法拉利V12发动机的一些技术点梳理

1947年 V12的起点

法拉利的传奇开始于125 S这辆车，它不仅是法拉利第一台量产车，也是法拉利V12的“首次亮相”。排量只有1.5L，最大功率118马力，听起来像是一辆普通家用车的排量。但正是这辆车，让法拉利从出生开始，就有了用专业赛车，跨界到了民用公路跑车去捞金的基因。现在的人都知道可街可赛对吧？但在当时，几乎没人意识到这一点。赛车就是赛车。

这款车搭载的1.5升Colombo V12由乔亚基诺·科伦坡设计，它有哪些出其不意的地方呢？首先，V12无论是当时还是现在，大家公认的优势就是更平稳的输出、发动机体积相对也还算紧凑，但重量一直下不来，虽然只有1.5，但当时法拉利的工程师胆子非常大，在大家都还在大量采用铸铁时，就敢于用上当时的黑科技，就是铝合金，那时候的铝和现在钛合金差不多，很轻，还相对耐高温，散热也好，能让发动机效率提高。别问，问就是黑科技。

而且这台发动机转速能达到7000！说实话，以今天的标准来看已经不算什么了，但125S给法拉利留下了一项“高转速文化”，后来的每款V12，几乎都要拿这个标准来比。在当时，为实现这些性能指标，法拉利采用了美国人在V8上用到的缸体珩磨纹的技术，并且首次在缸体缸盖涂胶后运用惰性气体检测，这在目前发动机上面属于标配，但在当年来说，是非常前沿的。更离谱的是，法拉利275 GTB中有一个早期试验车竟然用铝合金做曲轴，这在现在看来都是一个非常大胆的行为，在当年没有仿真的条件下，得多么有经验的团队才能让铝合金曲轴扛得住V12的蹂躏呢？虽然后来没敢量产，但这些测试让法拉利积累了大量的数据和模型，发动机就是一步一个脚印的工程产品，V12能从125S一路走到今天，全靠产品的参数积累，法拉利现存的档案和数据库中记载着人类历史上V12出现的最多失效案例，正是这些失效案例的复杂度，才让后续发动机有更多的设计底气。

250 GTO与Colombo V12

时间进入到60年代，这个时期最有名的车，全世界范围内250 GTO都能排得上号，它搭载的3.0升V12发动机成为这一时期的标志，缸径冲程分别是73和58.8，最大功率300马力@7500转/分钟。这台发动机最大的一个技术创新是用到了双火花塞技术，原理也比较直接。气缸内本来只有一个火花塞来点燃混合气，但高转速气缸气流流速很快，点火的时间点会发生偏移，可能导致燃烧不完全。为了确保混合气能在最佳时刻点燃，法拉利在每个气缸中加装了第二个火花塞。这样一来，两个火花塞可以分别在不同的时刻点燃，保证了更均匀、更迅速的燃烧，特别是在高转可以避免点火延迟导致的动力损失。

当然，今天我们都知道缸内直喷，完全可以不依赖双火花塞来改善效率，而且更精准，但发动机缸内点火时机、燃烧室形状的模型积累、精确空燃比的稳定性计算以及排放控制，很多软件数据库最前面几行都是法拉利填进去的，而这些数据的底层来源，依然是双火花塞时期V12 250GTO这辆车上来的，为什么我们说法拉利250GTO在汽车历史上这么重要，就是因为它是很多发动机的老祖宗。

其实你如果知道化油器是怎么工作的，你会觉得法拉利非常前瞻，很多人一听到化油器就觉得是老古董，但事实是，目前缸内直喷和多点电喷与化油器的共性非常多，化油器是由浮子室、喷嘴、节流阀、真空管组成的，基本原理，就是通过空气流速和流量来调节燃油吸入来实现混合。核心就是浮子室，简单来说是化油器中储存汽油用的，它通过一个浮子和针阀来维持汽油的恒定。

常见的化油器是通过一个集中进气口来供应多个气缸的燃油混合物，但高转速时气流量和油气混合的均匀性受限，供油不精准，容易导致动力波动。大家注意到，法拉利发动机上面，这叫做多喉管化油器，是当年的一个特殊设计，为了确保油气混合精度，设计成了每个气缸独立供油，减少了进气歧管流量干扰。虽然今天大部分车已不再使用，但这种将油气混合的控制做到极致的设计思路，与现代的直喷运用用独立的喷油器确保精准和分层喷射是充分耦合的。

