揭密大众开发VR6发动机的真正原因

2011-12-15 08:29    作者:于声远    来源:汽车之家    浏览:

    初看VR6可能很多人都不明白其中的含义,包括笔者也一样。相对于W12在电影《非常人贩2》中的大放异彩,VR6就显得名气甚小。但如果是关注大众的车友,听到VR6这个词就不会觉得陌生了。没错,VR6发动机大众特有的小夹角V型发动机,与常规的V6发动机有非常大的差别。大众为何要另辟蹊径开发这种独特的发动机呢,是VR6的性能比普通V6更好,还是如许多人说的,为了配备在小型车上呢?其实这些都不是真正的原因,真正原因在于最终的W系列发动机。

为了W献身 揭密大众开发VR6的真正原因 汽车之家

『R32就是搭载VR6发动机的代表车型』

    VR6在性能上并不优于V6。VR6其实就是大众研发的一种发动机气缸的排列形式,有别于直6和V6的另外一种发动机。常规的V6发动机是一个相当于两个直3的发动机共用一组曲轴,并且以60度夹角布置的发动机。它的长度要远远短于直6发动机,但是它的宽度却很大。而VR6发动机是把6个气缸相互错开的布置方式,两面交错开的气缸成15的夹角。这样它的长度要短于直6,而宽度又要窄于V6。

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    对于V型6缸发动机而言,60度的夹角属于最优化的设计,这是经过无数次的实验得出的公认结构。所以全世界所有的V6发动机全部都是采用的60度夹角设计。而大众另辟蹊径采用这种15度夹角,自然打破了这一黄金角度的惯例。事实上大众在刚刚开发VR6的时候,最大的问题就是出现在平衡震动方面。大众投入了大量的人力物力,经过了无数次的实验,最终通过多种平衡手段解决了这一问题,但即使如此,VR6的震动仍然大于V6,因为即使大众将震动改善到极致,它也无法超越结构上的差异,就像直列发动机震动大于V型发动机一样,夹角更小的VR6从结构本身就决定了它的震动会大于V6。

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『夏朗也搭载了VR6发动机』

    发动机的振动主要是来源与活塞往复运动带来的上下振动,尤其是气缸在作功冲程中,活塞对发动机的振动最大。然而由于在V6发动机中,活塞向下止点运动是的方向是与垂直方向成30度夹角的,所以它对振动产生的分力就要小一些。同时V6发动机技术成熟,60的夹角几乎可以把发动机的平衡趋于完美。

  除了震动方面,其它方面的性能,VR6也是不如V6的。前文已经说过V6发动机是以3个气缸为一组,相当于两个直3排列在曲轴的两侧。每列气缸的之间的夹角是60度。在正前方看就是一个V字型,故为V6发动机。由于6个气缸分别布置成两列,所以就需要有两套气缸盖。但是V6发动机的进气可以布置在两列气缸的中间,而排气分别布置在两列气缸的外侧。正是由于这种布置,就可以使V6发动机的重力分配达到对称的效果,极大的方便了发动机舱的重力分配。

 

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    接下来我们再看看VR6的结构特点,前面说过VR6具备了V6和直6发动机在尺寸上的优势。那么VR6和V6还有其他的区别是什么呢?由于VR6采用了两列气缸的15度夹角设计。在俯视图上看就是像直6发动机的奇数号气缸和偶数号气缸分别向两边错开,并且气缸与气缸之间还是紧密的贴着。道理很简单,就如同用了很大的力气把直6发动机的长度压短了,为了不使气缸变形,它们就会一左一右的错开了。这样气缸之间的连线就是一个曲折的S形。所以就可以像直6发动机那样采用一个气缸盖,降低了成本。正是由于两列气缸之间几乎没有空间,所以它的进排气就没有办法像V6那样布置,只能采用一侧进气一侧排气的布置方式,不利于发动机的重力分配。

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    虽然VR6发动机比V6发动机有着结构更紧凑的特点,但是它在很多方面上的表现都不如V6发动机。大众是不会为了一个先天就要差一截技术来全力研发的。看来大众开发VR6的目的是“醉翁之意不在酒”。

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    那是不是如大家认为的,大众是为了在其小型车上采用,打造“小钢炮”使呢?从结构看确实如此,而且现有的高尔夫和POLO都无法布置常规的V6发动机。其实这个理由并不是很站得住脚。从高尔夫来看,如果进行了优化的设计,放下普通的V6发动机并不是很难的事情。而且这样的实例也是有的,雷诺的A0级小车克利欧(CLIO)就装过V6发动机。既然连A0级的车都可以装下V6,所以只要经过优化设计后,高尔夫同样可装的下V6。

