看懂奔驰V8发动机：2035年前不能输

在目前排放标准越来越严格的大环境下，采用大排量V8发动机的车型已经非常稀少。

现在国内所有品牌在售V8车型一共不足40款，但奔驰一家就占据15款▼

奔驰不止拥有当前最大规模的V8动力车型，奔驰也拥有在当前所有主流车企中型号最丰富的现役V8发动机。

目前现役的奔驰V8发动机是奔驰的第8代V8动力，同时也极有可能是奔驰最后一代V8发动机▼

为什么如今全世界都在缩减大排量发动机，而奔驰仍然大规模使用V8发动机？

很明显，是因为奔驰的V8能够同时实现高性能和低排放，毕竟奔驰V8已经有将近60年的发展经验和技术积累▼

奔驰最新一代V8的研发始于2012年，当时奔驰已经确定了未来混动和纯电的发展路线，因此奔驰采取了高机械素质，高扩展空间，低初始功率的长期发展策略，以保证新V8能够在未来的混动时代奔驰仍然拥有旗舰级的性能。

AMG承担了V8的研发,他们在M133发动机（注）的基础上采用模块化结构，统一了缸径行程和大部分零部件，但根据不同车型的需求，设计了不同的增压进气结构▼

注：关于M133发动机及其发展《看懂新AMG C级M139发动机：随时比你多200马力》

奔驰为这一代V8预留了两个方向的性能提升空间：

首先是性能扩展空间，M133让这一代V8拥有极高的缸体素质，在有针对性的设计进排气系统并匹配不同的涡轮之后，这代V8的性能已经从最初的421马力一路飙升到了如今的730马力。

其次是动力平台扩展空间，奔驰在这一代V8上充分预留了未来适配48V微混、插电混动等多种平台的能力。

如今奔驰这一代V8已经发布了7年，各个型号也即将踏上不同的征程▼

4款V8，奔驰只给未来留下了2款，奔驰向我们清晰的展现了V8动力的未来：性能更高，价格更贵，数量更少！

随着奔驰全面普及直列4缸和直列6缸发动机，今后我们只能在极为稀少的580车型中看到M176的身影。而荣升奔驰性能旗舰的M177 LS2，也许200万人民币将是拥有它的最低门槛。

显然，M177 LS2代表了奔驰未来的动力发展方向，在纯电动力越来越势不可挡的今天，我们很想知道奔驰如何面对未来10年甚至15年后的对手，而未来的10年，M177 LS2又会走出怎样的发展路线？

我们来仔细讨论奔驰在设计M177 LS2时的思考和追求，也许会有答案▼

为了便于阅读，我们把发动机的工作流程简化为架构→进气→配气→燃烧→排放，并按照这个顺序来逐步讨论这台M177 LS2。

看懂奔驰V8发动机·架构

奔驰当前3大平台架构的动力旗舰

奔驰这一代V8注定要见证人类汽车迄今为止最大的一次变革：从燃油到纯电。虽然才问世7年，M177 LS2甚至已经亲身参与了从纯燃油到48V微混再到插电混动的进化过程▼

奔驰确实对M177 LS2寄予厚望，它以一己之力撑起了奔驰3种平台的旗舰动力。尤其是AMG E-PERFORMANCE插电混平台，更是要在2035年欧盟禁售纯燃油车之后继续担当奔驰性能旗舰。

这3种动力架构中，纯燃油M177 LS2很可能会随着即将到来的AMG动力换代而停产，48V版M177 LS2将接过奔驰动力旗舰的王冠▼

采用ISG电机的48V M177 LS2对于用户来说有两个最大的优点：

首先是相对省油，ISG电机可以直接驱动车辆滑行和动能回收，同时也用电机驱动空调水泵等减小了发动机负载。其次是舒服，尤其是运行在48V电气线路下的电动空调、空气过滤和电水泵，完全不依靠发动机，即使停车也不影响车内舒适度。

