本田V10民用发动机？轰达还出过这个玩意儿？我怎么翻遍自己的脑海都没有这样的记忆啊，难道穿越了吗!?

不好意思，不厚道的标题党了一把，本田的却是没有量产过民用V10，但是不代表他们没有悄悄地出过样机。下面这篇文章将为你们详解那尘封在不久之前的历史中的本田高性能V10民用发动机。

不知道各位是否还记得2007年的那场金融海啸，那个时候本田的下一代NSX开发工作已经进入尾声，原型车还在纽北测试了圈速，如果我没记错，圈速是7分37秒，而原型车搭载的正是文章要介绍的V10发动机。现在这条新闻在“至强汽车情报站”上边还可以搜出来，。然而一场金融海啸把一切都毁了，处于各种考虑，本田砍掉了全新NSX的开发项目，并通过走后门的方式硬是把这台砍掉的NSX塞进了Super GT500组的赛事，并换上了大家都熟悉的名字“HSV-010”。

前景也交代得差不多了，是时候可以进入主题了。这台发动机不仅要保证强大的动力，还要保证绝对的可靠性，因此所采用的技术和一般的民用发动机不同，下面就由我来介绍一下这台发动机的技术吧！

发动机数据：

排量：4993cc

最大马力：550PS/8200rpm

最大扭矩：513Nm/7000rpm

缸径×冲程：90mm×78.5mm

压缩比：12.3

技术概要

如果要实现强大的动力，提升进/排气效率、热效率、降低摩擦损失是必不可少的。这台发动机的进/排气布局如下图所示。进气系统左右独立，每个汽缸拥有独立的节气门，这避免了大量空气在集气箱里边时引起的发动机响应下降。排气系统为了降低各汽缸间的排气干涉，也采用了左右独立，排气歧管使用了5-1结构。

5合1的结合部如下图，并用GT chamber这个部件降低了排气干涉，GT chamber原材料是钢，采用脱蜡铸造的工艺制造。

除了上边介绍的降低进/排气干涉的技术，本田还采用了激光熔敷汽门座并改良了气门座周围的进气孔形状，提高了进/排气效率。

为了提高发动机的热效率，使用了细轴火花塞及铝制缸套，并优化燃烧室和水套形状，将压缩比提高到了12.3。

为了降低摩擦损失，把发动机内主要的运动部件进行了轻量化，优化了各汽缸间的连通孔以及缸盖到曲轴箱的润滑油返回油路布局。

激光熔敷汽门座（LCVS）

LCVS是提升动力的主要技术之一。这一技术是本田F1曾将采用过的技术，主要是把粉末状的金属通过高能密度的激光束，使之与基材表面熔凝。它比起一般的压入式汽门座，能够精确地把汽门座的大小控制在汽门关闭后两者相结合的那一小块区域。有了这一技术，本田才能在汽门周围那狭窄的区域内增大了0.7mm的气门直径。

一般来说压入式的汽门座和汽门结合部的旋转加工形状，会另外再通过旋转加工把它和铸造的进/排气孔连起来。而使用LCSV的本田F1发动机，无论是汽门座跟汽门的结合部，还是进/排气孔全体都使用3次元连续加工到最合适的形状，这样进/排气孔就能保证高的流量系数。

上边这张图就是这台V10发动机的进气侧汽门座跟汽门接合部的旋转加工形状与进气孔形状通过3次元加工连接起来后形成了漏斗状，这能够稳定地提高流量系数。通过汽门扩大和漏斗状的加工，最后提高了18kw的动力。

提高发动机响应的技术

要在赛道上跑得快，不仅需要动力强劲，还需要极佳的发动机响应性，也就是随着节气门开度的变化发动机动力输出能立刻发生变化。因此，赛车用发动机会在节气门本体的下流设置独立的节气门，并缩小各独立进气管道的容量来提升发动机响应。这台V10就采用了这种结构。下面这张图显示了无负荷状态下测试的发动机响应速度。

虽然独立节气门有助于提高发动机响应速度，相反，在低流量的的情况下，对进气量的控制存在难度。各独立节气门的开度差容易引起AF（空燃比）的差异，一旦发生AF差异，那么要满足废气排放标准就会很困难，下面的模式图说明了如何抑制这一情况（图上的英文我就不翻译了，应该都看得懂吧）。

1.各缸节气门主要对大流量领域的进气量进行控制，统称“二号节气门”。

2.在左右缸体上分别再设置一个节气门，统称“一号节气门”，它主要对包含怠速在内的低流量领域的进气量的控制。

3.碳罐和PCV（曲轴箱强制通风）只装备在不会闭缸的第一组汽缸上。

上图蓝线是一号节气门，红色是二号节气门，一号节气门在全开之前二号节气门是处于关闭状态的。通过这种控制有效降低了一般驾驶状况下的各缸间的AF差异。一号节气门直径38mm，最大流量1450L/min。

主要运动零件轻量化

主要运动零件的轻量化对降低零件的运动惯性有很大帮助，同时也能提升发动机的响应速度和动力。另外这台V10曲轴的主轴颈和连杆轴颈的直径比较小，这可以起到降低摩擦损失和提高燃油经济性的作用。