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『途锐3.2也采用VR6发动机』

    就算目前的高尔夫放不下,但高尔夫并不是一成不变的,对于这个级别大小的车重新设计时完全可以容下V6。那是为了POLO?显然也说不过去,因为在VR6开发成功以后,大众从未给POLO装配过。即使是POLO GTI也只是搭载的直列4缸的1.8T。因为在大众看来,这个级别的车没必要装6缸机。而且前面说的这些小钢炮都属于销量小的个性车型,非利润主流,没必要为此单独开发。包括GLOF GTI搭载的直4 2.0TFSI这样的车都是针对少数追求个性化运动跑车的群体,更何况搭载了VR6发动机的GLOF R32以及R36这样产量更少的“小钢炮”的用户群体就更少了。这是了解奥迪的人们就会有疑问了,那么奥迪TT也是像R32、R36那样数量很少的车吗?虽然奥迪TT的用户群体要大于R32、R36,但是一来是在现有的VR6基础上,它采用了VR6,如果没有,在设计开发的时候匹配上V6也问题不大。与TT个头差不多的小跑车,配备6缸发动机的并不少见。不难看出大众开发VR6的真正目的不是为了这些小车可以搭载上大排量的发动机。

    既然不是为了大众这些经典的小车开发的那是为了什么呢?

    还记得开头提到的电影《非常人贩2》吗?电影里的“主角”W12的奥迪A8,在影片了风头出尽,攥足了噱头。同时该片也被奥迪称之为宣传片。我们今天不是谈电影,也不是谈A8,而是要谈这辆A8的“心脏”W12发动机。这才是大众开发VR6的真正目的。其实W12和VR6的关系可以近似的看成V12和直6的关系。相信很多人已经明白了,那么就要相信自己的直觉。VR6的衍生物就是W12,可以近似成两台VR6发动机组成的。大家不要也以为W12的正视图也是一个W形,故得名W12,这样W12就有两个曲轴了,大众是不会这样设计的,W12是两个VR6共用一套曲轴,两个VR6发动机里侧的气缸之间成72度夹角布置。在正面看就是四列气缸之间成15度、72度、15度布置。更像是一把扇子。

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    难道是W12的性能要比V12好吗?在结构上看仿佛是这样,就如同V型的要比直列的好一样。由于W12的曲轴长度要比V12的短,所以强度好。而且W12必须采用四组凸轮轴布置,每组凸轮轴只需布置6个凸轮,相比V12的两组凸轮轴,每组12个凸轮的布置,W12运动时消耗的能量就要小一些,发动机的响应就快。而且W12的每列气缸的活塞的振动的力与垂直分力的夹角都要大于V12的30度。而且W12的长度要短于V12,但是宽度却很大,但是并不会影响其布置。似乎W12的性能要比V12好,但是事实并非如此。由于W12的结构非常复杂,气缸之间的夹角也非主流设计,对于振动的平衡更是远没有纸面上这么简单。这个道理如同前面所说的VR6与V6区别一样,这里就不再重复了。

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    这么费力不讨好的事情,大众为何还要做呢?难道只是为了彰显技术的过盛?结论当然不是。仔细观察大众包括奥迪在内,都是玩前驱的。即使那些标有quattro的四驱版本的车也都是前驱平台设计的。前驱车由于要布置复杂的驱动系统,会占去很大以部分发动机舱的空间,加之本身前驱车的发动机舱就要短一些,所以要容下大排量的多缸发动机很困难。目前在大众D级车中(包括奥迪),只有奥迪S8搭载了一台V10发动机。至于A8和辉腾最多缸的V型发动机也只是V8 4.2。随着厂家之间竞争的加剧,尤其是在豪华车的市场上A8和辉腾的同乡宝马7系和奔驰S级,都已经有了自己的旗舰车型,搭载V12的宝马760和奔驰S600。对于这个市场上的年轻的选手A8和辉腾,如果要想占领更多的市场份额,以及彰显自己的领先地位,就必须要搭载12缸的发动机。所以就只有W12这条路可以实现了。而想要W12,VR6是前提。

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    大众通过研发W12的思路更是为研发更多的缸数的发动机奠下了基础。于是出现了W16,并搭载在了大众旗下的布加迪威龙16.4上,这台8.0升的百万欧元心脏,使其达到了恐怖的1001马力、1250N·m,在2.5秒的瞬间就可以达到100千米/小时,最高时速更是高达402千米/小时。这对于常规的V12发动机来说是无法想象的,而如果做成V16呢?至少我是不敢想这样的发动机!

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『A8搭载W12发动机』

    通过以上的阐述,可以发现大众之所以费尽心思的研发VR6发动机,主要还是为了它的衍生产品——W系列发动机,特别是W12发动机。只有在高端发动机上达到了成功,才能不受制于车型。同时,一旦在W型发动机上获得了成功,反而VR6就成为了W12的副产品。可以在很多车型上继续装备,乃至于像迈腾和途锐这样完全可以装下V6发动机的车也搭载了VR6。因为大众自己并没有V6发动机,既然开发了VR6就不能不用,如果大众只把VR6只装在R32、R36上,那会占用很大的成本,大众的利润也就会大幅下降。而奥迪和大众又是相对独立的两个部门,奥迪同样不会轻易把自己的V6送给大众。所以大众的VR6在达到了W12上的成功衍生后,还会继续扮着自己角色,发挥作用。

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