排發車(這輛車恰如其分地命名為Miracle Power Special)。但它在跑了20圈後就報廢了,最終排名第33位,墊底。就像希臘神話中的英雄一樣,波特的增壓賽車往往壯觀但壽命短暫,他暫停了在高壓進氣領域的冒險。

增壓器通過將更多空氣壓入氣缸來產生馬力。它通常由引擎的皮帶、齒輪或鏈條驅動,而這種驅動機制會消耗一部分動力。相比之下,渦輪增壓器由排氣氣體驅動,這些氣體否則會從排氣管排出,因此它產生的額外動力幾乎是免費的。缺點是渦輪需要時間來加速,所以在踩下油門和速度提升之間存在延遲。同時,也很難將渦輪調校到在廣泛的引擎轉速範圍內都能良好工作。

儘管如此,渦輪增壓器在20世紀50年代開始出現在卡車和拖拉機上,並在1962年,通用汽車大膽地將這項技術應用於Oldsmobile Jetfire。工程師鮑勃·德比肖普(Bob DeBisschop)被Garrett AiResearch公司聘請來實現這一目標。它沒有成功,或者至少沒有成功到足以大量銷售。油門延遲是一個拖累,渦輪在低速時作用不大。另一方面,它在高轉速時效果非常好,所以德比肖普認為渦輪增壓器在大橢圓形賽道上可能會有未來,因為引擎大部分時間都在相對狹窄的轉速範圍內運行,他發現赫伯·馬力(Herbie Horsepower)是一位熱情的盟友。

在Stu Hilborn(以燃油噴射聞名)的幫助下,波特和德比肖普將一個為Allis-Chalmers柴油拖拉機設計的現成TE06渦輪增壓器安裝到了一具備用的Offy引擎上。不久之後,他們在測功機上產生了600馬力。哇!1966年,波特將這具引擎塞進了一輛老式的Watson跑車,渦輪增壓器和一套粗糙的、類似魯布·戈德堡(Rube Goldberg)的管道網絡懸掛在駕駛艙側面。在鮑比·格林(Bobby Grim)的駕駛下,賽車在印第安納波利斯賽車場的長直道上以200英里/小時的速度飛馳,並在彎道減速時噴出火焰。格林形容它為「一個絕對的管道噩夢,有兩套噴油嘴,一套用於非增壓,另一套用於增壓啟動。這意味著在低速時,這輛跑車就像一個口齒不清的白痴——噗、嘶、嘶,幾乎跑不動。然後突然,砰!渦輪增壓器啟動了,你只能緊緊抓住你的屁股。」

儘管格林勉強完成了排位賽,但他卻在開場圈的大碰撞中被淘汰了。洩壓閥和其他細節升級的加入改善了駕駛性能,次年,勞埃德·魯比(Lloyd Ruby)駕駛渦輪增壓Offy引擎贏得了USAC的首場勝利。1968年,波特與德比肖普和朱德·菲利普斯(Jud Phillips)合作,為鮑比· उमेदवार(Bobby Unser)的渦輪增壓Eagle賽車進行了改裝。 उमेदवार贏得了印第安納波利斯500賽事,而Offy引擎包辦了前11名完賽車手中的九名。到1969年,福特被迫開始對其曾經無敵的四凸輪軸引擎進行渦輪增壓。但出於一種奇怪的命運轉折,Offy引擎的老式、重型設計——尤其是堅固的下部結構——使其能夠承受比福特引擎更高的增壓水平。隨著功率水平的提高,Offy引擎的呼吸也更好。

「四凸輪軸Ford的問題在於,他們設計的進氣口尺寸與255 Offy四缸引擎一樣大,這對於八缸引擎來說太大了。」範·戴恩說,他製造了推動馬克·唐納休(Mark Donohue)贏得1972年印第安納波利斯500賽事冠軍的渦輪增壓Offy引擎。「乍一看,更大的進氣口似乎是個好主意,因為理論上它們可以讓更多的空氣進入氣缸。但進氣口不像房子的窗戶。區別在於,氣缸的尺寸會影響通過進氣口的氣流速度,較大的氣缸比較小的氣缸能更快地吸入空氣。這增加了每次動力衝程中燃燒的空氣量。Ford有大進氣口,但氣缸太小,無法有效地通過它們吸入空氣。事實上,許多車隊插入了所謂的進氣口填充物,以更好地匹配進氣口的尺寸與氣缸的尺寸。」

