玛莎拉蒂新引擎来自48年前？还跟法拉利F1有关？

截稿前，玛莎拉蒂的新车MC20在国内刚上市没多久，这大概也是最吸引我的一款玛莎拉蒂的超跑了，毕竟官方宣称它用了法拉利在2015年赛车上的一个技术，TJI，也就是湍流点火。

而这个技术又有很多人说其实是跟本田五十年前的CVCC如出一辙，什么？那就是2015年的法拉利赛车引擎跟五十年前的本田思域同源？难道这就是法拉利这几年在F1赛场上如此卑微的原因？让我康康。

玛莎拉蒂MC20所使用的这款全新发动机名为Nettuno，中文名为海神。大家都知道，法拉利因为在2016年的时候就正式独立出FCA了，所以自然未来也就不会再为玛莎拉蒂提供发动机了。

为了减少法拉利独立出集团这件事对自家车型的影响，玛莎拉蒂从2015年知道这件事以后，就开始自行研发新发动机，于是时隔5年，一款名为Nettuno（海神）的发动机就在今年正式发布了。

新发动机采用了3.0L气缸排量，V6布局，并采用我们非常熟悉的90度夹角布置，最大功率达630kW，最大扭矩730Nm，同时达到欧6D排放级别，在国内可以达到国6B的排放。而且它还采用了干式油底壳，于是听到这里，是不是这台发动机的定位一下子就非常清晰了。

应用了新的技术后，玛莎拉蒂的发动机在性能和燃油经济性上做到了非常好的优化。

一般说到内燃机在动力和经济性方面的问题，这总是一个取舍的过程，当需要更高性能的时候，不可避免地在燃油经济性会差一点。但是海神却取了熊掌也得到了鱼，就V6发动机的性能而言，它的这个动力表现是高于大多同级竞品的，但同时将燃油消耗量却减少约3％。
在上面一串参数中不难发现，虽然玛莎拉蒂20年没有发布过自家研发的发动机了，但是不代表他们没有研发牛逼的发动机的能力。

我们上面说到，玛莎拉蒂的这款Nettuno（海神）发动机其实是与法拉利2015年征战F1的那台SF15-T是有着一定的关系的，官方的解释是说，这款新的发动机是借鉴了SF15-T发动机的一定技术，并将其改良为更适合街道的版本。

那跟本田初代思域又有什么关系呢？别急，先看看海神发动机的结构。

海神这款发动机中，有三个特别重要的技术点，分别是预燃室、双喷射以及偏置火花塞，也是这些部分的升级，才使得这款发动机在动力以及排放上实现鱼与熊掌可兼得的结果。

而预燃室是其中非常重要的地方。
预燃室是什么呢？其实就是相比普通发动机多了一个预燃烧室，这个燃烧室的作用是将一小部分的混合气点燃，然后利用这一小部分被点燃的混合气的火焰去将主燃烧室内的混合气点燃。

这样做的好处是可以大大提高燃烧效率（原因下文会介绍），也就是能将主燃烧室内的混合气燃烧得更迅速、更彻底，同时也更利于稀薄燃烧，对于排放都有积极的作用。

其实预燃室这个概念很早之前就用车企用过，例如本田的CVCC（Compound Vortex Controlled Combustion，复合涡流调整燃烧），这是一种稀薄燃烧的一种解决方案，它采用了预燃室的发动机技术，也就是初代本田思域搭载的发动机上的一个技术。它让发动机以低于理论空燃比14.7：1燃烧混合气。而更少的汽油喷射也就意味着更少的不完全燃烧。

这个技术是利用预燃室的方式，在化油器发动机上实现了分层燃烧和稀薄燃烧，帮助本田度过了当时非常严苛的环保法的政策环境。

从上图可以看出，CVCC这个技术就是在燃烧室上方增加了一个圆形的空间，这个结构被称为双腔燃烧室，这个除了我们熟悉的主燃烧室外，另一个就是我们所说的预燃室。

在进气冲程中，预燃室和主燃烧室都会充满空气，但是只有预燃室内中会进入汽油，在压缩冲程，会有部分汽油从与燃烧室进入主燃烧室，与主燃烧室内的空气混合，形成非常稀薄的混合气。在进入做功冲程，火花塞点燃预燃室内的高浓度混合气，从而引燃主燃室的稀薄混合气，以实现稀薄燃烧。

CVCC这个技术让燃烧室内的燃烧缓慢且温度低，对汽车的排放十分友好，但同时因为过稀的混合气，也就是过少的主燃烧室燃油，使得发动机输出功率受限，所以本田是靠牺牲一定的动力换来排放的达标。

那么Nettuno的预燃室跟本田这个一样吗？当然不可能一样，Nettuno可是拥有630PS的怪兽，如果要说它们之间有什么关系，那就是这两者都是采用了双燃烧室的设计，仅此而已。

非要说Nettuno跟谁有什么关系的话，那只能是我们上面说到的2015年法拉利的F1赛车SF15-T了。那法拉利这个SF15-T的预燃室又是怎么回事呢？

其实当年法拉利会用到这个技术，也是因为国际汽联通过限制赛车的燃油负载和平均燃油流速来对燃油进行严格的限制，所以如何减少比赛中燃油消耗，并更高效利用有限的燃油也成了比赛中的一大挑战。所以更加充分挖掘发动机潜力成为了各大F1的新研究方向。

而法拉利引擎供应商马勒则给出了这个用双燃烧室的解决办法，也就是增加预燃室。这个技术被官方称之为Turbulent Jet Ignition (TJI) ，湍流点火。