48V微混架构倡导的是舒适节能，由AMG研发的E-PERFORMANCE插电混动平台则追求油电协同爆发的超级性能▼

E-PERFORMANCE平台的架构脱胎于2019赛季的梅奔F1赛车动力架构，除了性能上的差异，两者之间整体结构完全相同▼

注：关于AMG E—PERFORMANCE更详细讨论请参考《看懂新AMG C 63 S：没错！这就是最像F1的AMG》

目前采用V8版本E-PERFORMANCE平台的有AMG GT 63 SE和AMG SL车系，而即将推出的新一代AMG C 63 S也明确采用4缸版本E-PERFORMANCE平台。

奔驰这代V8能够用一个型号撑起多种动力平台，和它所采用的模块化结构有很大关系，这其中每一个模块都具备性能拓展空间，下面我们就来详细讨论这些功能模块的设计和特点。

看懂奔驰V8发动机·进气

更大的进气量是获得高性能的基础

发动机能够产生并输出动力的核心，在于燃烧。要想获得更大的动力，就需要更猛烈的燃烧，而一次燃烧所需喷油量的多少更是取决于进气量的大小。因此，AMG的工程师为M177 LS2设计了极为激进的增压进气结构▼

进气效率直接影响进气量的大小，而为了提高进气效率，M177 LS2的增压空气路径甚至简单到了粗暴的程度，它的特点如下：

1、进气管开口和空滤横截面积大，保证了足够的进气面积；面积变化小，保证了进气顺畅；

2、从进气管开口到涡轮之间的气流通道顺畅没有大的弯折；

3、大尺寸中冷可以将压缩后空气降到更低温度，有效提高空气密度；

4、进气路径整体短粗，进气压力波往返传递速度快，能够匹配更高转速需求。

涡轮增压的目的，就是以更高的密度向进气歧管内输送更多的空气以获得更猛烈的燃烧。根据不同的功率需求，奔驰为M177 LS2选择了两种规格的涡轮（未来也许会有更多规格）▼

奔驰为高功率版的M177 LS2使用了一枚最大相对压力1.5 bar的大惯量涡轮，这让发动机爆发出了639马力，而把峰值功率转速推到红线前的设定，更会让采用M177 LS2 S的车辆从起步到6500转之间都拥有狂暴的加速能力，这种动力风格非常AMG！

但是，大惯量涡轮必定会带来大幅度的涡轮迟滞，为此，奔驰为M177 LS2选用了双涡管涡轮▼

我们可以在很多高性能车上看到双涡管涡轮，它能够避开各个气缸排气气流之间的干扰，提高废气动能回收的效率。但是这种涡轮价格较高，因此对性能需求不极致的M176仍然使用单涡管涡轮。

M177 LS2采用这种涡轮之后，它进排气系统内的气流得到了精致的梳理，这是它在这一代V8中性能高出其它型号一个等级的关键因素之一▼

我们说过，奔驰为这这一代V8预留了很多性能提升空间。虽然M177 LS2的进气系统已经很激进了，但它依然具有很大的提高空间！

根据目前AMG已有的技术，我们可以增加对车头前方的气流梳理和引导，这种结构已经在AMG的赛车部门使用多年▼

这种进气口成倍的提升了进气横截面积，同时还能通过管道对进气流实现一定程度的预压缩，进一步提升进气流量。目前AMG GT BlackSeries就采用了这种结构▼

但是这种结构需要较长的机舱长度，如果未来奔驰为M177 LS2搭配这种进气道，那它适配的一定是复活的AMG GT或者如S级Coupe一样的大型轿跑。

这一代V8的研发负责人Thomas ramsteiner曾说过，未来奔驰V8的性能可以参考M133后续机型的发展。

而涡轮正是M133后续机型最重要的动力增长来源。最新一代M139在采用源自F1赛车MGU-H热能回收单元的电动涡轮E-TURBO之后，2.0T已经能输出449马力的疯狂动力▼