1 活塞

采用锻造活塞，通过CAE对热应力、活塞运动轨迹进行解析，合理地削减了活塞各部位的材质并将活塞裙面积最小化。上图显示了通过合理设计的活塞裙及活塞形状，使得最大面压集中在中央，周围面压逐步低减这种良好的状态。

2 连杆

连杆采用钛合金制造，只用螺栓进行固定，比铁制连杆轻18%。连杆大端部为了防止轴瓦烧熔，使用了ＤＬＣ（类金刚石镀膜）。连杆螺栓表面也使用了二硫化钼系的涂层，它可以让连杆螺栓反复使用也不会折断。

3 曲轴

这台Ｖ１０的曲轴设计了和本田Ｆ１发动机曲轴一样的应力缓和沟，位置在曲轴最薄弱的曲轴臂上，因为连杆轴颈的圆角Ｒ这个部分应力高，通过在它周边挖一条槽来降低它周边部分的刚性，这样能够缓和应力集中在圆角Ｒ处，通过这一技术降低了７％的应力，实现了连杆轴颈直径降低３ｍｍ。

可靠性方面的内容

这台发动机的可靠性目标是既能满足日常的驾驶需求也能满足赛道极限状态下的激烈驾驶。

为了保证赛道极限状态下的可靠性，首先在铃鹿、纽北等全球的主要赛道进行了实测，收集了赛道上的发动机转速、负荷、机油温度等使用频度的数据。

下面这张图是在纽北测试时的发动机转速使用频度。

通过这张图可以看出发动机基本上都是在极限转速区间工作。

下面这张图是台上测试的数据，模拟了在纽北４８小时连续以最快圈速行驶的状态。

然后是发动机的耐用年数，必须要同时满足赛道和日常使用，这一点按照美国讴歌的标准作为开发目标。过剩的耐久品质会牺牲发动机的性能，所以在收集了庞大的驾驶数据后，做出了和普通发动机不一样的设定。

下图是在德国不限速高速上收集的数据，对发动机所使用的功率和转速频度做了一个整理。

左侧纵轴表示在不限速高速上行驶一定里程所需的发动机工作量，和发动机在最大功率下运行一段时间的工作量进行规格化后的工作量的比。

右侧纵轴表示在不限速高速上发动机高转速的使用频度。横轴是参与测试的车辆的最高功率。从图上可以看出来发动机功率越高的车，工作量的比和高转速使用频度很低。

之后通过模拟计算在美国的城市和高速行驶的状态，得到的结果是有99%的时间都在3000转以下工作，平均转速1800转。

最后把上边2个结果再加上赛道驾驶的频度综合考虑后，制定了了以下3个可靠性的标准。

1以发动机工作量为基准的耐用条件设定

根据在德国得到的结果，把台上测试的发动机工作量比设定到一个较低的范围。

2设定高转速耐用条件

同样根据上边的结果，把高转数耐用台上测试时间设定得比较短。但是考虑到赛道驾驶会频繁的使用高转速，所以追加了一个最高转速耐用性的特殊实验。

3设定一般道路驾驶耐用性条件

在美国，低转速的使用频率非常高，这是除了德国不限速高速以外所有国家的共有特点。为了评价发动机内部的各运动零件的磨损状况，延长了测试时间。

通过这3个对发动机耐用性的测试，保证了发动机在各工况下的可靠性。

曲轴机油供给

这是一个确保赛道可靠性的重要技术。从下图可以看出来这台V10发动机的连杆轴颈轴承在红线转速附近所承受的PV值(机械密封参数，这里关系到连杆轴颈轴承油膜稳定性，轴承温度等)最高。为了采取对策，需要导入新的技术。

曲轴机油供给方式最开始准备用赛车上边经常用的中央供给方式，但是这种方式对空气混入机油的抗性不够，对于机油量管理并不严密的量产车来说并不实用。所以最后还是决定使用普通的从主轴颈给曲轴提供机油的方式。

机油供给管道的特征如下图

从主轴颈机油孔到曲轴臂机油孔的分叉点尽量设置在靠外周的部分，这可以降低离心力引擎的压力损失。从曲轴轴承流入到主轴颈机油孔的这部分油路形状也经过重新设计，旋转方向上的开口部设计得很大，这能够强化飞溅供油的油压和油量。

如下图所示，以上措施使得到连杆轴颈轴承之前的油压从平均的1.2倍上升到2倍，有效降低了连杆轴颈轴承的温度约10度。

关于火花塞外侧电极折断的对策

最后再介绍一个赛道极限驾驶时会发生的火花塞外侧电极折断现象的对策。

火花塞外侧电极折断的原因之一就是在高转速下，进、排气门关闭时的冲击力引发的振动传递到了火花塞上，造成了火花塞外侧电极折断。本田通过改变电极形状成功的解决了这一问题。

全文完，其实还有一篇关于这台发动机动力、燃油经济性、排放的论文，我在想到底要不要写，反正先看看这篇文章的观阅量再说吧。

参考资料：本田技研社内技术论文