千百年來人類科技樹圍繞的核心似乎就是“燒點什麼”。自從普羅米修斯帶來了火種，燒柴、燒煤、燒炭、燒油，“玩火”就成了藍色星球上最燦爛的科技文明，汽車內燃機更是這棵科技樹上的甜美果實。可是不對呀，現在不是在推廣電氣化嗎？就算汽車內燃機界的偏執狂魔馬自達與斯巴魯，似乎也不能免俗。不過就像手機圈LCD永不為奴，在豐田系汽車製造商的牽頭下，引入了雅馬哈以及川崎重工兩位外援。再該合作項目背景下，一台以氫氣為燃料的V8內燃機已經呼之欲出。
氫燃料平替汽油？沿用內燃機結構最表面的優勢，就是能夠繼續站在巨人的肩膀上。就像這台目前披露的氫燃料V8發動機，就是在雷克薩斯RC F那台2UR-GSE 5.0L V8的基礎上改進而來。在汽油機情況下，雷克薩斯這台發動機最大馬力為477匹，最大扭矩530N·m。改造為氫燃料之後，最大馬力為455匹，最大扭矩540N·m（數據細節不明確）。雖然馬力相對小了一點，但扭矩則是相應增強，並且最大扭矩在3600rpm就能到來，汽油版本最大扭矩則需要等到4800rpm。不過數據和前景雖然很美好，但直接“燒氫氣”真就那麼簡單嗎？
作為元素週期表上排行第一的元素，氫本身就是極為活躍的存在。無論是對金屬的滲透能力，還是極易燃燒的特質，對於機械性點滿的內燃機來説，用氫作為燃料，無疑是需要全方位的強化。比如雅馬哈對於這台氫燃料發動機，就表示在噴油器、缸蓋、進/排氣等部件進行了改造。至於那無比醒目和誇張的8-1排氣管，就更不用説了。我們接下來就挨個兒進行“推測”。
擺在枱面上的高熱值和高缺陷氫作為燃料可以看做是天然的超高辛烷值汽油，加上氫與氧混合氣體燃料速度較快，所以作為內燃機的燃料，氫擁有很好的抗爆性。而且在目前的所運用的燃料之中，氫擁有幾乎最高的發熱值（核燃料除外）。如果與汽油相比，氫燃燒的發熱值幾乎是它的三倍。總結就是，氫燃料燃燒速度快，火焰傳播速度快，點火能量低等特點。如果套用汽油機的結構，最容易發生的問題就是早燃、回火甚至爆燃等。
所以，這款改造後的氫燃料發動機，將進、排氣的位置直接調換，排氣集成在V型發動機內側，而進氣結構則放在外側。這樣一來可以減少進氣道的長度，並且減少內燃機運轉時的散熱對進氣管道的影響，造成混合氣體温度過高導致的早燃問題。同時還有利於均衡的增加兩側氣缸的進氣量，畢竟發熱值增加後，所需要的進氣量也是對應增多。
改用氫燃料之後，高壓縮比也是抑制早燃、回火等異常燃燒現象的成熟辦法。因此很多其它品牌的氫燃料內燃機採用渦輪增壓形式。但是渦輪增壓會額外帶來散熱的壓力，温度對於敏感的氫氣無疑是“大敵”。而豐田與雅馬哈選中的這台雷克薩斯V8發動機本身就是自然吸氣結構，但它原始的壓縮比底子就能達到12.3。所以選它來改裝肯定不是心血來潮。至於高壓直噴也是必須的，氫燃料的噴射，只會比燃油時代要求更高、更精確。而在點火方面，預計會使用點火面積更小、散熱更好的火花塞。
腦通大開的猜測，等雅馬哈打臉？為了克服氫燃料的活躍特性，除了以上內燃機中已經比較成熟的技術運用，也還有一些劍走偏鋒的可能。比如説，較為直接的辦法，還可以向氣缸內噴射冷空氣，甚至是水，來起到降低燃燒温度，穩定發動機功率以及降低氮氧化物排放的效果（氫燃燒會產生氮氧化物，並非完全意義的“零排放”）。對於燃燒氫氣而言，水在循環中本身就是可再生的。但對於水的噴射精度或許會比燃料更苛刻。因為直接向缸內噴水，有可能會讓機油喪失潤滑效果，嚴重的還會腐蝕氣缸壁。
既然前面説到，氫燃燒還會產生氮氧化物，那麼靈活運用這種“尾氣”，也可能是氫燃料內燃機的新課題。畢竟氮氣是出了名的惰性氣體，將燃燒後產生的氮氣迴流到進氣環節中，可以有效降低混合燃燒氣體中的氧含量，達到克服早燃和回火的目的。只不過這種結構需要更為精密的計算，以及更復雜的導流結構。也容易出現降低功率，甚至燃燒不完全的副作用。
買車送雅馬哈調音？材料學壓力山大猜測完了，我們再回到目前可見的結構上。當進氣佔據了V8發動機的外側，排氣結構自熱被擠到了內側。8個氣缸的排氣直接被集合到一個排氣管上，如此誇張的排氣結構，似乎在宣誓氫燃料燃燒過程中對於排放的友好程度。而根據雅馬哈的表述，該設計下的排氣結構，能夠產生很獨特的高頻聲音。看來造樂器起家的雅馬哈，在改造發動機的時候，也沒有忘記自己的老本行。對於天然聲浪的追求，本身也是大家對內燃機戀戀不忘的重要原因之一。
至於説缸蓋等部分的改造，我猜測更多的還是在材料方面。缸蓋作為發動機中加工精度和複雜度都出類拔萃的部分，除了面對傳統燃油內燃機時代的高温沖蝕和摩擦，在氫燃料的背景下，還要面對“氫脆”的挑戰。即最開始提到的，氫對於金屬的“腐蝕”。作為車規級別的核心部件，當氫的“腐蝕”超過鋼材等傳統內燃機制造金屬極限後，就會出現裂紋，最終導致發動機失效。常規辦法主要是採用鍍上一層銅、鉬、銀等金屬，以及其它特殊處理，降低氫的“腐蝕”。這種處理同樣適用於包括其它“噴氫嘴”、“氫燃料軌道”等部分。
寫在最後：氫燃料能夠讓百年內燃機技術能夠續命，能解決能源持續問題，能保障排放標準，也能夠照顧到消費者的習慣與傳統喜好，甚至還可以獲得比氫燃料電池等路徑更低的成本。而它的問題也顯而易見，就是如何克服這一超級“活潑”能源的個性問題。當雅馬哈、馬自達、斯巴魯等技術大佬的名字彙聚到一起的時候。我們似乎還是有理由在這個電氣化的時代，等待它們的好消息。