首台配備預燃燒室的量產民用車發動機!解析瑪莎拉蒂海神引擎

[愛卡汽車 導購原創]

意大利作為地中海沿岸的一個半島國家,這裏擁有陽光燦爛的氣候、友好開放的民風,還有香濃的意麪和誘人的披薩,不過這都是對於吃貨而言的。在車迷眼中,意大利最為著名的,當然莫過於它的跑車!在意大利跑車界,一直流傳着一種説法,那就是“二王一後”,分別説的是“國王”蘭博基尼和法拉利,還有“皇后”瑪莎拉蒂。這三個品牌可以説是意大利跑車界的代表,也可以説,它們就是全世界影響力最大的跑車品牌之一。那麼問題來了,為什麼法拉利和蘭博基尼都是國王,而瑪莎拉蒂卻成了皇后呢?

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有一種説法是,從前,因為瑪莎拉蒂和法拉利同屬FCA集團,但是一個“王國”怎能容下兩位“君主”呢?所以瑪莎拉蒂只能屈居皇后了;另一種説法是,從產品的角度來講,“三叉戟”的車型並不像“奔牛”和“躍馬”那樣極致地追求速度,“殺氣十足”,它在造型設計上,走的是貴族化的路線,內斂但又很有氣質,不流於世俗,所以大家也就稱瑪莎拉蒂為“後”了。

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在亞平寧半島上,出產着全世界最會調情的物種——意大利男人,還有風情萬種的意大利女人。當然,這裏還是被各國車迷奉為圭臬的“超跑之鄉”。

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實際上,瑪莎拉蒂這個品牌以及它的產品,絕非像“皇后”那般富於陰柔之美。正如瑪莎拉蒂經典的三叉戟LOGO一般,它不光藴含着海神尼普頓的神話故事,還彰顯着這個跑車品牌骨子裏的那份不羈。很多對於瑪莎拉蒂有所瞭解的朋友應該都知道,瑪莎拉蒂在被FCA集團收編之後,由於法拉利品牌強勢的影響力,這枚三叉戟長時間地被躍馬的光環所掩蓋,瑪莎拉蒂也少了很多自己的味道。從2002年開始,大量的瑪莎拉蒂車型開始搭載法拉利發動機。2016年,隨着法拉利從FCA集團脱離正式獨立,瑪莎拉蒂也來到了十字路口,命運似乎變得迷茫了起來。

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2019年5月,法拉利CEO LouisCamilleri(圖右)在財報會議上透露,當法拉利與瑪莎拉蒂的引擎供應前合同到期後,法拉利將不再與瑪莎拉蒂續簽發動機供應合同。在此之後,大家紛紛猜測,瑪莎拉蒂或許將不得不進入FCA集團的採購計劃,或從集團外部尋找新的發動機供應商。

就在一年多以前,法拉利首席執行官Louis Camilleri表示,當前合同到期後將不再與瑪莎拉蒂續簽發動機供應合同,也就是自2021年或2022年開始,法拉利將會停止向瑪莎拉蒂供應V6和V8發動機。消息一出,很多媒體都表示,瑪莎拉蒂之所以比BBA逼格高,更多的是在於法拉利發動機帶來的優越感和性價比,沒有法拉利發動機,瑪莎拉蒂還會不會有人買?事實證明,他們想多了。作為意大利豪華汽車的“百年老店”,這枚不羈的三叉戟,一旦時機到來,它自然會向眾生展示其高傲的靈魂以及強大的內心。就在幾天以前,瑪莎拉蒂就用一台自主研發的3.0L V6 雙渦輪增壓發動機,有力地回擊了這些懷疑。

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2020年7月1日,瑪莎拉蒂正式發佈全新Nettuno海神發動機,同時,瑪莎拉蒂的全新超跑——MC20也成為了首款採用這台發動機的車型。這也是時隔20年之後,瑪莎拉蒂第一次獨立製造生產發動機。在本文中,我將會為您介紹這台全新發動機的各項技術亮點,為了便於您的瞭解,在我們對這台發動機展開分析之前,不妨先讓我分享一些故事背景,預熱一下。

● 發動機研發?瑪莎拉蒂絕非浪得虛名

成立於1914年冬天的瑪莎拉蒂品牌,擁有比法拉利更久遠的歷史,甚至參加各種賽事的歷史,也要比法拉利提前了十幾年。可以説,瑪莎拉蒂自從成立的第一天,就在極力設計與研發自己的賽車。

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瑪莎拉蒂第一次贏得賽車比賽的勝利是在1926年。當時,Alfieri Maserati駕駛着自己製造的Tipo 26賽車在Targa Florio比賽中獲得了同級別賽車的第一名。1929年,瑪莎拉蒂V4賽車創造了10 km比賽的世界紀錄,這輛車也是世界上第一款配備16缸發動機的賽車。(圖為瑪莎拉蒂Tipo 26B賽車)

