VR6發(fā)動(dòng)機(jī)

衛(wèi)東

在20年前，當(dāng)一輛第三代高爾夫以從靜止加速到100km/h只用時(shí)7.6s的時(shí)間從你面前消失時(shí)，你一定會(huì)感到很驚訝，是一顆怎樣的心臟使它迸發(fā)出如此的動(dòng)力？原因就是它安裝了一臺(tái)V6發(fā)動(dòng)機(jī)。高爾夫的狹小發(fā)動(dòng)機(jī)艙是怎么裝下一臺(tái)V6發(fā)動(dòng)機(jī)的呢？

6缸發(fā)動(dòng)機(jī)不管是V形還是直列，都要比直列4缸具有更好的平順性。但是小型車緊湊的發(fā)動(dòng)機(jī)艙沒有足夠的空間安裝6缸發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是直列6缸，而通常V6發(fā)動(dòng)機(jī)夾角是60°或 90°，寬度很寬，熱的排氣管安裝在V型發(fā)動(dòng)機(jī)兩側(cè)也影響了其他部件的安裝，所以小型車都與6缸發(fā)動(dòng)機(jī)無緣。

直到1991年，大眾公司做出了突破，開發(fā)出了一種15°夾角的V6 2.8L發(fā)動(dòng)機(jī)，稱做VR6，并安裝在第3代高爾夫上。VR6的結(jié)構(gòu)緊湊，寬度接近于直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)，長(zhǎng)度也只比直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)一點(diǎn)，因此它可以安裝在許多小型車上，像大眾POLO都可以裝下這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。

VR6發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)采用了不對(duì)稱性結(jié)構(gòu)，使缸體體積更小、重量更輕。傳統(tǒng)V6發(fā)動(dòng)機(jī)2排缸筒相對(duì)，從2排缸筒中間進(jìn)氣，兩側(cè)排氣。而VR6發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)重要特性是進(jìn)排氣系統(tǒng)的非對(duì)稱性，VR6從發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)進(jìn)氣，另一側(cè)排氣，進(jìn)氣歧管可從容地安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)面，排氣歧管又有足夠的空間，而且不會(huì)干涉到其他部件。第一代VR6每缸2氣門，每側(cè)缸體單頂置凸輪軸，2根凸輪軸很近，就像是雙頂置凸輪軸。

VR6外表看起來像是直列發(fā)動(dòng)機(jī)，由于夾角很小，兩排缸筒鑲嵌在一個(gè)缸體內(nèi)，而且一個(gè)缸蓋包含了6個(gè)缸的進(jìn)排氣系統(tǒng)。VR6缸筒由于采用錯(cuò)位布局，所以兩個(gè)相鄰的缸筒之間結(jié)構(gòu)緊湊。VR6發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度只比直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)了半個(gè)缸筒，比V6發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)了一個(gè)缸筒。相比傳統(tǒng)V6發(fā)動(dòng)機(jī)而言，VR6不僅是體積小了，而且重量也輕了。

當(dāng)全球都熱衷于4氣門時(shí)，大眾的VR發(fā)動(dòng)機(jī)仍然保持著2氣門，直到1999年7月第2代VR6發(fā)動(dòng)機(jī)誕生，才呈現(xiàn)出了每缸4氣門。你可能要問VR6 4氣門的誕生為何用了8年時(shí)間，事實(shí)上是遇到了技術(shù)上的難題。

