别再忽悠 这些汽车“黑科技”一百年前就有了丨析技
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发布时间：2022-05-16 00:18
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时间：2023-10-03 05:11
前段时间某品牌的新车试驾活动上，工程师把气门注钠技术专门拿出来说了十几分钟。我心说好笑，这么古老的技术有什么值得拿出来吹嘘的。
其实现在许多车企都在宣传的所谓黑科技，比如缸内直喷、水喷射技术等等，最早能追溯到100年前，最晚也在二战的时候就诞生了。
这段历史要从飞机的发明说起。在进入喷气时代之前，飞机引擎和汽车引擎没有什么本质的区别，还是活塞、连杆、曲轴这些东西，顶多就是排列布局不同罢了。飞机被发明之后，人类的活动范围由陆地、海洋拓展到了天空，于是各类更高、更快、更远的挑战纷纷出现。
特别是在一战的时候，各国都发现飞机是个好东西啊，不仅能侦查敌军还能带上机*、*直接造成杀伤。于是一战后飞机进入了一个高速发展的阶段，人们不断压榨飞机的极限，各样的极端的技术便应运而生了。
劳斯莱斯在汽车领域只是极端小众的品牌，而在航空领域则是大佬级别的，换句话说航空引擎才是劳斯莱斯的主业，只不过有些技术可以运用到汽车上所以顺带手就造个车吧。到了喷气时代，劳斯莱斯干脆就把汽车业务卖给了宝马，还是航空发动机和燃气轮机来钱多。
作为航空发动机行业中的一号大人物，劳斯莱斯自然参与了一战后航空发动机的军备竞赛。当时有一个施耐德杯水上飞机竞赛，有点今天F1、奥运会的意思，两年一届以国家队的形式参赛比拼飞机的速度，是各航空强国展现肌肉的舞台。
当时的世界老大还是英国，当然不会错过施耐德杯，并且还要挣足了面子。为了备战1929年比赛，劳斯莱斯需要准备一款更为强大的引擎，为此工程师们在V12液冷“H型”发动机的基础上推出了“R型”发动机。缸径152.4mm，冲程167.6mm（总排量大概是36升），并带有涡轮增压系统，峰值马力能达到惊人的1900匹。凭借强悍的动力，超马林S6以528.89km/h的速度夺得了1929年施耐德杯的冠军。
“R型”发动机固然强悍，但也达到了极限，很难再压榨出更多的动力。可是面对1931年的比赛1900匹马力显然不够稳妥，必须进一步提升动力。其实工程师也知道，想提升动力无非两点，要么挺高转速，要么增大增压值，但不论如何都会碰到一堵难以逾越的高墙——爆震。先前的文章曾详细聊过爆震的问题，阻止汽油发动机发展的根本原因就是爆震。
劳斯莱斯工程师想的办法是向燃料中加入甲醇和四乙基铅，前者的原理和宝马M4GTS的水喷射系统一样，利用汽化潜热效应为气缸降温，以此来降低爆震。后者则是非常有名的抗暴剂，曾被广泛使用，直到人们意识到铅污染的问题后才禁止。
这种燃料能使发动机的马力达到2350匹，但也带来两个严重副作用。其一就是腐蚀性，这种被称为“糊状啤酒”的燃料能够溶解金属，不过应付几场比赛还是没有问题的。其二便是散热问题，缸体散热倒是好解决，无非是提升散热系统的功率，但是气门是一个软肋，极限状态下，灼热的废气会融化排气门。劳斯莱斯当时就想到了，气门充钠技术，液态钠是一种比热很高的液体，用它做介质带走多余的热量。
“R型”发动机让劳斯莱斯在液冷发动机向前跨越了一大步，掌握了气门充钠、抗爆震等尖端技术。在它的基础上诞生了名满天下的“灰背隼”发动机，它是二战中英国空军的中流砥柱。
提到了“灰背隼”就不得不说它的直接对手，也是缸内直喷技术首个采用者——梅塞施密特公司的DB601/DB605系列，其装备于多种型号的BF109战斗机。
为何要用缸内直喷技术，想想也很简单，战斗机“狗斗”的时候比拼的是机动性能，尤其是二战时的空战，没有导弹什么的，就看谁的飞机厉害。而机动的幅度越大所产生的G值也会更高，如果是化油器供油的话肯定会在某些时候使不上劲，比如说倒飞。
小时候我就一直很好奇，为何战斗机可以倒飞？后来才知道，倒飞的难点并不是在空气动力学方面，拥有一套支持倒飞的供油系统才是关键，对于活塞式引擎的飞机来说，缸内直喷技术是支持倒飞的必要条件。想想看在1940年代初就能有这样的技术还是非常了不起的，要知道那时候还没有武装到牙齿的电子控制系统。
说到DB601/DB605系列发动机，还有一项技术在改装圈和汽车游戏中经常能看到——N2O（一氧化二氮）。其原理很简单，当N2O预热时会分解成氮气和氧气，氮气可以降低缸内温度减小爆震，而氧气可达到助燃的效果。为何不用纯氧？那一定会爆缸的朋友。
当时第一代DB605和之前的DB601E结构非常相似，只不过增加了排量和改进了增压系统，虽说最大功率提升到了1475马力，但是重量也增加了，推重比依旧不理想。将N2O注入气缸便是一个简单粗暴的方法，可以短时间将功率提升到1700马力，有点今天战斗机开加力的意思。这在你死我活的战场上，这瞬时的功率增加还真能保命。
回头来看活塞引擎的发展历史，很多所谓的新技术只不过是些老技术的翻版。或者说在压榨引擎潜力这条路上，能使用的方法和手段前人早就用过了，但目标却是不同的。
现代的内燃机讲究的是高效，还拿缸内直喷来说，汽车可没有“倒”着开的需求，之所工程师们把缸内直喷技术再次拿出来用，为的是更加精确的控制喷油量，从而提升引擎的热效率。未来也将如此，内燃机将会走上一条更加高效率的道路。
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