当然，在F1赛车中，首先使用到预燃室的还是奔驰车队，他们2014年就已经使用，而法拉利是紧随其后2015年使用。
在法拉利SF15-T的发动机内，因为国际汽联的要求是F1每个发动机的气缸只能有一个喷油嘴，所以马勒最终决定将喷油嘴安装在主燃烧室内，而预燃室中大约有2-3%的可燃混合气体在压力的作用下，通过燃烧室顶端环状分布的喷射孔进入预燃烧内，然后这些混合气在预燃烧室的火花塞作用下被点燃，燃烧后的火焰通过数个喷孔喷到主燃烧室燃烧剩下的混合气。

在这里，工程师也会根据需要来设计预燃室孔的大小和数量，以此来操纵湍流点火的火焰在气缸的喷射方向、压力，还是喷射速度，或是火焰尖峰形态等等。而这些都是通过大量的CFD计算流体力学建模来作为理论支撑的。

其实简单点说，就是这个技术是利用了预燃室来代替了传统火花塞的作用。那么为什么要用预燃室代替火花塞呢？要知道，火花塞点火是一个从火花塞电弧出生成火核，再由火核向外逐渐扩张点燃的过程。

而预燃室生成的直接就是成型的火焰，在预燃室内的混合气被点燃后，高压将火焰从预燃室的小孔中推出，通过火焰将主燃烧室混合物迅速燃烧。大面积以及高速喷射的火焰可以让主燃烧室内的混合气更容易实现多点自燃，效果类似HCCI。同时因为火焰的传播速度更快，所以可以让缸内末端的混合气被同时点燃，这也就减少了缸内爆震的问题。所以海神在有着与法拉利F8和SF90的3.9T相同的气缸行程的基础上，可以把缸径设计得相比要大一些。

虽然看不到法拉利发动机的结构图，但是从描述上来看，结构与玛莎拉蒂这副新的发动机Nettuno是极其相似的。它们都是在预燃烧室里面只布置了火花塞，而把喷油嘴直接布置在主燃烧室中，这一点是Nettuno发动机与别的有预燃烧室的发动机的最大不同。

这种设计被马勒称为被动式预燃室技术。也就是说混合气是通过被动的手段进入到预燃室的。

那么Nettuno发动机与法拉利F1发动机在对混合气燃烧方面又有什么不同呢？其实非常明显的不同就是在于火花塞的数量。因为F1只允许一个气缸内布置一个火花塞，而玛莎拉蒂的发动机则没有这限制，所以为了在低负荷区域有更好的燃烧效果，Nettuno的每个气缸内是布置了两个火花塞的。

Nettuno的其中一个火花塞就是与法拉利F1发动机一样的，布置在预燃室内的火花塞，而另一个则是被布置在了主燃烧室内。
在低负载下，两个火花塞都会进行工作，这个目的是为了能燃烧燃烧室内的混合气进行稳定燃烧，也就是确保所有的混合气都能实现完全燃烧；当发动机处于高负荷工况下，只有预燃室内的火花塞会工作。

其实对于玛莎拉蒂的发动机来说，他们并没有什么限制，那为什么不需要在预燃室内布置一个喷油嘴呢？

其实这是因为Nettuno内的燃油和空气采用接近14.7:1理论空燃比进行混合，所以进入到预燃室内的3%左右的混合气是适合点燃的混合气，所以这也是马勒的TJI与本田CVCC最本质上的不同。
同时采用接近理论空燃比的混合气不仅能保证动力输出，同时对于排放也是有积极作用的。
其次是因为少布置一个喷油嘴，这样对于预燃室的体积减小也是有一定的帮助，更小的预燃室设计也可以让内部的燃烧更快完成，向主燃烧室内扩散。

（非Nettuno发动机示意图）

而第二点是Nettuno采用了双喷射技术，也就是进气歧管喷射以及缸内直喷两种形式。（其中直喷350bar，歧管喷射6bar）

直喷发动机用于雾化汽油和空气混合的时间很短，这就对缸内的滚流技术有非常高的要求，如果进气道和缸内的几何形状设计不好，没有能形成很好的滚流效果，那么就可能会出现局部的汽油和空气混合不均匀的问题，这是颗粒物产生的根源之一。

所以玛莎拉蒂出于混合气混合速度以及排放角度的考虑，最终采用了双喷射技术，让燃料和空气可以在进气歧管中就开始混合，同时在进入气缸后，再结合进气时产生的缸内滚流，把缸内直喷的燃料与进气歧管喷射的燃烧进行混合。
同时直喷供油系统压力达到350bar，也就是说它可以更好地雾化燃油，这也导致了缸内能有更好的油气混合物形成，更利于充分燃烧。

所以简单说，海神的这一套技术主要是优化了内燃机的燃烧效率，它让混合气在更短的时间内实现完全燃烧，这对于提升热效率来说有着非常重要的作用。
其实在大规模汽车电动化的大环境下，看到内燃机技术还在不断突破，今年无论是海神发动机的发布，还是HCCI汽油压燃发动机的量产，这些都在证明着传统车企并没有完全放弃内燃机。

但目前来说，政策对内燃机存在的条件却越来越苛刻，更高的热效率是内燃机未来方向，更高的动力，更小的燃油消耗和排放水平都成了社会对内燃机继续发展下去的基本要求。

3.0L V6发动机，实现了国六B的排放，630ps马力，730牛米峰值扭矩，媲美当年MC12的6.0L V12，还采用干式油底壳。
看到这些，我只想说一句：玛莎拉蒂，干得漂亮！