中高级轿车的核心武器 浅析V6引擎传奇

    [XCAR 资讯 原创]

    前言：被称之为“汽车心脏”的发动机近年来一直是车主们关注的焦点，汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8、10、12缸。排量1L以下的发动机常用3缸；(1~2.5)L一般为4缸发动机；3L左右的发动机一般为6缸；4L左右为8缸；5.5L以上用12缸发动机。气缸的排列形式主要有直列、V形、W形等。 一般5缸以下发动机的气缸多采用直列方式排列，少数6缸发动机也有直列方式的，过去也有过直列8缸发动机。

中高级轿车的核心武器 浅析V6引擎传奇

    V形发动机长度和高度尺寸小，布置起来非常方便，而且一般认为V形发动机是比较高级的发动机，也成为轿车级别的标志之一。V型六缸发动机简称V6，指发动机六个汽缸按一定夹角成V形对称布局。

V6发动机动态演示

    从“L”到“V”的发展看“V6”引擎

    我们常说汽车发展有百年历史，事实上，作为汽车核心之一的内燃发动机，其历史要远早于汽车，世界上第一款发动机大约在19世纪中期以来就已经诞生，是单缸两冲程的，而在此后百余年间，随着汽车排量的增大，发动机的汽缸数逐渐增加，由两缸到三缸到四缸，再到以后的六缸、八缸、十缸甚至十二缸以上。

日产V6发动机

    为什么发动机的汽缸数会越来越多，这一点很好理解，只有更多的汽缸才能够满足人们对于汽车功率、排量以及发动机平稳性越来越高越来越奢侈的追求，简单的比喻，就好比是用四匹马还是用六匹马来拉一台车。

奥迪3.0升V6发动机

    而在发动机发展史上另一个有趣现象是，早期的发动机基本都是采用直列式汽缸布局，也就是我们所说的“Ｌ型”发动机，而此后德国人最早发明了Ｖ型布局的发动机，并迅速风靡起来，今天，几乎所有的大排量轿车和豪华轿车都采用了Ｖ型发动机（大众豪华车的Ｗ型发动机从结构上说也是Ｖ型发动机的变种），为什么大排量高端发动机会有Ｖ型取代Ｌ型的发展趋势呢？

日产V6发动机

    因为人们发现当大功率发动机的汽缸数越来越多时，传统直列汽缸布局存在两大缺陷，其一是汽缸间因为不对称的互相作用，发动机运转不平顺，震动大噪音大；其二，多缸直列发动机轴向尺寸过长（这个问题以直列发动机著称的宝马至今也没有完美解决）、并且容易造成汽车重心过高。很快聪明的汽车先驱们就发明了Ｖ型发动机：把发动机的汽缸以一定夹角呈Ｖ形对称排列，于是更平顺更安静更紧凑的大排量高功率发动机终于变成了现实。

奥迪V6 TDI柴油机

 
奥迪V6（左）W12（右）发动机舱实拍

奥迪FSI V6发动机

    因此，在国内市场，时常能听到有内行人士说V6发动机比L4发动机更为先进，从发动机发展的角度讲，这是不无道理的。

1. 从L到V看V6引擎的发展

     V6引擎成中高级车标杆

     衡量汽车档次的标准有很多，比如汽车尺寸、排量、轴距、价格等等，然而作为汽车“心脏”的发动机显然是最重要的“硬参数”之一。人们常常争论什么样的车才能算得进入高档轿车甚至豪华轿车的级别？一个比较流行的说法是看汽车是否装备了V6以上级别的发动机，这种说法其实并非没有道理，如盘点海外目前热门的高级轿车或者豪华轿车，几乎都装备了V6、V8甚至以上级别的发动机。

奔驰V6发动机

 
奔驰V6发动机（点击查看大图）

     就国内车市的现状来看，首先在豪华轿车一级，我们熟悉的奔驰、雷克萨斯、英菲尼迪、凯迪拉克、讴歌等，除宝马一家坚持独家的直6发动机外，都清一色配置了V6发动机（个别是V8发动机）。

