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多一个燃烧室的玛莎拉蒂海神发动机,有多强?
踢车帮 1798浏览 2021-03-03

去年7月,玛莎拉蒂发布了自研的全新发动机,命名为“海神”(Nettuno),搭载于超跑MC20上。你也许听说过,这款发动机很厉害,但具体厉害在哪,我来告诉你。

按照惯例,先上数据。“海神”是一款3.0L双涡轮增压V6发动机,V形夹角90°,干式油底壳。

气缸内径88mm,冲程82mm,这种冲程小于缸径的设计,表明这是一款偏高转速取向的发动机。

7500rpm可输出最大功率630马力,在3000-5500rpm的范围内可维持730Nm的峰值扭矩。升功率210马力,超过了法拉利的那台3.9T V8。

零百加速时间小于2.9秒,0-200km/h加速时间小于8.8秒,极速超过325km/h,100km/h-0制动距离33米。

以上这些数据可以体现MC20的这款发动机很强,但能称之为惊艳的是这个数据——压缩比11:1。

有些朋友可能不觉得这个数据有多突出,因为市面上已经有几款压缩比达到14:1甚至15:1的发动机。但需要注意的是,这些发动机都是自然吸气的(而且大部分宣传的是有效压缩比而非几何压缩比),而涡轮增压发动机的压缩比要低得多。

举个例子,奔驰那台夸张的M139 2.0T发动机,压缩比9:1;GTR的3.8T,压缩比9:1;法拉利的3.9T,压缩比9.6:1。

压缩比越高越好吗?理论上是的。根据以下公式可知,对于绝大多数汽油发动机采用的奥托循环来说,压缩比CR越高,则热效率越高。更高的热效率的意义不仅在于省油,同时也能让燃烧更充分,爆发出更强的性能。

那为什么不把压缩比弄高一点呢?因为现实的限制很多,最主要的一点就是爆震。而涡轮增压发动机因为进气压力更大,所以更容易发生爆震,压缩比自然也就无法达到自吸的水平。

那玛莎拉蒂的海神发动机又是如何做到的呢?主要可以归结为:预燃烧室湍流喷射点火技术。

海神发动机比起市面上其他发动机,在燃烧室顶端多出了一个形似注射器的狭小空间,里面藏着一根额外的火花塞。它便是预燃烧室。

预燃烧室的存在便是为了解决爆震。目前针对爆震问题,主要有两种不同的解决方向。一个是像马自达的SPCCI一样,充入大量的空气,然后靠高压缩比压燃。另一个则是像大众的FSI那样,在燃烧室内形成不均匀的油雾,靠火花塞把中间最浓的部分点燃。

两条路线本质上都是稀薄燃烧,即空燃比大于14.7。这同样带来一个问题——太稀的汽油,点不着怎么办?中间点着了以后火焰扩散不出去怎么办?

预燃烧室则是另一种解决方案。这项技术几年前开始应用于奔驰和法拉利的F1发动机,和海神发动机不同的是,F1发动机的预燃烧室内还有一个喷油嘴。预燃烧室内浓郁的混合气体被点燃后,火焰的湍流经由下方的几个喷孔喷射而出,从而引燃整个燃烧室。

这样一来,喷油的时机便可以进一步推迟,并且油雾主要集中在预燃烧室内,自然不必担心爆震。借助多孔喷孔的设计,又保证了燃烧的充分。这种燃烧方式被称为湍流喷射点火。

不过海神发动机并没有在预燃烧室内布置喷油嘴,而是把350Bar的高压直喷嘴放在预燃烧室附近,两个进气门的中间。

玛莎拉蒂并没有详细解释这一设计的原理,只是说,这样已经能够满足性能和排放等要求,同时能够保证发动机运行的质量,可靠性和稳定性。但这不妨碍我借助所学过的知识,进行一些推理。

可以注意到,缸内喷油嘴和预燃烧室的距离比较近,而且活塞顶部相对应的位置有一个凹坑。所以“海神”应该是借助特殊的缸内气流设计,以及活塞顶部的特殊形状,加上合适的喷油时机,在预燃烧室内和外部的一小片区域内,形成一个“浓油气混合区域”。这样一来,便实现了类似于预燃烧室内置喷油嘴的效果。

而且别忘了,MC20终究是一款民用跑车,它不可能像赛车一样长期工作在满负荷工况,而在低负荷低转速工况下,并不适用湍流喷射点火。

所以海神发动机在主燃烧室内还有一根火花塞,另外还有一套进气歧管喷油系统,让它在日常生活中也能像一台普通的发动机一样工作。

这也从另一个角度解释了它为何不将喷油嘴放在预燃烧室内——因为放在外面更灵活。想要用预燃烧室点火了,就晚点喷油,让油气集中。想要普通点火的话,就早点喷油,让油气分散均匀。

对于预燃烧室技术的研究已经有很多年的历史,但其中有诸多技术难关。所以最近几年这项技术才被应用于F1,而玛莎拉蒂率先将其装在了量产车上。

这款发动机的生产装配要求极其严格,工厂位于意大利摩德纳,发动机中心内部是正压环境,具有极高的无尘标准。每一台完成组装后的发动机还将进行40分钟的台架测试,每台发动机的生产大约需要25个小时,目前每天的产量为4-6台。

大家可能会猜测,将来玛莎拉蒂的其他车型,例如总裁、Levante(参数|询价),会不会换装海神发动机。玛莎拉蒂给出的答案是:不会。其他车型也许会共享部分海神发动机的技术,但海神是独属于MC20的。

过去的一些年,玛莎拉蒂的车型,尤其是发动机,或多或少地借鉴了集团内其他品牌的技术。但如今,随着100%自研的海神发动机的问世,人们对于玛莎拉蒂研发实力的担忧应该可以告一段落了。

随后,我们还将见到玛莎拉蒂的纯电跑车Gran Turismo和全新SUV Grecale(参数|询价),不知道焕发新生的玛莎拉蒂会给我们带来什么新的惊喜。

本文作者为踢车帮 敖奕丰

 
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