李爾欣

作為一種現(xiàn)代動力機(jī)械，內(nèi)燃機(jī)（internal combust ionengine）的歷史至少可追溯到17世紀(jì)—那時歐洲的宮廷花園就已經(jīng)在使用以火藥為燃料的活塞式水泵。但若只需滿足“內(nèi)部燃燒”跟“提供動力”兩項條件即可視為內(nèi)燃機(jī)，其源頭還可再往前推至12世紀(jì)，畢竟彼時中國北宋的軍人已為箭矢綁上火藥筒用以提升射程。

而隨著瑞士工程師 Fran?ois Isaac de Rivaz在1808年給農(nóng)業(yè)工具車裝上以氫氧混合氣體為燃料的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)，以及德國工程師Karl Benz打造的那款汽油動力三輪馬車于1886年獲得注冊專利，由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的車輛便開始進(jìn)入人類的日常生活。

如是等到20世紀(jì)初，汽車在發(fā)達(dá)國家全面接手馬車的“工作”之后，內(nèi)燃機(jī)又憑借著輕便與實用的優(yōu)勢，先后超越蒸汽機(jī)、電動機(jī)等競爭對手，成為汽車動力體系的主角。既然擁有難以撼動的地位，同時又無燃油或排放規(guī)則之限制，汽車發(fā)動機(jī)的研制便開啟了野蠻生長并瘋狂內(nèi)卷的模式。

例如，早在1913年就已有賽車裝過排量9.0升、最大功率150千瓦，來自飛機(jī)的V12發(fā)動機(jī)。又比如，20世紀(jì)20～30年代的汽車制造商敢讓日常使用的轎車或卡車的發(fā)動機(jī)裝配當(dāng)時技術(shù)及工藝尚不成熟的機(jī)械增壓器甚至是渦輪增壓器。

不僅如此，當(dāng)年的豪華品牌跟奢侈品牌更是熱衷于推出夸張的大排量自然吸氣發(fā)動機(jī)。像Cadillac V-16搭載的V型十六缸發(fā)動機(jī)，以及Bugatti Type41 Royale配備的12.7升直列八缸發(fā)動機(jī)等“巨獸”便是那個年代的代表作品。但在經(jīng)歷二戰(zhàn)的消耗后，除個別性能車制造商外，多數(shù)汽車廠商均已轉(zhuǎn)而生產(chǎn)更貼近消費(fèi)市場的發(fā)動機(jī)。

二戰(zhàn)后，歐美的主流廠商不約而同地開始研制新世代內(nèi)燃機(jī)。只是，當(dāng)20世紀(jì)70年代石油危機(jī)正式爆發(fā)時，美國廠商剛經(jīng)歷過燃?xì)廨啓C(jī)、渦輪增壓器等技術(shù)嘗新的失敗，而歐洲廠商則恰好推出BMW 2002 Turbo等搭載小排量發(fā)動機(jī)的明星車型。再加上歐洲和北美的可用能源儲備有所差異，因此今日歐美廠商在研發(fā)動力系統(tǒng)時會采用截然不同的策略。但雙方的目標(biāo)卻是一致的：追求更強(qiáng)勁的動力。

事實上，哪怕在油耗性能成為重要的購車參考指標(biāo)后，汽車廠商也寧可費(fèi)力完善渦輪增壓、氣門正時、輕量化等技術(shù)，并為汽缸、噴油等部件研發(fā)更為智能的控制系統(tǒng)，都不愿放棄對于動力性能的追求，大眾甚至在21世紀(jì)初分別為同集團(tuán)的奧迪和布加迪推出W型十二缸跟W型十六缸兩款超級發(fā)動機(jī)。

其實，今日的汽車發(fā)動機(jī)之所以全面轉(zhuǎn)向小型化、節(jié)能型發(fā)展，并非由于燃料儲量正面臨枯竭，相反，除汽油和柴油外，地球上多的是可供內(nèi)燃機(jī)使用的各種天然或者合成的燃料，而真正掐滅汽車發(fā)動機(jī)未來的，是日益嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)。

受20世紀(jì)40～60年代爆發(fā)的“洛杉磯光化學(xué)煙霧事件”“倫敦霧霾事件”等著名環(huán)境公害事件的影響，美國和英國先后推出諸如《清潔空氣法案》等用以治理大氣環(huán)境的國家級法律，并成立相應(yīng)的環(huán)保法規(guī)制定機(jī)構(gòu)和污染控制管理機(jī)構(gòu)。美國加州更自1961年起強(qiáng)制執(zhí)行車輛排放控制辦法。而從1992年起，歐盟也開始實施歐I排放標(biāo)準(zhǔn)，并以四年為周期逐級提升標(biāo)準(zhǔn)限值。為此，各大車廠在加速淘汰老舊技術(shù)的同時，也在持續(xù)優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)的性能，以期跟上日益嚴(yán)苛的排放法規(guī)。

