千百年来人类科技树围绕的核心似乎就是“烧点什么”。自从普罗米修斯带来了火种，烧柴、烧煤、烧炭、烧油，“玩火”就成了蓝色星球上最灿烂的科技文明，汽车内燃机更是这棵科技树上的甜美果实。可是不对呀，现在不是在推广电气化吗？就算汽车内燃机界的偏执狂魔马自达与斯巴鲁，似乎也不能免俗。不过就像手机圈LCD永不为奴，在丰田系汽车制造商的牵头下，引入了雅马哈以及川崎重工两位外援。再该合作项目背景下，一台以氢气为燃料的V8内燃机已经呼之欲出。
氢燃料平替汽油？沿用内燃机结构最表面的优势，就是能够继续站在巨人的肩膀上。就像这台目前披露的氢燃料V8发动机，就是在雷克萨斯RC F那台2UR-GSE 5.0L V8的基础上改进而来。在汽油机情况下，雷克萨斯这台发动机最大马力为477匹，最大扭矩530N·m。改造为氢燃料之后，最大马力为455匹，最大扭矩540N·m（数据细节不明确）。虽然马力相对小了一点，但扭矩则是相应增强，并且最大扭矩在3600rpm就能到来，汽油版本最大扭矩则需要等到4800rpm。不过数据和前景虽然很美好，但直接“烧氢气”真就那么简单吗？
作为元素周期表上排行第一的元素，氢本身就是极为活跃的存在。无论是对金属的渗透能力，还是极易燃烧的特质，对于机械性点满的内燃机来说，用氢作为燃料，无疑是需要全方位的强化。比如雅马哈对于这台氢燃料发动机，就表示在喷油器、缸盖、进/排气等部件进行了改造。至于那无比醒目和夸张的8-1排气管，就更不用说了。我们接下来就挨个儿进行“推测”。
摆在台面上的高热值和高缺陷氢作为燃料可以看做是天然的超高辛烷值汽油，加上氢与氧混合气体燃料速度较快，所以作为内燃机的燃料，氢拥有很好的抗爆性。而且在目前的所运用的燃料之中，氢拥有几乎最高的发热值（核燃料除外）。如果与汽油相比，氢燃烧的发热值几乎是它的三倍。总结就是，氢燃料燃烧速度快，火焰传播速度快，点火能量低等特点。如果套用汽油机的结构，最容易发生的问题就是早燃、回火甚至爆燃等。
所以，这款改造后的氢燃料发动机，将进、排气的位置直接调换，排气集成在V型发动机内侧，而进气结构则放在外侧。这样一来可以减少进气道的长度，并且减少内燃机运转时的散热对进气管道的影响，造成混合气体温度过高导致的早燃问题。同时还有利于均衡的增加两侧气缸的进气量，毕竟发热值增加后，所需要的进气量也是对应增多。
改用氢燃料之后，高压缩比也是抑制早燃、回火等异常燃烧现象的成熟办法。因此很多其它品牌的氢燃料内燃机采用涡轮增压形式。但是涡轮增压会额外带来散热的压力，温度对于敏感的氢气无疑是“大敌”。而丰田与雅马哈选中的这台雷克萨斯V8发动机本身就是自然吸气结构，但它原始的压缩比底子就能达到12.3。所以选它来改装肯定不是心血来潮。至于高压直喷也是必须的，氢燃料的喷射，只会比燃油时代要求更高、更精确。而在点火方面，预计会使用点火面积更小、散热更好的火花塞。
脑通大开的猜测，等雅马哈打脸？为了克服氢燃料的活跃特性，除了以上内燃机中已经比较成熟的技术运用，也还有一些剑走偏锋的可能。比如说，较为直接的办法，还可以向气缸内喷射冷空气，甚至是水，来起到降低燃烧温度，稳定发动机功率以及降低氮氧化物排放的效果（氢燃烧会产生氮氧化物，并非完全意义的“零排放”）。对于燃烧氢气而言，水在循环中本身就是可再生的。但对于水的喷射精度或许会比燃料更苛刻。因为直接向缸内喷水，有可能会让机油丧失润滑效果，严重的还会腐蚀气缸壁。
既然前面说到，氢燃烧还会产生氮氧化物，那么灵活运用这种“尾气”，也可能是氢燃料内燃机的新课题。毕竟氮气是出了名的惰性气体，将燃烧后产生的氮气回流到进气环节中，可以有效降低混合燃烧气体中的氧含量，达到克服早燃和回火的目的。只不过这种结构需要更为精密的计算，以及更复杂的导流结构。也容易出现降低功率，甚至燃烧不完全的副作用。
买车送雅马哈调音？材料学压力山大猜测完了，我们再回到目前可见的结构上。当进气占据了V8发动机的外侧，排气结构自热被挤到了内侧。8个气缸的排气直接被集合到一个排气管上，如此夸张的排气结构，似乎在宣誓氢燃料燃烧过程中对于排放的友好程度。而根据雅马哈的表述，该设计下的排气结构，能够产生很独特的高频声音。看来造乐器起家的雅马哈，在改造发动机的时候，也没有忘记自己的老本行。对于天然声浪的追求，本身也是大家对内燃机恋恋不忘的重要原因之一。
至于说缸盖等部分的改造，我猜测更多的还是在材料方面。缸盖作为发动机中加工精度和复杂度都出类拔萃的部分，除了面对传统燃油内燃机时代的高温冲蚀和摩擦，在氢燃料的背景下，还要面对“氢脆”的挑战。即最开始提到的，氢对于金属的“腐蚀”。作为车规级别的核心部件，当氢的“腐蚀”超过钢材等传统内燃机制造金属极限后，就会出现裂纹，最终导致发动机失效。常规办法主要是采用镀上一层铜、钼、银等金属，以及其它特殊处理，降低氢的“腐蚀”。这种处理同样适用于包括其它“喷氢嘴”、“氢燃料轨道”等部分。
写在最后：氢燃料能够让百年内燃机技术能够续命，能解决能源持续问题，能保障排放标准，也能够照顾到消费者的习惯与传统喜好，甚至还可以获得比氢燃料电池等路径更低的成本。而它的问题也显而易见，就是如何克服这一超级“活泼”能源的个性问题。当雅马哈、马自达、斯巴鲁等技术大佬的名字汇聚到一起的时候。我们似乎还是有理由在这个电气化的时代，等待它们的好消息。