玄“機”V10

如果把V8、V12發動機拿出來當主題，相信咱們厲害的《汽車雜志》讀者們可以對接上一大串超跑名號！但V10呢……？

回顧歷史你會發現，相比V8、V12發動機已過百年的發展史，V10發動機應用于民用車的歷史居然只有短短20余年，要說V10發動機是汽車產業的“先進”科技實不為過，但偏偏現實狀況是——如今采用V10發動機的車型屈指可數，超跑類目更是近乎絕跡！

V10發動機到底有何機密檔案？為什么它年輕卻也日薄西山？僅以此“稀有中的稀有”一文注解，亦緬懷與寄情那段V10的榮光歲月！

為什么會產生V10.2.

此番封面故事大篇幅重溫20多年來各家經典V10的熱血表現，但沒有專門回答一個比較哲學而基礎的問題——為什么會產生V10引擎？這里摘選封面故事中的一些內文，編輯一下算是做出解答。

V10發動機使用于民用車的歷史只有短短的20余年，而多數搭載V10發動機的性能車型都出現于21世紀，為何？因為直列五缸很少有人采用，天生平衡I生不如六缸，即使用了為了確保高轉速運轉及振動剛性，其曲軸箱的結構設計必須更為復雜，而由此將兩組直列五缸組成以V型排列時，其所面對的技術挑戰至少是直5的雙倍，因此對于V10設計難題的解決，是到了21世紀科技進步才漸漸在設計V10時駕輕就熟。

V12是先天合理平順而且性能強勁的引擎，被許多超級跑車所喜歡采用，但V12較長較重，增加車輛配重與外型設計的難度，于是就產生了V8，但為了維持原排量、動力性而減少汽缸數，則要加大排氣量，不外乎擴缸或加長活塞沖程，而由于過去冶金加工與材料技術的金屬應力限制，加長活塞運動沖程必須降低最高轉速上限以避免活塞運動速度過高損壞。因此相同排氣量的V8發動機可增加低轉速扭力，卻難以利用拉高轉速的方式提升馬力。

在魚與熊掌不可兼得的情況下，V10發動機這種折衷的結構設計，就剛好彌補了前述缺點！

V10引擎比起V12較短且較輕，利于車身配重，相同排量比V12能以較少的汽缸數帶來更充沛的低扭，更為實用且順暢。對比V8，V10又有多汽缸動力輸出連貫的優勢。唯一缺點，就是設計難度的挑戰一單邊直五的配置，動力重迭與點火正時調整的困難性容易造成發動機抖動大、且會破壞平衡性導致動能損耗，因此V10需要相當精密的調校與更復雜的曲軸箱設計。所幸在經過十余年F1賽事的實踐之后，許多車廠的發動機工程團隊已經對V10發動機設計駕輕就熟。

但V10式微是不爭事實，由于環保趨勢以及V8發動機零部件與渦輪增壓技術的科技突破，V8加渦輪已能取代過去的VIO，降低制造成本與整車售價，這正是V10在當今能見度不高的原因之一。

嚴紹健

過去，我們做過不少關于發動機汽缸數的特輯，從小排量帶T發動機、2.0T發動機、超級V8特輯到金字塔頂端的V12特輯，這些被我們品頭論足的發動機都是一方之選，代表了某種趨勢，而且還不斷在進化。

但今天，我們制作的V10超跑特輯多少有些悼念的意味，套用當年嚴紹健的話，它們都是“文明時代的異數”，從Viper、Gallardo、Carrera GT、R8、Huracan到LFA，V10的存在絕對不是一個效益最佳化的選項，能夠在這條路上堅持下來的多半是對賽車的堅持與熱情，時代的演進已經讓這些V10藝術品后繼無人。

我是大頭義，在上海開著LFA暢快奔馳6圈過后，全球V10超跑的大滿貫基本達成了，關于V10超跑我相信跟我有一樣經驗與資歷的人應該不多，所以由我來為這篇特輯寫序，這些曾經為賽事義無反顧的V10發動機，可能不久后就會在江湖上絕跡，僅以此文記錄V10超跑曾經帶給我們的美好。

2017.02.13 大頭義

PART 1

關于10的奧托密碼 許鴻德、吳佳德

10個圓筒。依著142年前奧托先生的構思往復運動了起來，那種機械的動感美是爾等車迷眼中西施，那種穿過排氣管后譜出的連綿聲浪亦是難忘之耳邊蜜語。只可惜，它們卻像我們少年十五二十時暗戀的校花一般，仰望愛慕遙不可及，待啊了好些年同學會上再見面時，雖功成名就渴望追求，卻又發現她已嫁作人婦、退隱廚后。

