法拉利申请胶囊型活塞专利，“药丸”让发动机尺寸减半

法拉利“药丸”是国内车迷圈的一个“梗”，由于在F1赛事中表现不佳，“药丸”（来自“要完”谐音）就成了法拉利粉丝的口头禅，而近日这家意大利制造商真的推出了一款药丸形状的胶囊活塞，并且申请了专利，将用在后续的V12发动机上，相比传统的圆形活塞，椭圆占用空间更小，而在上世纪80年代，本田就曾推出过椭圆活塞的发动机，这种设计存在什么问题？下面我们来详细分析。

法拉利椭圆活塞V12专利解读

从法拉利在欧洲专利局申请的专利图可以看出，V12发动机采用传统的布局，V型气缸之间的夹角也没有特别之处，主要的差异在于活塞形状。

这就要从V12发动机的缺点说起，虽然平稳、动力强劲，但由于两侧各有6个气缸，因此发动机长度超标，难以放在小型车上，如今混动时代，也难以与电机匹配。法拉利的椭圆活塞主要为了缩短发动机的长度，椭圆形活塞的排列比同等排量的圆形活塞更紧密。如果是同样的6.0L发动机，气缸之间的距离缩短，发动机更紧凑，重量也更轻，活塞本身是胶囊药丸形状的，长边采用扁平设计，短边为圆形。

法拉利还设计了一种新颖的旋转组件，进一步缩短发动机长度。在传统的V12发动机中，左右气缸组的活塞共用一个曲轴轴颈，但它们的连杆略有偏移，增加了发动机的整体长度。在申请的专利中，左侧气缸组上的活塞连接到螺栓，再连接到右侧连杆盖上。左侧活塞的连杆较短，通过单独的销钉连接到盖上，从上往下看时，左右气缸平行，而传统发动机采用错位设计，新设计可以缩短长度。

旋转组件比传统的V12更轻，部件更少、更小，这会带来更高的转速，增加动力。法拉利还在专利申请中表示，活塞裙部有削短的“空腔”，有助于减少活塞与气缸壁之间的摩擦。减少摩擦也有助于提高性能，尤其是在超过10000rpm的发动机中。

通过缩短V12发动机，法拉利可以减小车辆整体尺寸，为混动部件腾出更多空间，例如发动机和变速箱之间安装电机。使用椭圆形活塞，理论上可以使用更大或更多的进气门和排气门，增加总气门面积，提升功率。

总体来说，椭圆活塞的优点就是让发动机更小更轻，同时提高转速和功率。但在量产之前，也有许多问题要解决，本田在上世纪研发此类发动机时就遇到了问题。

椭圆活塞存在什么问题？

本田的椭圆形活塞与发动机有相似之处，但也有差异之处，本田使用一个椭圆活塞连接两个连杆，使用8个气门，就像两个气缸的活塞融化在一起，本田在摩托车比赛中使用了这款发动机，首先用双气门单缸发动机进行测试，后续逐渐增加气门数量，达到单缸八气门。然而，此时开发人员已经遇到了许多问题。

突然解体现象是一个重大问题，发动机转速超过10000rpm，就有可能出现这种情况。其原因是连杆扭曲。与普通活塞不同，椭圆形活塞有两根连杆。随着发动机转速的增加，连杆会变形，将活塞销拉离正确方向，导致零件断裂。此时必须提高加工精度、增加连杆刚度。

活塞环也是一件让人头疼的事情，因为椭圆形的环很难精确加工。本田工程师反复试验。例如，早期测试了一个由两部分组成的分体环，并将环制成“手杖”形状，方案并不理想。在尝试了各种替代方案后，团队发现又回到了起点，传统的自拉伸活塞环更适合。

但采用这种设计，他们仍然需要花费额外的精力来计算适当的尺寸，让环在加工过程中保持自由形状，由于数控机床的精度并不高，本田难以生产出合适的零件，本田最后生产出了四缸的椭圆活塞发动机，但重量超标等问题依旧困扰着大家，仅仅三年后就放弃了这一方案。

选车侦探观点：目前法拉利的椭圆活塞发动机还处于概念阶段，仅申请了专利，还没有量产，但如果成功量产，将为内燃机设计带来新的思路，让发动机更小巧紧凑，小心脏大马力，也可以与电机匹配，大家觉得这种方案能成功吗？欢迎讨论。