雷克萨斯V6发动机

本田V6发动机实拍图

     而在中高级轿车和高级轿车领域，由于中国国情现状以及造车成本等因素，仍然呈L4(直列四缸)发动机和V6发动机并存的现状，热销车型中，新雅阁、凯美瑞、马6等主要装备L4发动机（雅阁最高配3.5L版是V6发动机），而新一代天籁、新君威、锐志等则主打V6发动机。

丰田V6发动机

     作为汽车消费者需要了解的是，在中高端轿车领域，V6发动机取代L4发动机是未来的大势所趋，对于多年的V6和L4市场之争，其实也早有定论，其一，发动机的缸数与汽车的档次和动力方面是有一定的正比关系的，六缸发动机无论从工艺、档次和动力潜质方面肯定优于四缸发动机；其二，从发动机布局的发展来说，V型布局可以说是传统直列L型布局的改良，特别是在中大排量发动机上，亮点很突出。对于V6发动机的主要优势，我们不妨从四个方面进行一下技术解析。

2. V6引擎成中高级车标杆

     V6引擎的主要优势

     拥有更大的动力潜质
　　
     就如我们之前所说的，同样一辆马车，用6匹马拉和用4匹马来拉谁更有力量？答案不言而喻。其实这正可以解释为什么相近排量的V6发动机比L4发动机在动力性上更有优势。

 
L4（左）与V6（右）发动机动态演示对比

    其实以海外热销轿车来看，汽缸与车的动力基本是正比关系：低档微型车以前有三缸的，普通家庭小车往往是四缸的，性能轿车基本是六缸或者八缸的，而超级跑车则是十缸甚至十二缸。此外，如果再以国产轿车做参数对比，主流的2.5升左右L4发动机，功率一般在120KW-130KW之间，扭矩在225Nm以下，而比如新一代天籁的2.5升V6发动机，最大功率已经达到了136KW，最大扭矩更达到了232Nm。这里值得注意的是，V6发动机一般在低转速时就可以达到大扭矩，让车在低速运行时获得更大的牵引力，这对于车子起步表现和城市路况非常重要。

日产新一代天籁2.5升V6发动机（扭矩曲线图）

     更为平顺、安静
　　
     这一点其实是V型发动机布局最大的优势所在，传统的直列发动机汽缸呈线型排列，由于布局不对称，不同汽缸间的运动会相互干扰，因此当排量较大时，发动机的震动和噪音都很大；而V型发动机，由于汽缸呈70-90度的夹角对称分布，相邻汽缸间的震动正好可以相互抵消，因此震动和噪音都会明显减少。事实上，驾驶过V6发动机车型的车主们，基本都会对发动机的平顺和安静留下很深刻的印象。

讴歌V6发动机

 
本田3.5L V6发动机（点击查看大图）

     重心低、高度低
　　
     由于V型发动机和直列发动机的结构不同，使得V6发动机高重心和高度都明显低于L4发动机。这听起来似乎很抽象，其实对于汽车的性能非常重要。重心低，对于汽车尤其是性能轿车的操控性能非常关键，专业赛车为了将重心降低几公分，完全是不惜血本。而在量产车中，最极端者如斯巴鲁，为了最大化降低重心，甚至把V型发动机的夹角从惯例的90度以内干脆扩大到了180度，这就成了在拉力赛场有名的水平对置发动机。

日产3.5L V6发动机实拍

斯巴鲁水平对置发动机实拍图

 
斯巴鲁2.5L/3.6L水平对置发动机实拍图（点击查看大图）

     其二，发动机高度低，直接的好处是汽车高度尤其是车前盖可以大大降低，这不仅仅是个美观方面的问题，当前的汽车设计非常重视空气动力学，汽车的迎风面越小、发动机盖越低，风阻系数就更低，这对于汽车的加速性、高速表现以及油耗都很重要。最后，V型发动机由于结构更紧凑、体积更小、重量更轻，这不但大大节省了发动机舱的空间，使得汽车可以设计得更美观更紧凑，也而使得汽车尤其是前驱车的重心分布更为合理，从而进一步改良了汽车的操控性能。