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上世紀50年代後期,瑪莎拉蒂多次贏得F1比賽的勝利,這要歸功於250 F賽車的問世。250F賽車採用直列六缸自然吸氣引擎,缸體和缸蓋由鋁合金材料打造,壓縮比達到12.0:1。這台發動機在7400 rpm時可以輸出220馬力的最大功率,經過後期強化改進,這一數據又增長到了240馬力。(圖為瑪莎拉蒂250F賽車)

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1957年,瑪莎拉蒂正式退出賽車活動。之後,瑪莎拉蒂不斷為其他車隊提供自己研發的F1發動機。1967年,配備12缸發動機的Cooper-Maserati賽車贏得了兩場大獎賽的勝利。(圖為Cooper-Maserati賽車)

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1993年,菲亞特將瑪莎拉蒂收入囊中,1997年,菲亞特又將瑪莎拉蒂移至法拉利旗下。在隨後的日子裏,瑪莎拉蒂開始和法拉利共享動力系統,不過,二者對於發動機參數、排氣聲等均採用了不同的調校。(圖為2004款 瑪莎拉蒂總裁)

雖然,瑪莎拉蒂在一百餘年的歷史長河中命運多舛,但是,瑪莎拉蒂在發動機研發方面可謂是造詣深厚,絕非浪得虛名。如果您對於瑪莎拉蒂的印象,僅僅限於“法拉利同款發動機”的話,結合瑪莎拉蒂的發展歷史,編輯認為多少還是有些膚淺。

● 為什麼MC20會被重啓?

瑪莎拉蒂MC12是一款瑪莎拉蒂開發的GT賽車的街車版本,首次亮相於2004年的日內瓦車展。瑪莎拉蒂MC12擁有着當時非常先進的賽車技術,加之瑪莎拉蒂為此車造就的獨一無二的靈魂,使其一經發布就站在了街車界的巔峯。瑪莎拉蒂MC20就是MC12的進化車型。

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瑪莎拉蒂MC12的問世,標誌着瑪莎拉蒂在37年後重返賽車界。在2004年至2010年期間,瑪莎拉蒂MC12在國際汽聯GT的車隊、車手和車隊錦標賽贏得了22場比賽的勝利,其中包括在Spa的24小時耐力賽贏得了3場勝利以及14項冠軍。(圖為瑪莎拉蒂MC12)

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瑪莎拉蒂MC20是從MC12演變過來的。動力是這款全新超跑的重中之重,瑪莎拉蒂MC20搭載的這台全新“Nettuno海神”發動機由摩德納工廠製造,排量為3.0L,採用了V6結構,配備雙渦輪增壓器,當轉速達到3000rpm時,峯值扭矩可達730Nm。(圖為瑪莎拉蒂MC20)

● 小結:

看到這裏,相信各位對於瑪莎拉蒂品牌在發動機研發製造方面的深厚造詣以及賽車基因,已經具有了一定的瞭解。在下一頁內容中,我們將為繼續為您解讀“Nettuno海神”發動機動力優勢以及其採用的一些“跨時代”的技術,歡迎繼續關注。

研發發動機?瑪莎拉蒂絕非浪得虛名

瑪莎拉蒂Nettuno海神發動機的研製工作均在瑪莎拉蒂總部所在地——“引擎之都”摩德納完成,其由位於德爾勒納齊奧尼大街的工作室負責設計,坐落於西羅梅諾蒂大街的引擎中心則負責開發及製造。這款發動機對於瑪莎拉蒂來説,足以稱得是其品牌歷史上的又一“里程碑”之作。此外對於讀者來説,這台發動機擁有的“跨時代”的技術產物,才是我們更為關心的。

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這台V6發動機採用缸體為90°的夾角設計,從而讓發動機的重心更低,為車輛操控性提供先天優勢。其寬1m、長0.6m的體積不算小巧,在這副魁偉的身材下,這台發動機以6缸的體量迸發出了高達730Nm/3000-5500rpm的驚人扭矩,以及最高8000rpm的轉速,讓大家對於瑪莎拉蒂的研發能力刮目相看。這也意味着,瑪莎拉蒂MC20或許沒有搭載V8發動機的必要了。

從目前資料可知,瑪莎拉蒂Nettuno海神發動機擁有三大主要特點:預燃燒室、側火花塞,以及雙噴射系統——缸內直噴和歧管噴射。這台發動機之所以能提供如此逆天的動力,自然與這三項技術密不可分。下面我們就來一起了解,預燃燒室、雙火花塞、雙噴射系統具體都有哪些優勢。

● 預燃燒室

首台配備預燃燒室的量產民用車發動機!解析瑪莎拉蒂海神引擎

所謂的預燃燒室,看上去其實很好理解:在傳統發動機火花塞的外面,套上一層帶孔的“鐵殼”,這個鐵殼內部的狹小空間,就是預燃燒室。瑪莎拉蒂 Nettuno 發動機配有雙火花塞(後面還會説到)。通過圖片我們可以看到,在火花塞下方有一小截空間(黃色方框內),這裏就是預燃室。