在一個(gè)很小的缸蓋中怎么容下4根凸輪軸？事實(shí)上是不可能的，而且還要有空間安裝火花塞。如果不用4根凸輪軸就要設(shè)計(jì)成單凸輪軸控制每個(gè)缸的4個(gè)氣門，就像本田和三菱等日本車的發(fā)動(dòng)機(jī)。然而單凸輪軸4個(gè)氣門并不是完美的設(shè)計(jì)，首先是結(jié)構(gòu)復(fù)雜；第二氣門搖臂最理想的位置是與氣門相垂直；另外所產(chǎn)生的橫向運(yùn)動(dòng)也會(huì)造成動(dòng)力浪費(fèi)和部件摩損。最致命的缺點(diǎn)是不能滿足進(jìn)排氣的需要。大眾是怎樣克服這一缺點(diǎn)的呢？大眾采用了一種突破性的思維概念：一根凸輪軸負(fù)責(zé)全部的進(jìn)氣門，另一根凸輪軸負(fù)責(zé)全部的排氣門，實(shí)際上是采用了2根凸輪軸。現(xiàn)在清楚了，A凸輪軸負(fù)責(zé)全部進(jìn)氣，B凸輪軸負(fù)責(zé)全部排氣，還保持著VR6的進(jìn)排氣系統(tǒng)的非對(duì)稱性特點(diǎn)。這一設(shè)計(jì)還能夠允許安裝可變進(jìn)氣正時(shí)系統(tǒng)VVT，就像寶馬的Double Vanos系統(tǒng)。

VR6只是緊湊型發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)的第1步，接下來是W8、W12、W16。當(dāng)我們了解了VR6發(fā)動(dòng)機(jī)后就不難理解W12發(fā)動(dòng)機(jī)了。就像大眾所說的W12發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際上就是2臺(tái)VR6發(fā)動(dòng)機(jī)的組合，連排量都沒有改變，是雙倍2.8L的組合，即5.6L。W12發(fā)動(dòng)機(jī)是由2臺(tái)VR6 發(fā)動(dòng)機(jī)以 72°夾角結(jié)合。如果沒有VR6發(fā)動(dòng)機(jī)今天我們就不會(huì)看到W型發(fā)動(dòng)機(jī)。除了大眾品牌，奧迪對(duì)W12發(fā)動(dòng)機(jī)也曾研究了數(shù)年，并安裝在Avus概念車上，它是真正的W型，由3排直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)組成，但是由于沒有解決排氣問題最終未能應(yīng)用。W型發(fā)動(dòng)機(jī)需要解決的關(guān)鍵問題是它需要很薄的連桿，VR6連桿的厚度是20mm，W12發(fā)動(dòng)機(jī)需要的是13mm，這點(diǎn)阻止了它應(yīng)用于賽車發(fā)動(dòng)機(jī)。

W16發(fā)動(dòng)機(jī)和W12發(fā)動(dòng)機(jī)近似，是2臺(tái)VR8發(fā)動(dòng)機(jī)以72°夾角組合，像W12發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，只是每一列增加了一個(gè)汽缸。W8發(fā)動(dòng)機(jī)，首先安裝在大眾的帕薩特上。像W12和W16一樣，只是在W12發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上每一列減少了一個(gè)汽缸，和W16發(fā)動(dòng)機(jī)正相反，或者可以說是W16發(fā)動(dòng)機(jī)的一半。

18不能被4整除，所以W18發(fā)動(dòng)機(jī)就不能使用VR發(fā)動(dòng)機(jī)了。實(shí)際上它是使用了奧迪之前的概念，3排直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)共用一根曲軸，每2排汽缸以60°夾角布置。W18曾安裝在布加迪EB-218概念車上，由于體積大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，顯得并不實(shí)用，大眾最終放棄了W18項(xiàng)目。正是由于VR6發(fā)動(dòng)機(jī)的成功為新一代大排量緊湊型發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

在2013年大眾推出了一款基于MQB平臺(tái)的城市SUV——CrossBlue Coupe，它采用了混動(dòng)四驅(qū)系統(tǒng)，由一臺(tái)代號(hào)為EA390的V6 TSI發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)前橋，電機(jī)驅(qū)動(dòng)后橋。這臺(tái)V6 TSI發(fā)動(dòng)機(jī)有別于其他V6發(fā)動(dòng)機(jī)，它有著緊湊的結(jié)構(gòu)，沒錯(cuò)，它就是下一代VR6發(fā)動(dòng)機(jī)，而且它還帶上了渦輪增壓器，很是讓人期待。