电动涡轮E-TURBO有3种工作模式：

1、电机驱动压缩叶轮，这完全消除了涡轮迟滞；

2、它也可以和普通涡轮一样由发动机废气驱动；

3、在低负载时可关停压缩叶轮，由发动机废气驱动电机发电。

这几乎就是当前最理想的涡轮形态，目前AMG E-PERFORMANCE混动平台的M139发动机已经在全世界率先采用了这种涡轮，作为E-PERFORMANCE平台旗舰动力的M177 LS2，电动涡轮显然会让它跃上新的动力巅峰。

看懂奔驰V8发动机·配气

用20%成本实现80%性能的CAMTRONIC系统

当空气沿着涡轮→中冷→节气门→进气歧管，一路达到缸体时，就需要配气机构进一步调节。

奔驰这一代V8的配气机构采用统一模块，包含气缸盖、可调节凸轮轴、CAMTRONIC可变气门升程系统、进排气阀门共4个部分，其中直接负责配气调节的是CAMTRONIC系统▼

奔驰的可变气门升程技术实施的较晚，直到2012年才在4缸的M274/270上采用，奔驰将其命名为“CAMTRONIC可变气门升程系统”。

这套系统目的是节能减排，它通过控制促动器控制凸轮轴套筒的移动，实现进排气门升程在100%和80%之间切换▼

CAMTRONIC的结构非常简单，相比于更高性能的连续可调气门升程系统，奔驰几乎是用20%的成本就实现了连续可调气门升程系统80%的效果。奔驰表示这套系统在不降低性能的前提下，可以减少3.5%的排放，提高10%的燃油经济性。

奔驰也将气缸切断功能集成到了CAMTRONIC中，这项技术诞生于1981年，2010年奔驰在M157中首次采用。

为了在CAMTRONIC上实现气缸切断功能，奔驰设计了“零”凸轮轴的概念▼

奔驰目前并没有表现出升级CAMTRONIC的意图，也许这就是奔驰乃至欧洲汽车厂商在逐渐放弃燃油路线的一个信号吧，毕竟欧盟决定2035年起禁售燃油车。

不管是涡轮还是CAMTRONIC，这都是发动机的辅助手段，真正让奔驰发动机能在舒适节能和狂暴性能之间随意切换的核心，是奔驰的燃烧系统。

看懂奔驰V8发动机·燃烧

坚固的缸体保证了宽阔的性能提升空间

曲轴箱和曲柄连杆机构能在很高的燃烧压长时间稳定运行，是高性能发动机最基本的素质

在奔驰这一代V8中，曲轴箱和曲柄连杆机构就是最核心的模块化组件▼

这款曲轴箱从2000年代的M156开始不断发展，目前结构已经非常成熟。如果奔驰想继续提升V8的性能，只需改进曲轴箱材质，让它所能承受更高的涡轮压力和点火压力，就能继续提升性能。

我们知道，未来奔驰V8的性能可以参考M133后续机型的发展。而从2013年推出M133以来，奔驰4缸机的最高性能已经从381马力涨到了449马力▼

相信很多人的心里已经有了答案，目前M177 LS2所输出的639马力远不是它的性能上限，如果紧跟M139的步伐，奔驰V8的性能极限很可能会超过800马力。

除了材质，奔驰也在尝试结构上的改变。虽然AMG GT已经停产，但是在它生命的最后日子里，奔驰在代表AMG GT终极性能的BlackSeries上尝试了平面曲轴▼

通过使用平面曲轴以及更高压力的涡轮，M178从最初的585马力直接跃升到了730马力，扭矩也从700牛·米增长到了800牛·米，由此可见平面曲轴所蕴含的性能潜力。

