前面说到，V10发动机的发展过程少不了F1赛事推波助澜，因此这里我就来带大家看看V10与F1到底有何关系。而这一切的开始，要从1995年F1主办方将赛车发动机排气量上限调降至3.0升开始说起！
作为F1赛车最核心、最昂贵、最机密和最复杂的构成部分，F1赛车发动机代表着人类现今车用内燃发动机技术的最高水平！
同样都是3升排气量与自然进气系统，为什么F1赛车所搭载的发动机能够比市售车大上5倍？
好比2002年赛季那时，各F1车队使用的发动机出力大约在800~840匹马力上下、最高转速则是在18,000~19,000 rpm之间（多数民用车型发动机转速到7000、8000 rpm就气喘吁吁），并且一台发动机的重量大约在95到110公斤。
至于耗油状况则根据比赛场地有所不同，根据Ferrari车队的资料显示，在日本铃鹿站比赛中F2001赛车（Ferrari车队于2001年出厂赛车的代号，以下皆用F2001简称）每跑一圈需要3.02公斤的燃油，燃油每减轻10公斤，单圈成绩会减少0.42秒（铃鹿站）。下面是一些有关F1发动机系统的数据：
1.发动机的最大转速每分钟超过19000转、平均每秒钟超过300转以上。
2.汽缸内活塞的加速度G值超过7000个G以上（超过7到8个G值人类就会失去意识）。
3. 活塞的上下移动范围大约只有50毫米、但是它们从静止加速到100km/h又回复到静止的过程只需要0.0025秒。
4. 如果冷却系统的管线破裂，整个冷却系统会在一秒钟之后失去功能。
F1赛事（Formula One）最早称为Grand Prix大奖赛，为了维持比赛的公平与安全性，国际汽联FIA制订了统一规格（Formula），而F1比赛中的Formula其实就是规则（Rule）之意，与数学的方程式毫无关系。
附带一提，由于FIA持续透过修改规则，藉以降低新科技带来的影响与争议，所以其规则的更动成为F1赛车科技演进的重要因素，包括本文讨论的V10发动机也不例外。
F1赛事于上世纪50年代出现后，有将近40年的时间同时允许搭载小排量增压发动机与大排量自然进气发动机同场竞技。
在80年代之前，大排量自然进气发动机拥有绝对优势，前述情况在80年代电子控制技术高速发展后大幅改变，涡轮增压发动机开始成为各车队的首选，并且一辆辆马力巨兽也接连出现。
1986～1987年可说是涡轮增压发动机的最高峰：Honda车厂推出了傲视对手的1.5T涡轮发动机RA167E，其最大输出功率达到了惊人的1050～1200匹马力，增压器4bar的增压值（普通家用车在0.5bar左右）实在让人难以想象！
为避免动力过大造成安全隐患，1988年FIA宣布禁用涡轮增压发动机，仅许可使用3.5升自然进气发动机。
1989年，Renault车厂重返F1赛道，在当时车队普遍使用V8及V12发动机参赛之际，该厂出人意料的以一台67度夹角的V10发动机应战，结果没想到短短几年之间，使用Renault车厂发动机的Williams车队已极具竞争力，英国车手Nigel Mansell更于1992年获得世界冠军。
但真正造就V10发动机在F1赛道光荣时代的来临，还是1994年巴西车手Ayrton Senna车祸意外身亡后，FIA又将发动机最大排气量上限由3.5升降至3.0升。
排气量上限调降之后，10缸比12缸或8缸具有更理想单缸燃烧特性（也比V12发动机更节省空间），从此之后V10就成了F1车队的最佳选择，V型汽缸夹角的角度则是从最早的60度到之后的72、90度。
最后Renault车厂甚至推出过108度的大夹角V10发动机。V10发动机垄断F1赛事的局面一直持续到2005年，后因各大车厂投入巨资不断提升发动机动力输出，FIA在考虑赛事公平与环保趋势后，决定改用V8发动机之后才终止。
包括Renault、Mercedes、BMW、Toyota、Ferrari等多家车厂投入了数以亿计欧元突破过去V10发动机的工程设计瓶颈，不将其投入市售换取收入怎么划算呢？
BMW是将F1发动机科技转移至民用的行家──2000年赛季重回F1的BMW很快赢得“出力最大发动机”的声誉。
理由在于该赛季BMW工程师推出代号为E41/4的V10发动机，其能输出810匹的最大马力，最高转速达到17500 rpm，而其重量仅117公斤。
少有人知，这台非常出色的发动机其实是BMW工程团队在极短时间内完成的产品，该发动机也帮助英国车手Jenson Button开启了亮眼的F1生涯。
2001年BMW车厂推出了一台新发动机——P80/1，借鉴了E41/4相关技术基础，P80/1发动机能够输出880最大马力，最大转速则达到了18000 rpm。这台发动机不但有超低重心，重量更比其前身E41/4轻（104公斤）。
Ralf Schumacher驾驶的FW23赛车正是使用了这台发动机战胜了他的哥哥，缔造F1历史上首次出现兄弟两人同时站上领奖台的故事。
2002年，BMW再次研发了全新发动机P82，更轻、更复杂成为这台发动机的关键词。而真正的过人之处在于这台代号为P82的发动机是F1历史上首台转速突破19000 rpm的代表作。
积累2000～2004年间丰富的V10发动机设计经验，2005年正是BMW E60 M5车型问世之时，其所搭载的那台以一级方程式发动机为蓝本的5.0升S85自然进气 V10 备受瞩目！
这台90度夹角的V10拥有507匹马力与53.0kgm扭力，M Power团队开发总监Gerhard Richter特别强调打造大马力的发动机其实不难，有些车厂偏好利用“提升排气量而不是提升发动机转速”的方式来增加发动机输出，这种增加账面上马力其实意义不大。
因为利用提高排气量来增加马力的最大缺点，就是发动机体积将无可避免的增加，发动机重量与耗油量也相应提高！BMW选择提高发动机转速的主要考虑就是为了避免前述两种情形，M Power团队内的工程师致力于缩减发动机的体积及重量同时降低耗油量。
BMW车厂相信“高转速”是打造极限运动车款的重要关键！过去40年来，BMW的M Power部门拥有丰富特殊发动机材料使用经验，搭配ECU（发动机控制系统）每秒钟监控并处理超过100万组以上讯号后重送指令控制发动机内凸轮轴作动的技术。
不难理解为什么2010年当BMW宣布第4代M5、第2代M6与M6敞篷车停产后，外界对这台曾于2005、2006年连续夺下国际发动机大奖的V10“名机”会充满怀念。
请尽情分享至朋友圈/版权所有未经许可不得转载
【本文来自微信公众号“三百俱乐部”】