首台配備預燃燒室的量產民用車發動機!解析瑪莎拉蒂海神引擎

預燃燒室的基本原理是:直噴系統將燃油噴入汽缸後,部分油氣混合物會進入到預燃燒室內。當火花塞點燃預燃室內的油氣混合物後,油氣混合物會迅速燃燒,並經過鐵殼上的多個開孔,形成多股高能火焰進入缸內的主燃燒室。並點燃主燃燒室內的燃料混合氣,使得燃燒迅速擴散。

相比之下,傳統發動機的火花塞點燃是用一個“點”來引發燃燒,然後靠可燃氣體的火焰傳播燃燒,而預燃燒室就相當於“噴火”,使得更大的一片可燃氣體直接燃燒。因此,預燃燒室提高了火焰傳播速度,使得主燃燒室內的油氣混合物同時燃燒產生更為猛烈的爆炸。相比傳統發動機的點燃方式,預燃燒室的能量峯值更高,釋放時間更短,能量釋放過程更為集中。

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帶有預燃燒室的發動機還可以進一步提升壓縮比,很多朋友都知道,更高的壓縮比會增加爆震的風險。預燃燒室使得燃燒過程變得更加迅速,處於主燃燒室邊緣遠離火焰的部分油氣混合物,也就是有可能發生爆震的那部分,在高温高壓但未點燃狀態下的時間更短,也就是説,這部分油氣混合物在還沒來得及爆震的時候,就被更快地燒掉了。

將預燃燒室技術用於量產民用車輛,瑪莎拉蒂是第一個吃螃蟹的人。在此之前,預燃燒室技術已經在F1賽車上應用多年了。本田曾稱其F1動力單元系統藉此技術將熱效率一舉超過了45%。包括法拉利、本田、奔馳等幾家F1發動機製造商,也都有將預燃燒室技術下放到民用車輛的計劃。

● 雙噴射系統

瑪莎拉蒂Nettuno海神發動機還採用了雙噴射系統,既直接噴射(缸內直噴)和間接噴射(氣道噴射)。瑪莎拉蒂將缸內直噴油器佈置在了最適合主燃燒室內油氣混合,並相互作用的位置,與氣道噴射形成單獨的燃油霧化系統。

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這部分雙噴射組合的首要任務就是要保證更廣的噴射覆蓋面積以及更高的燃油霧化率。因此,高壓缸內直噴(350 bar)加之低壓氣道噴射(6 bar),可以很好地在不同工況下采取不同策略,使得噴射的燃油更多參與燃燒,減少燃油濕壁等情況的發生。

此外,瑪莎拉蒂Nettuno海神發動機還使用了乾式油底殼。在這裏,編輯不妨為您解釋一下“乾式油底殼”這個名詞,普通家用汽車使用濕式油底殼,在發動機運行時,旋轉的曲軸會將油底殼內的機油帶到一部分需要潤滑的零件表層(飛濺潤滑),或是由發動機油泵來吸收這些機油,然後將機油輸送到各個需要潤滑的位置(壓力潤滑)。乾式油底殼內則是沒有機油的,配備乾式油底殼的車型,一般都是配有一個油壺專門用來盛放機油,因此,超跑基本都是使用壓力潤滑的。

● 側火花塞

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和普通發動機不同,瑪莎拉蒂Nettuno海神發動機每個氣缸安裝有兩個火花塞,其一正常佈置於發動機的頂部(黃色方框內),做用於預燃燒室內點火使用,其二則安裝於主燃燒室側面(藍色方框內),支持發動機在無需啓動預燃燒室的工況下工作。

對此我們猜測,在發動機冷機啓動的時候,被側置的火花塞有可能會配合氣道噴射系統一起工作,起到暖機的作用,當發動機達到最佳工作温度後,則主要由預燃燒室內的火花塞與缸內直噴系統共同工作。

● 全文總結

手握“三叉戟”這件神器,海神尼普頓能夠引發海嘯,瞬間天崩地裂。此次,瑪莎拉蒂之所以將其獨立研發製造的全新發動機命名為“Nettuno海神”,不但能夠看出瑪莎拉蒂對自身發展的期望和野心,還預示着瑪莎拉蒂對於這台發動機在問世後引起巨大轟動的期待。從這台發動機強悍的參數和多項產物來看,瑪莎拉蒂的目的基本上達到了。在今年9月9日-10日舉行的MMXX瑪莎拉蒂品牌盛典活動上,全新超跑MC20以及其首搭的Nettuno海神將迎來全球首秀,這次意大利人終於拿出了好貨,只是希望定價不要太高就好。

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三大技術:預燃燒室+雙噴射+雙火花塞

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