到底V10因何稀有？因何領有一段光輝歲月？我們先從結構說起……

工程上的挑戰與魅力

自從內燃式發動機發明以來，人類始終在尋找提升其動力的有效方式。過去100多年來汽車工程師嘗試了各種各樣有趣而迷人的設計，目的不外乎提升發動機的動力性能、省油效率及減低廢氣排放，而對于造車成本、空間擁有更大自由度的豪華、超跑車型來說，對于發動機運轉的細致度、平順性、爆發力要求更高，除了正常工作轉速范圍內的運轉要十分順暢（完全沒有振動或噪音），締造安靜、平順的動力輸出之外，甚至要求超越紅線轉速時仍能平順運轉！而這些目標的實現，與發動機結構（缸體排列方式）有絕對關系！

因使用需求不同，內燃式汽車發動機的缸體排列方式五花八門：直列二缸、三缸、四缸、五缸、六缸，水平對臥四缸、六缸，V6、V8、V10、V12，W8、W12、W16發動機等。汽缸缸體在空間結構上如何安排，雖然工程師可透過各種補強技術來吸收發動機運轉時的振動和噪音，使用低摩擦零件來進一步提升平順性和安靜性，但其實，發動機的先天結構幾乎已經決定了一切。

因此，要說明V10發動機的稀有性，我們要從結構設計出發！

加減兩缸，V10亮點在哪兒？

優勢

1.發動機是按一定點火順序，在一個工作循環曲軸轉動兩周，汽缸隨著曲軸在720°轉角內依次作功。在相同的轉速下，V10比V8點火作功間隔角度更小，時間更短，其平順性和穩定性更佳。

2.排量大則動力強是汽車界顛撲不破的真理，增大排量有兩種方式，一是擴大缸徑或沖程，另一是增加缸數，由于缸徑與沖程有一定增加限度，故透過增加兩缸的V10增大排量就是合適之舉。

劣勢

1.發動機摩擦、泵氣、驅動附件等機械損失，加上熱傳遞損失，會基于V10比V8多兩個汽缸等條件而隨之增加。

2.V10機體比V8更長更重，在結構緊湊度、發動機艙布置簡化、燃油經濟性上往往不如V8發動機。

3.相比V8結構更為復雜，后期維修保養的難度和費用也會更高。

內燃式發動機由活塞在汽缸內往復運動，經由連桿帶動曲軸將動力輸出，而由于四沖程發動機活塞要在汽缸內往復兩次才完成四個沖程（曲軸要旋轉兩圈720度才點火一次、完成一次動力輸出），因此如果發動機只有一個汽缸（例如多數小排量摩托車發動機），發動機的動力輸出會完全不連貫、運轉起來自然也很不平順，至于解決方式是加上一個質量很大的飛輪，利用其慣性來暫時儲存、釋放發動機輸出的動能，但過大的飛輪也同時使發動機反應變慢。所幸，發動機能夠基于點火順序的主/副性而出現穩定與震動上的平衡，這意味著多汽缸發動機的曲軸旋轉動力輸出周期大幅減少，發動機汽缸數越多，動力輸出越能連貫。

舉例來說，常見的直列四缸發動機多數得加裝平衡軸來減少機體運轉振動，而直列六缸發動機則不論是垂直力或橫向力，或者是作用在曲軸上的一階力或二階力都完全平衡，運轉振動自然小得多，汽車工程師很早就了解直列六缸發動機的優勢，因此歷史上許多最好的經典發動機都是直列六缸結構。而與直列六缸發動機相比，直列五缸發動機的缺點在于每汽缸反應到曲軸的作功角為72°（360°÷5），天生平衡性不如六缸機，為了確保高轉速運轉及振動剛性，其曲軸箱的結構設計必須更為復雜，而由此引申也可以想象將兩組直列五缸組成以V型排列時，其所面對的技術挑戰有多大？至少是直5的雙倍！反觀V12發動機，由于它是以兩組已經完美平衡的直列六缸架構組成，甚至如果以60度夾角排成V型還被視為是理論上平/衡性最完美的發動機架構，故V12發動機動力輸出強勁自不待言，精致度、平順性更堪稱是內燃式發動機中的極品。

不過，V12發動機也有著致命的問題，在于制造成本、重量、尺寸較大，一般量產汽車不容易高攀，因此包括Cadillac、Packard、Liricoln、Franklin、Rolls-Royce與Hispano-Suiza等車廠都從上世紀10年代開始逐漸轉用V8發動機，只留少數高端轎車、超跑作為V12的簇擁。一件有趣的事——顧看V12、V8發動機誕生都已超過百年，但V10發動機被應用于民用車的歷史卻只有短短20余年（上世紀90年代DodgeRam車型率先使用），而多數搭載V10發動機的性能車也都只出現于21世紀、因此要說V10發動機是汽車產業的“先進”科技也不為過，理由在于要突破5缸、10缸機器作功平衡技術難題，確實不簡單！

優勢

1.缸體比V12更輕更小，在發動機艙安裝緊湊度上有一定優勢。

2.相比V12發動機，冷卻、潤滑、供油系統較為簡潔，制造成本與日后維護成本都相對較低。

劣勢

1.點火作功間隔角相較V12大，運轉平順性先天略有不及，同時動力輸出綿密度也不如V12！