发动机就是这样，化油器和现代的直喷喷嘴，二者结构的目的都是将燃油更准地送到最佳位置，想更精准控制燃油分配，就不能等到油气混合的那一刻，得主抓燃油输送路径。后来很多公司根据法拉利的思维方式，推动了喷油嘴的细化，比如马瑞利，就根据法拉利最原始的思维方式，推动了高压直喷的多孔喷嘴和共轨的研发，包括后来的德国博世都有类似借鉴，还记得大众的TFSI四个字母什么意思么？这个缩写中的S就是Stratified 分层燃烧，这玩意儿原则上法拉利在1950年就提到过，通过改变针阀的升程，去改变喷油开度和喷射时间去决定雾化层数和效果。只可惜50年代电控不成熟，法拉利只能在机械层面把化油器打磨成精品。

最终这个思维是90年代由三菱在4G93上最先在乘用车上量产，当时是通过电磁线圈对喷油针阀进行了精确的多段分层喷射，日本人在接受采访时也曾表示，是法拉利的化油器和梅塞施密特的飞机发动机启发了他们，而且他们甚至坦言，运用的工程方法论就是手上捏着电气化这个新工具，到处去翻阅过去60年知名厂商缺乏电气化没做到但却又十分前沿大胆的未完成设计。讲到这，有粉丝会觉得这是一期内燃机考古节目，老王并不否认这一点，但与此同时，我希望给大家传递一种价值观，就是——这个科学之道，非惟当下之利，亦有溯往之理。

现在的一些新技术，除了立即变现，也可以考虑去耦合一下过往的想法，有哪些非常精彩但苦于某些瓶颈未突破从而没实现的功能？近期我看我们国家的一些车企就开始在探究这方面的亮点，也的确为他们带来了品牌加成，像比亚迪的云辇，易四方，蔚来的ET9，小米的分布式制动，长城的Hi4-Z。我认为，油电并不互斥，他们之间不是传承的关系，而是互补。

250 LM Prototype比扎里尼的CFD

我们离开科伦坡时期，来到比扎里尼时期的法拉利，记得咱们讲兰博基尼里面提到的比扎里尼吗？在六十年代，法拉利很多发动机也是这位老兄亲手打造的，比如250 LM Prototype上面的Tipo 211 V12， 320马力， 转速8000转，这辆车和前面我们讲的250GTO 以及250 Testarossa(图片)，并称为法拉利三部曲。

60年代，随着计算机的发展，这台Tipo V12是法拉利第一个也是全世界第一台运用CFD建模来计算复杂流体问题的机型，他们使用电脑中的气缸模型和数字模拟流体的动态来做物理边界的预测，通过调整气流大小来实时提供进排气通道的形态建议，这在现在都属于妥妥的“黑科技”。说白了，以前你造个试验机发现不行，只能回炉重造，现在有了CFD建模，可以随时模拟随时调，跟开了天眼一样。

Testarossa——法拉利的红头

当然，法拉利也并非无敌，因为在那个时候出现了一个劲敌，就是兰博基尼，当时刚出的Miura对法拉利来说简直是降维打击，因为他们竟然往中后置机舱里塞了一台3.9升横置V12，更变态的是兰博基尼是变速箱发动机一体铸造，内部共用润滑油，最后的结果是比法拉利排量大马力强，总重竟然还轻了不少，虽然法拉利在次年也推出了外形上类似Miura的Dino。

但只搭载了一台V6发动机，用户觉得马力太小不过瘾，都开始转而支持兰博基尼，于是在1973年法拉利迫于压力，推出了V12的中置引擎365 GTB Daytona，因為在迪通拿24小時耐力賽中和福特的精彩战绩和故事令人热血沸腾，人们通常稱直接称之为Daytona，对没错，劳力士迪通拿系列手表就是致敬的这段佛罗里达海滩迪通拿赛道的往事，这个词现在已经成为了享誉全球的知名词汇，并为带着这款计时腕表的用户注入了很多赛车的传奇色彩。

与此同时，这辆迪通拿也是最新2024年年底出炉的马王12缸在外形上致敬的原型，有人开玩笑说这是极氪007同款前脸，我就当你真的是在开玩笑，因为如果你真的这么认为，那你是既不懂历史，也不懂车，更不懂表。但有一说一，当年迪通拿这车有一个很大的毛病，就是发动机散热很差，开久了车内会变得很热。

于是在1984年，法拉利又推出了一款理念完全不同的车型——叫做Testarossa。这车的名字是按照发动机起的，同时也是致敬了比扎里尼时期的 250 Testarossa。

意大利语Testa是缸盖，Rossa就是红色，放一起是红头发动机的意思，这个经典后来一直用在法拉利的发动机上，当然，后来的本田也选择了把发动机涂成红色，包括NSX发动机被人冠以东瀛法拉利的绰号，但我认为，两家公司从根本上的理念是不一样的，虽然都是红头机，本田的理念是高性能大众化，法拉利则是持续定义高性能的奢华极限。

