为什么 V10 发动机逐渐消失，而 V8 和 V12 没有？
有人总结了关于平衡性方面，那么我就说一下平衡性以外的事情。这里技术上主要讲V8发动机，个人认为其是现阶段仅次于L4以外最合理的发动机设计之一（但并不是最完美的），并且V8布局的重要性可能超出很多人的传统想法。 不过题目是为啥V10消失，所以开头先来总结一下这个。说V10先得从L5说起，在一定的时间内L5机头也非常流行，其中最著名者有Volvo的，VW/Audi的等等。各厂家开发L5的原因很简单，在以往开发一个新的架构还比优化一个现有的架构成本低的年代，在L4上面多加一个汽缸，即是最简单的增加马力方案。L5虽然并非原生自平衡（一阶，二阶皆不平衡），但因为其多了一个汽缸（也多了一个曲轴配重）所以其总震动幅度要小于L4，并且如果都不用平衡轴的话L5的震动幅度更加接近L6。在那个平衡轴还没有流行的年代，多加一个汽缸即是最低成本能加大马力而且得到相对好的平衡度的做法。至于V10的存在，震动平衡上也有点类似，首先V10严格来说也不是自平衡结构，但是汽缸比较多而且90度夹角、90度曲轴夹角外加单数点火的话，总体的震动平衡还在可以接受的范围内。雪佛兰的Viper就是利用这点，外加OHV（推杆气门啦，不是顶置凸轴），造出一台简洁，轻量，可靠而且动力可观的发动机，代价是排量和油耗比较大。而在发动机总体设计上面，如果汽缸体积越小/数量越多，那么单个汽缸的往复距离可以变小，发动机的转速可以提高而活的更大的动力；这个再配上V12自平衡的特点，就是F1上曾经流行用小排量V12的原因（法拉利这方面最出名了）。但是V12的缺点是复杂，死重，摩擦部分多带来热负荷等等，其实现阶段用V12也越来越少了。V8是另一个极点，也就是在平衡性勉强可以接受的前提下最简洁，最轻便而且效率最高的设计，但是往往又不怎么完美（V8的特点后面会详细说）。那么V10就是其中比较好的折中，跟L5一样震动幅度更加接近于V12（虽然V10并非自平衡），但是至少还比V12简单一点，又能获得比较高的发动机转速以达到高动力。 但是前面说了，L5的存在很大原因是由于以前开发一个架构比优化一个架构成本低，毕竟在平衡轴和可调配气大规模应用之前的发动机设计还是相对简单的。V10也是类似的原因，只不过V10一般出现专属的赛车领域上面，其目的更多是因为工程上的折衷而不是成本上的考虑。V10的困境其实跟L5也差不多，如果用了平衡轴，那么复杂程度跟不用平衡轴的L6/V12比没有优势，如果不用平衡轴放弃震动问题的，那么体积结构上又不如V8简介而高效。V10仅适用于不考虑空间效率的长车身（F1 Vipe R8r等都是如此），车身的稳定性比灵活性更加重要的运动车，或者是尽量利用现成的V8技术等情况下才有意义。  ============== 回去说V8，这里先说明的是V8有两种很不同的设计，180度曲轴（flat-plane crank）和90度曲轴（cross-plane crank）。复杂一点的震动平行和数学就交给其他人说明吧，但是简单的说180度曲轴就是两个直4发动机的震动叠加起来（一阶二阶震动都大一倍），90度曲轴则是两个直4发动机串起来（一阶二阶震动惯量减半，但做不到完美自平衡）。 180度曲轴除了震动比较大以外，整个发动机架构可以很简洁，曲轴重量可以更小提速更快；而且180度曲轴点火时序可以做到每个汽缸/每列气缸点火间隔都相等，排气的干涉少很多排气管也容易设计。90度曲轴因为做不到等间隔点火，无论怎么点火总有一两个气缸排气会互相干涉，这个导致和排气管设计会比较复杂；而且90度曲轴虽然平衡度比较好但也需要更大的配重来平衡，所以整个发动机的转动部分会重很多。 不过抛开排气等这些细节的问题，V8发动机只需要一个基础设计，通过更要换曲轴和点火时序就可以有完全不同的动力特性，所以适合面就非常广。比方说福特现在的模块化V8（Coyote系列）发动机，其在一个基础设计上可以同时满足皮卡（F150猛禽，90度曲轴）和高性能跑车（野马GT350和福特GT，180度曲轴）的要求。 