但目前M178已经随着AMG GT系列停产，未来的M177 LS2能不能用到AMG GT BlackSeries的技术遗产，还是一个未知数。

硬件很容易让人兴奋，但它终究只是躯壳，真正为奔驰发动机注入灵魂的，是BlueDIRECT燃烧系统▼

准！这是BlueDIRECT系统最核心的技术。单循环最高5次喷油，每毫秒4次点火，单次喷油量从1到150毫克，这样大跨度的富裕性能，在精准的燃烧策略下，既能获得良好的油气混合形态，也能够让每一个循环中的喷油次数、喷油量、喷油时机，与每一个负荷、转速、工况点精准匹配。

在精准的基础上，奔驰主要采用3种燃烧策略，这也是目前很多发动机厂商最常采用的燃烧方式，但奔驰的特点是更精确。尤其是分层稀薄燃烧中对火花塞区域高浓度油气混合物的塑形和保持，更需要精准的喷油量和喷油压力控制▼

可以看到在分层稀薄燃烧中，负责点燃超稀薄油气的高浓度油气混合核是一次喷射成形，这显然需要精确的计算和喷射控制。根据奔驰公布的数据，当前BlueDIRECT稀薄燃烧要比上一代产品的油耗降低7%。

BlueDIRECT系统目前最大的问题是标准喷油压力只有200bar，远低于当前主流的350bar喷油。更高的喷油压力意味着更细腻的雾化和更均匀的油气混合，这会带来更高的燃烧效率,但目前看来奔驰似乎并没有提高喷油压力的想法。

这很好理解，如果从2035年禁售纯燃油车的角度看，与其花大价钱去更换全新的硬件系统，从燃烧策略算法上持续改进BlueDIRECT显然更符合奔驰的意愿。

看懂奔驰V8发动机·排放

把废气的能量利用到极致

讨论到这里，我们已经大致明白了奔驰末代V8的结构和技术。但是，冥冥之中我总感觉在2020年代的末期，奔驰V8还会演变出一种全新的形态：HOT V结构单电动涡轮V8发动机，注意，是单涡轮V8▼

单涡轮HOT-V结构早在2013年就随着奔驰这一代V8出现了，最终被奔驰F1赛车的发动机所采用。在这种结构中，奔驰利用电机驱动的超大尺寸涡轮解决了涡轮迟滞并提升了进气量，同时也利用发动机废气驱动电机回收了能量，这就是F1的热能回收单元MGU-H。

2021年，奔驰开始将自家的F1动力架构和技术全面下放给AMG，推出了E-PERFORMANCE高性能混动平台，并打造了乘用车版的MGU-H：电动涡轮E-Turbo。

目前E-Turbo的电机功率已经达到35千瓦，性能已经达到了F1 MGU-H的三分之一，但显然E-Turbo未来的电机功率还会继续增长。

得益于模块化的架构，M177 LS2和M176都可以在不改变缸体尺寸和曲轴箱总成的情况下使用单个大功率电动涡轮，而这种涡轮也会让奔驰这末代V8的动力特性变得更加极致和随心所欲▼

当然这只是我们的一个想象，有两个因素能决定这种变体的奔驰V8会不会出现。

首先是奔驰有没有这个性能需求，如果在未来几年对手足够强劲，奔驰很可能会将更多的F1技术民用化，尤其是继续提高E-Turbo的性能和效率。

其次是成本，如果E-Turbo能够在接近F1的效率和民用级别的成本之间找到一个平衡点，在燃油车生命最后的时光里，AMG工程师们也许会再次燃起对终极燃油性能的渴望。

就像奔驰自己说的，奔驰4缸机的发展将决定奔驰V8未来的性能。如今奔驰4缸机已经爆发出了449马力的惊人动力，作为未来15年的性能旗舰，奔驰V8又会上演怎样激荡磅礴的动力奇迹？

注：关于奔驰F1动力更详细的讨论，请参考《看懂 AMG Project ONE 动力单元：神在人间的第一次表演》