由於赫伯·馬力發起的叛亂,Offy得以重拾王座。福特於1971年關閉了其Indy賽車業務,並將所有設備賣給了A.J. Foyt。從1972年到1975年,Foyt是唯一一位駕駛非Offy引擎贏得Indy賽車比賽的車手。這個紀錄在1976年的Pocono賽事中被打破,當時Al Unser駕駛著一款四凸輪軸Ford獲勝,但不是那款Indy Ford。相反,他使用的是一款全新的渦輪增壓版本的Cosworth DFV,該引擎自1967年推出以來就主宰了Formula 1。

Cosworth引擎與Offy引擎一樣,都屬於偉大的引擎殿堂。DFV從1967年到1983年贏得了155場比賽,而其Indy賽車衍生型號DFX又贏得了153場比賽。它輕巧緊湊,足夠堅固,可以用作底盤的受力構件,並且在廣泛的引擎轉速範圍內都能產生良好的動力。設計師基思·達克沃斯(Keith Duckworth)最有影響力的技術創新是將氣門置於燃燒室頂部附近,與垂直方向成狹窄角度,而不是像過去常見的那樣置於側面。這改善了燃燒室的形狀,並允許使用平頂活塞,從而改善了火焰傳播並促進了更好的燃燒。此外,狹窄角度的氣門轉化為更直接——因此更有效——的氣流通過進排氣口。

DFV的氣門夾角,即排氣門和進氣門之間的角度,為32度。在Offy引擎中,設計於一個很早的時代,當時還沒有意識到狹窄角度進排氣口的益處,這個角度是72度。面對DFX的生存威脅,Offy帝國進行了反擊。一個稱為D-G-S(代表Dale Drake、Leo Goossen和Art Sparks)的Offy衍生型號將氣門夾角減小到44度,隨後又推出了一款引擎——最後一款Offy引擎——其氣門夾角為38度。改進是顯著的。但Offy的主要敵人不是Cosworth;而是規則制定者。

1974年,為了應對燃油危機和前一年慘烈的印第安納波利斯500賽事,USAC制定了旨在減慢賽車速度的規定。進氣歧管壓力從不受限制變為限制在80英寸汞柱。較低的燃油配額對Offy引擎來說是一個特殊的挑戰,因為車隊總監傾向於將其設置為濃混合比,這會損害燃油經濟性,以防止活塞熔化。1976年,進氣歧管壓力被削減,次年再次削減,降至42英寸。這對Cosworth引擎來說是完美的,因為在80英寸的壓力下,它可能會像拉開引信的手榴彈一樣爆炸。但這卻讓Offy引擎措手不及。

Offy引擎贏得了它在1976年的最後一場比賽,D-G-S在1978年贏得了最後一場比賽。到那時,很明顯四缸引擎早已過了保質期。約翰·德雷克(John Drake)在1972年父親去世後接管了公司,決定製造一款V8引擎。在1974年底古森去世後,前寶馬工程師漢斯·赫爾曼(Hans Hermann)被聘請設計它。Drake V8引擎在1979年參加了幾場比賽,並顯示出一些潛力,但為時已晚。「資金是一個問題,」範·戴恩說,他被德雷克僱傭來製造這具引擎。「而且酒吧裡的閒聊真的傷害了我們。」德雷克於1979年徹底關閉了公司。

一些後段車隊繼續駕駛Offy引擎直到1982年。該引擎最後一次出現在印第安納波利斯賽車場是在1983年,當時一輛搭載Offy引擎的賽車進行了練習,但未能完成排位賽。在弗雷德·奧芬豪澤位於洛杉磯的簡陋車間生產出第一具引擎近半個世紀後,Offy引擎終於被靜音了。但它在這麼多年裡,在這麼多賽車和這麼多賽道上,發出了多麼美妙的噪音啊!

「如果維護得當且沒有受到過度虐待,自然進氣引擎幾乎是堅不可摧的。」歷史學家戈登·艾略特·懷特(Gordon Eliot White)在他的精彩著作《Offenhauser》中寫道。「這具引擎沒有特別的弱點。它可以承受可怕的活塞速度、嚴重的振動,甚至為了排位賽而使用的劑量過多的硝基甲烷。當渦輪增壓時,它可以在會摧毀60年代量產引擎和Ford四凸輪軸引擎的重壓下保持完整。」

「它是那個時代的引擎。」他總結道。

特別感謝引擎所有者Chuck Jones和製造商Dan Webb。

這個故事首次出現在Hagerty Drivers Club雜誌的America 250數字版中。加入俱樂部,即可收到我們屢獲殊榮的雜誌,並享受獨家汽車活動、折扣、路邊援助等。

我相信,如果規則允許,加上一些現代升級,這具引擎仍然可以參賽。

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