而在震动以外，V8最大的优势是体积紧凑。一般来说，一个发动机设计约接近正方形（连上曲轴箱，排气进气等），那么整个发动机的空间利用率最高，而且也比较容易获得更大的动力重量比。这个最明显的体现在通用集团的LS系列V8发动机上面。LS系列发动机是通用的保留线路，她用异常简单粗暴（甚至可以说原始）的推杆气门设计（OHV， push rod），因为发动机曲轴在V夹角的中间所以基本不占用横向空间而达到紧凑体型。虽然推杆机头转速上不去，油耗下不来，但是体积极度紧凑而且自重极低（相对于其排量和动力而言）；所以LS系列的发动机几乎成为了国外改装车第三方发动机的首选，并且其简洁的设计也省去了很多改装上不必要的麻烦。在国外的圈子里，LS系5~7公升的‘small block’机头可以装到保时捷911/boxster/cayman里面（有现成套件卖），也可以装到马自达MX5 / RX7里面（也有现成的套件），反正基本能放得下纵置直4的空间就基本上能放得进一台LS V8.  同样也因为体积紧凑，V8是可以装在横置前驱布局里面最大的发动机了。横置前驱因为要顾及前轮悬挂/转向部分，以及前驱车相对敏感的空间利用率，所以必须做的非常紧凑。雅马哈就专门为Volvo设计过一款4.4公升V8发动机，用60度V夹角而不是通常的90度，来换取更窄的体型以便塞进原本为横置直4预留的而车头空间 最后，V8发动机可以最大限度的利用直4发动机的技术，现今的V8机头多少会有同源的L4机头。然而这也有极端的做法，就是用两个反装的L4合并成一个V8发动机，这里其中最疯狂的就是基于铃木‘隼’的L4摩托车发动机合并出来的V8发动机。在现成套件/方案里，有Radical / PowerTEC RPA （72度，干式油底）和Hartley H1 V8 （90度，超薄油底）两个比较出名的发动机。这两者都是2.6-3.0公升左右的小排量自吸V8，但是基于摩托车引擎的高转速特性，他们都能提供400马力2.6）~500马力（3.2）的超高输出，并且自重极低（88~96kg）。在民用车的领域里面，能买到最接近F1和LMP1/2非专属引擎基本就是这两个了。  ================  说到V8，也就不得不说一下Ford / Cosworth的DFV系列V8发动机。这个发动机在当年研发费用仅有10万英镑（放现在也就500万人民币多少的，简直是打发乞丐用的研发成本），项目是1965年由莲花提出，福特资助，Cosworth开发，其结果则是一台统领了F1赛事接近20年的发动机。其实现在看来DFV发动机也并没有特别突破性的设计，唯一比较可圈可点的就是全齿轮驱动的凸轴（并非普通民车用的链条/皮带）。不过专属赛车里面齿轮驱动的曲轴很常见啦，DFV系列发动机主要是合理而精致的设计，在自吸3公升排量里面达到500马力的输出，这个数值放当年也是相当不错的。而且相对于法拉利的3公升V12发动机，DFV更轻更简洁，有更大的动力。终于到了1967年，DFV发动机成为了F1官方（其实是半官方吧）指定发动机，没有自身研发能力的赛队都可以以相对便宜的价格买到高性能的发动机（7-8千英镑左右一台，放现在也就3-40万人民币不到吧）。在1967-1973年间所有一级方程式的世界总冠军都是由用DFV发动机的车队获得的，而在67年到85年间，用DFV发动机的赛车参加过262场比赛，赢了其中的155场。虽然DFV并不是为耐力赛设计的，不过1975年和1980年的勒芒赛也是由DFV动力的赛车赢得的。DFV是对整个F1历史上影响最大的单一型发动机，而且对整个世界的赛车事业里也有非常重要的地位。 ====== 最后总结一下，V8发动机的主要优点就是紧凑，简洁（相对而言）而且适用面广。在动力链设计的取舍方面，V8几乎是一个最好的折中点，虽然这个特点近年也有渐渐被V6取代的趋势了。不过这个世界的汽车设计尤其是性能车和专属赛车里面，v8的影响力其实是非常大的。很多人以为v8只不过是美国人小脑发达大脑萎缩的产物，这其实略了v8基本目的；她追求的不是排量，而是紧凑的体型。