Testarossa采用4.9升180度水平V12，并不是水平对置12缸，因为活塞并不是像拳击手那样对着干，没有Boxer的行程，所以并不属于水平对置H12，而是按照传统V12的设计，以共享曲柄的方式运转，这也是很多人理解偏差的点，大家看这个就明白了，这辆车气缸的点火顺序和排列，让每个气缸进排气均匀性非常的好，而且这台发动机用上了当时非常前沿的四气门，两进两排，缸径与行程都是82，经典的方缸机，最大功率在6300转时就可以爆发390马力。燃烧室形状采用了当时少见的“倒置屋脊”设计，增强湍流强度。

前面我们不是说365GTB散热不好么，这辆车法拉利选择把发动机叠在变速箱上方，尾部腾出空间增加了一块超大散热器来优化车内温度，这个设计使车辆的尾部宽大方正，但整体空气动力学做的却非常好，尤其是尾部相对直线的设计结合车顶的分离点，反而减少了尾流的涡旋扰动，而且前进气口、引擎盖和前灯的设计同样也起到了减少阻力、增加下压力的作用，要知道这车风阻系数只有0.36，对于八十年代来说是非常优秀了。

那个时候，Testarossa 不仅是速度机器，也是财富和品位的象征，90年代港片里经常出现Testarossa的身影，大家可以下方留言电影名称和情节。这辆车的成功，巩固了法拉利在 八十年代全球豪华跑车的地位。最关键的是，这辆车V12发动机的这种后中置布局，前四后六的载荷比，成为全世界中置跑车的标配。

F50：F1技术民用-阻尼涂层HFVD技术

时间一转，到了1990年，这个时期最有名的要数F50这辆车，搭载的F113系列4.7升自然吸气V12基本上是直接源于F1技术。这台发动机的转速上限高达8500转，8000转就可以达到最大功率520马力，缸径冲程是85和69，同样是短冲程，但压缩比也达到了11.3。

这辆车首次使用了钛合金连杆，还记得之前兰博基尼什么时候开始用的吗？没错，是1998年的Murcielago这辆车用到的，法拉利的量产发动机比兰博还要早用8年，这台发动机还运用了高频振动阻尼涂层HFVD技术，这种金属基的复合材料，法拉利会大面积涂在缸体缸盖气门座以及连杆上，来减缓高频振动，后期的488GTB和拉法很多车型都用到了，不是好多人都说法拉利声音好听么，这个涂层也是好的声音的一个支撑。而且说到细致，法拉利一个是曲轴动平衡要求特别高，你别看是一根V12的曲轴，很贵，但报废率极高，我接触过一些法拉利的供应商，她们说法拉利工程师真的会因为V12曲轴的某个配重块上的动平衡孔打太多了而直接扔掉，即便这个测试已经合格了，就是这么豪气。

总之，老王越是翻看法拉利发动机的历史，我越是可以下这个结论，就是法拉利一直是双线操作，一边是赛用技术的民用化，另一方面，就是在用对待艺术品的态度在对待发动机，所以你可以说法拉利的变速箱差，但你永远不能说它发动机不行。

拉法——21世纪的混动

当然，说到变速箱差这个话题，对法拉利来说也算是个刻板印象，因为像13年的拉法、15年的488 GTB、12年的F12 Berlinetta、17年的812 Superfast这些车的变速箱都是相对稳定的。而且这些车也绝对是经典，今后我们都要细说。

这里面有一台车是本期要重点讲的，就是2013年法拉利的巅峰之作——拉法。它的动力系统包含的这套HY-KERS，启发了包含保时捷 918 和迈凯伦 P1在内的很多混动超跑的发展。

拉法这台发动机热效率达到了41%，依旧碾压很多现在的新车，除了这台6.3升V12发动机本身很厉害，比如用到了13.5的压缩比和变截面进气歧管以外，促使它热效率这么高的主要因素就是混动，HY-KERS的核心是一台能120kW左右的永磁同步电机，和一台2.3kWh总重量60公斤的液冷镍钴锰锂电池，安装的位置并没有在发动机法兰端，而是与变速箱的另一侧尾部直连，所以它不属于传统P2位置，没有离合器和动力是断不开的，所以并没有纯电模式，而且那个时候还没有现在的YASA盘式电机，又是后中置纵置发动机，所以长度都快捅到后杠了，但整体算下来，也是提高了一些功率密度。这套系统最早我是在12年北京车展上看到的，是2010年日内瓦车展上那台599 Hybrid概念车的那套前置V12 HY-KERS的后驱落地版，不过现场我看只有一个透明小模型和一张海报，大概长这样。当时没人在意，都在看F12 berlineta。