于是，相關(guān)廠商開始為汽油發(fā)動機(jī)引入缸內(nèi)直噴、分層燃燒等技術(shù)，并著手改善柴油發(fā)動機(jī)的均質(zhì)化燃燒性能，以期提升內(nèi)燃機(jī)的熱效率。包括改用生物乙醇燃料，乃至直接使用氫內(nèi)燃機(jī)，其首要目的，也都是為降低碳排放，然后才是順帶減少對傳統(tǒng)燃油的消耗。

但是，四沖程活塞發(fā)動機(jī)受其工作原理所限，在提升熱效率方面，存在明顯的瓶頸。即使投入大量人力、財力等成本將汽油機(jī)與柴油機(jī)的熱效率分別提升40%及50%以上，所獲得的減排效果要跟上新標(biāo)準(zhǔn)拉升的閾值也相當(dāng)吃力。也正因為如此，大眾才會做出在排放測試中作弊的蠢事，以至于在2015年爆出“排放門”事件而大傷元?dú)狻?/p>

此外，2008年爆發(fā)的金融危機(jī)也讓這些傳統(tǒng)廠商徹底錯失按部就班地為內(nèi)燃機(jī)尋找環(huán)保燃料的機(jī)會，不得不走上電氣化的捷徑，以便在生存危機(jī)面前贏得喘息的機(jī)會。于是，除精通油電混合動力系統(tǒng)的豐田，以及積累多年增程式電動系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)驗的通用等早有準(zhǔn)備的廠商外，不少曾經(jīng)堅守內(nèi)燃機(jī)陣營的歐美廠商也轉(zhuǎn)身去試水48V輕混系統(tǒng)等電氣化動力系統(tǒng)。

但隨著多個國家陸續(xù)發(fā)布禁售燃油車乃至搭載內(nèi)燃機(jī)之動力系統(tǒng)的時間表，部分歐美廠商再也無心戀戰(zhàn)內(nèi)燃機(jī)動力系統(tǒng)，轉(zhuǎn)手便宣布將于21世紀(jì)20年代內(nèi)停止銷售燃油車。與此同時，幾乎所有傳統(tǒng)汽車制造商也先后啟動各自的“純電”戰(zhàn)略。至此，內(nèi)燃機(jī)已注定將退出主流汽車動力系統(tǒng)的行列，只是時間的早晚而已。

但這并不意味著內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動汽車的歷史將迎來終結(jié)。相反，仍有不少廠家在努力地為其續(xù)命。比如，豐田、斯巴魯、馬自達(dá)、雅馬哈、川崎等5家日本廠商就在聯(lián)手研發(fā)可使用氫、生物柴油等清潔燃料的量產(chǎn)型內(nèi)燃機(jī)，既不消耗化石燃料，又能實現(xiàn)碳中和。目前，雅馬哈已在豐田跟川崎的支持下，分別完成對汽車發(fā)動機(jī)和摩托車發(fā)動機(jī)的改造，推出可使用純氫燃料的內(nèi)燃機(jī)，并已裝上對應(yīng)的原型車進(jìn)行試驗。

與此同時，超跑車廠也在盡力保留內(nèi)燃機(jī)的火種。比如Ferrari 296 GTB與McLaren Artura就不約而同地基于全新120度夾角的V6渦輪增壓發(fā)動機(jī)構(gòu)建出各自的混合動力系統(tǒng)。此外更有堅持使用純?nèi)加蛣恿ο到y(tǒng)的Ferrari Purosangue跟PaganiUtopia。

也正是有這些傳統(tǒng)廠商的堅持與努力，才讓人愿意相信，即便內(nèi)燃機(jī)不再是汽車動力系統(tǒng)里的主角，但就像那些高端機(jī)械表一樣，這些底蘊(yùn)深厚的精品不僅能在碳中和時代繼續(xù)生存，并有望成為彰顯身份的奢侈品。事實上，在2022年仍堅持使用V12發(fā)動機(jī)的Ferrari Purosangue跟Pagani Utopia就全部采用限量生產(chǎn)。對此，廠商也明確表示，這是為保證“稀有性”。

至于內(nèi)燃機(jī)本身，那更是遠(yuǎn)未到謝幕的時候，畢竟對于航空、船舶等其他交通工具，以及在非道路應(yīng)用領(lǐng)域，內(nèi)燃機(jī)仍大有用武之地，并將繼續(xù)往綠色、智能的方向發(fā)展進(jìn)化。