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VR6发动机 对于一款V形发动机来说,如果夹角变成了15°会是什么情况
文章来源:汽车与运动evo  发布日期:2017-09-08

20年前人们想到了将直列6缸发动机的缸筒错位成具有很小15°夹角的错位V形设计,以达到减小体积的目的,这就是VR6发动机。如果没有它的诞生今天的W12、W16发动机也就没有显山露水的机会了。

在20年前,当一辆第三代高尔夫以从静止加速到100km/h只用时7.6s的时间从你面前消失时,你一定会感到很惊讶,是一颗怎样的心脏使它迸发出如此的动力?原因就是它安装了一台V6发动机。高尔夫的狭小发动机舱是怎么装下一台V6发动机的呢?

6缸发动机不管是V形还是直列,都要比直列4缸具有更好的平顺性。但是小型车紧凑的发动机舱没有足够的空间安装6缸发动机,特别是直列6缸,而通常V6发动机夹角是60°或 90°,宽度很宽,热的排气管安装在V型发动机两侧也影响了其他部件的安装,所以小型车都与6缸发动机无缘。

直到1991年,大众公司做出了突破,开发出了一种15°夹角的V6 2.8L发动机,称做VR6,并安装在第3代高尔夫上。VR6的结构紧凑,宽度接近于直列4缸发动机,长度也只比直列4缸发动机长一点,因此它可以安装在许多小型车上,像大众POLO都可以装下这台发动机。

 

VR6发动机进排气系统采用了不对称性结构,缸体体积更小、重量更轻。传统V6发动机2排缸筒相对,从2排缸筒中间进气,两侧排气。而VR6发动机一个重要特性是进排气系统的非对称性,VR6从发动机一侧进气,另一侧排气,进气歧管可从容地安装在发动机侧面,排气歧管又有足够的空间,而且不会干涉到其它部件。第一代VR6每缸2气门,每侧缸体单顶置凸轮轴,2根凸轮轴很近,就像是双顶置凸轮轴。

VR6外表看起来像是直列发动机,由于夹角很小,两排缸筒镶嵌在一个缸体内,而且一个缸盖包含了6个缸的进排气系统。VR6缸筒由于采用错位布局,所以两个相邻的缸筒之间结构紧凑。VR6发动机长度只比直列4缸发动机长了半个缸筒,比V6发动机长了一个缸筒。相比传统V6发动机而言,VR6不仅是体积小了,而且重量也轻了。

当全球都热中于4气门时,大众的VR发动机仍然保持着2气门,直到1999年7月第2代VR6发动机诞生,才呈现出了每缸4气门。你可能要问VR6 4气门的诞生为何用了8年时间,事实上是遇到了技术上的难题。

在一个很小的缸盖中怎么容下4根凸轮轴?事实上是不可能的,而且还要有空间安装火花塞。如果不用4根凸轮轴就要设计成单凸轮轴控制每个缸的4个气门,就像本田和三菱等日本车的发动机。然而单凸轮轴4个气门并不是完美的设计,首先是结构复杂;第二气门摇臂最理想的位置是与气门相垂直;另外所产生的横向运动也会造成动力浪费和部件摩损。最致命的缺点是不能满足进排气的需要。大众是怎样克服这一缺点的呢?大众采用了一种突破性的思维概念:一根凸轮轴负责全部的进气门,另一根凸轮轴负责全部的排气门,实际上是采用了2根凸轮轴。现在清楚了,A凸轮轴负责全部进气,B凸轮轴负责全部排气。还保持着VR6的进排气系统的非对称性特点。这一设计还能够允许安装可变进气正时系统VVT,就像宝马的Double Vanos系统。

VR6只是紧凑型发动机开发的第1步,接下来是W8、W12、W16。当我们了解了VR6发动机后就不难理解W12发动机了。就像大众所说的W12发动机实际上就是2台VR6发动机的组合,连排量都没有改变,是双倍2.8L的组合,即5.6L。W12发动机是由2台VR6 发动机以 72°夹角结合。如果没有VR6发动机今天我们就不会看到W型发动机。除了大众品牌,奥迪对W12发动机也曾研究了数年,并安装在Avus概念车上,它是真正的W型,由3排直列4缸发动机组成,但是由于没有解决排气问题最终未能应用。W型发动机需要解决的关键问题是它需要很薄的连杆,VR6连杆的厚度是20mm,W12发动机需要的是13mm,这点阻止了它应用于赛车发动机。

W16发动机和W12发动机近似,是2台VR8发动机以72°夹角组合,像W12发动机一样,只是每一列增加了一个汽缸。W8发动机,首先安装在大众的帕萨特上。像W12和W16一样,只是在W12发动机的基础上每一列减少了一个汽缸,和W16发动机正相反,或者可以说是W16发动机的一半。

18不能被4整除,所以W18发动机就不能使用VR发动机了。实际上它是使用了奥迪之前的概念,3排直列6缸发动机共用一根曲轴,每2排汽缸以60°夹角布置。W18曾安装在布加迪EB-218概念车上,由于体积大结构复杂,显得并不实用,大众最终放弃了W18项目。正是由于VR6发动机的成功为新一代大排量紧凑型发动机的开发奠定了基础。

在2013年大众推出了一款基于MQB平台的城市SUV——CrossBlue Coupe,它采用了混动四驱系统,由一台代号为EA390的V6 TSI发动机驱动前桥,电机驱动后桥。这台V6 TSI发动机有别于其他V6发动机,它有着紧凑的结构,没错,它就是下一代VR6发动机,而且它还带上了涡轮增压器,很是让人期待。