但这套系统非常有启发，因为它和599的前置不一样，是属于后中置布局，当时我一看，我就说这个模型是纯后驱，不用往前接传动轴，变速箱可以位于发动机后面，电机就可以上在更靠后的地方去调整配重，所以拉法八成要上这套动力。

从技术路径来看，HY-KERS 就是从F1的KERS上面来的，只不过拉法更偏日常驾驶。这套系统解决了拉法两个核心问题，第一，就是提升动力，传统自吸的低扭不太行，别说7速双离合了，17速都不管用，但电机可以在低转用高扭矩来弥补，让发动机尽快进入甜区，第二，随着排放法规的严格，混动成为一种不牺牲性能同时又降低油耗和排放的手段。其实如果你2000年你买得起拉法，然后又恰巧拆下来看过的话，估计你也会觉醒去做混动的，当年很多企业就是买了台拉法，一做对标发现，拉法仅仅是加了这么简单的两个玩意儿就可以把性能提升这么多，最关键的是，当时国产品牌说发动机差太多，但混动这么简单，再做不明白就有点侮辱人了，某种角度来说，拉法的出现，坚定了国内企业做混动的方向。从2000年开始，把混动坚持迭代了好几代的国产品牌，都得到了它应得的市场地位。

12 Cilindri——最新的马王

那么最后我们必须得聊一下最新的马王，dodici Cilindri，翻译成中文就叫做12缸，对，这辆车他名字就叫12缸，法拉利就是这么随性，不过能叫这个名字，就代表一种态度，就是即便前面有混动 SF90的V8和296 GTB的V6，即便后来的F80动力更抢眼，但法拉利始终不放弃12缸这条赛道。

新车最大特点，就是这个像佐罗面罩的前脸，灵感源是咱们前面聊的经典老车365GTB Daytona，这台6.5升12缸发动机的最大亮点在于，不借助任何混动加成，做到了2.9的零百、340的极速、在轰出830马力的同时，还可以满足国六b和欧7。

有几个非常有趣的设计，第一个，就是在这个前铰链的翻盖式机罩下方，有着目前法拉利顶级的发动机扭矩输出，法拉利工程师声称，扭矩曲线的建模是为了反馈更好的人体加速感，而不是一味追求数值，的确，在布加迪或者柯尼赛格面前，法拉利确实需要打一下这种差异化来告诉大家他们的12气缸文化内涵；第二，工程师改变了进气管共振器的位置，优化了压力波，确保发动机音色更饱满，尤其是中频范围，之前在F12和812superfast上面就有这种可以根据转速调整的共振机构，从这个画面来看，法拉利简直是把发动机玩成了乐器。第三，这回12缸这辆车不光是进气侧有这个，发动机排气管也做成了等长的，每组都有 6 合 1 歧管，中央部分采用了新的几何形状，增强轰鸣声的同时，也优化了自然吸气压力波，提高进气效率。

其实从技术角度，这款车确实打破了部分人的期待，但无论是目前外界对他的评价还是外观的争议，它都仍然是品牌继承与市场需求之间的一个折衷成果。我不否认它是一款成功且出色的车，但能否应对未来的挑战，还需要时间验证。

结尾

法拉利发言人近期向媒体表示，除非政府禁止生产V12发动机，否则他们将永远在顶级车型上运用。法拉利既是无数少年的人生目标，也是这个时代的梦。

老王想说，内燃机在人类发展史上还远没有进入尾声，还有极大量的技术等待被发掘和探索。很多人会过早地定性为落后的产品，而且至少目前来讲，如今的电动车还远没有达到像目前燃油车这样的稳定形态。最关键的是，如今新能源带来的销量繁荣，却难掩利润的不堪入目。盲目地改变了销售体系和所有供应链形态，这些问题，到底是好是坏，是汽车市场演进中我们需要深刻思考的。

关于内燃机的探索总会有一些新奇的点，对于品牌来说，到底是一味地在排放标准上减少缸数做出妥协，还是坚持某种信念，用最好的技术造出更极致有趣的产品，做一匹绝尘的跃马。

从巴拉卡的贴纸到恩佐的传奇，从波鲁克的蓝天到法拉利的速度与激情，这些故事早已超越了机械的界限，化作人类追求极致的信念与情感。如今，国内市场的发展，也催生了大排量复兴的潮流。不少国内车企开始重新审视大排量发动机的潜力。所以关于大排量发动机的分享，远未结束，而内燃机背后的哲学与工程意义，也远不该被草率定义为“过去”。你说对么？ 我是老王，下期见。