3. V6引擎的主要优势分析

    延伸阅读：坚守阵地! 解析两种"非主流"发动机技术

    前言：说到汽车的发动机，我们比较熟悉的有直列式发动机，如L4即直列4缸；V型发动机，如V6、V8；还有像大众旗下的W型发动机，如W8和W12。而还有一些并不是十分普及的发动机技术，像水平对置发动机和三角活塞旋转式发动机（转子发动机），它们在汽车领域的应用仍属小众派，我们不妨称它们为“非主流”发动机。气缸的排列形式决定了发动机外型尺寸和结构特点，对发动机机体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置。下面我们就来解析一下这两种非主流发动机技术。

坚守阵地!  解析两种"非主流"发动机技术【点击阅读全文】

    水平对置发动机工作原理及优缺点

    水平对置发动机通常也被称为B型发动机，如B6、B4，分别代表水平对置6缸和4缸发动机。B是英文单词“Boxer”（拳击手）的第一个字母。由于水平对置发动机的气缸呈水平相对的方式排列，活塞在水平方向上进行往复运动，就像是拳击手在出拳搏击一样，B型发动机也因此而得名。所以水平对置发动机通常也被称为BOXER。

水平对置发动机通常也被称为BOXER

    如果我们将水平对置发动机的构造理解为是把V型发动机两排气缸的夹角加大到180度而形成的，那么就很好理解水平对置发动机的几大特点了。水平对置发动机的本质依然为往复活塞式内燃机，依然采用了曲柄连杆机构作为运动系统，依然有进气、压缩、做功、排气四个冲程，这就决定了水平对置发动依然会有普通发动机的一些优缺点，但也正因为它独特的气缸排列形式又有它自己独有的优缺点。

水平对置发动机结构图

 
可以把水平对置发动机的构造理解为V型发动机夹角加大到180度（动态演示）

    水平对置发动机的一个显著优点就是重心低，如果我们对比水平对置和V型发动机，就可以很好理解水平对置发动机重心低的这个优点了。如果再将所有的运动部件看作质点的话，那么他们都在一个水平面上，自然重心也就在该水平面上了。重心低这个优点直接增加了车辆行驶稳定性，高速过弯时车辆的侧倾更小，减小了侧翻的可能。

 水平对置发动机结构图（对比直列式与V型发动机）

    水平对置发动机将气缸放在一条直线上当然高度自然就会降低，这与前面所说的造成重心低那个优点的原因有些类似，而发动机整体高度较小就便于在有限的发动机舱中增加涡轮增压器的装置。保时捷一直钟情于水平对置式发动机有很大一部分原因是源于它的这个优点，因为保时捷911车型都采用了“溜背”式的外形设计和后置后驱的驱动方式，这就需要高度较小的发动机来提供动力。

水平对置发动机实拍图

    低振动是水平对置发动机的另外一大优点，活塞运动的平衡良好（180度左右抵消），相比直列式，在曲轴方面所需的平衡配重因素减少，有助转速提升。它能保持650转的低转速，并保证发动机平稳的工作。

水平对置发动机近景实拍

    既然水平对置发动机拥有以上诸多优点，那为什么目前在全球市场，一直采用水平对置发动机的只有保时捷和斯巴鲁两个厂商？必然是它存在一定的缺点。首先是，润滑系统不太理想，技术要求很高；其次是冷却系统也要求很严格；最重要的是它的制造成本要比V型发动机还高，之前我们介绍的一大优点——振动小是种理想状态，要在实际工作中达到这种理想状态，对发动机制造工艺和零部件装配精度的要求较高，因此制造成本相比常见的直列或V型发动机高出不少，而且维修保养难度较大。

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