二分之一的W12 全面解析大眾VR6發(fā)動(dòng)機(jī)

1、二分之一的W12 全面解析大眾VR6發(fā)動(dòng)機(jī)2011年09月02日 01:00   來(lái)源：汽車(chē)之家   類(lèi)型：原創(chuàng)   編輯：馮景毅    汽車(chē)之家 技術(shù)講堂  說(shuō)到氣缸排列形式，目前市面上主流的有L型（直列）、V型、W型、H型（水平對(duì)置），每種排列形式的發(fā)動(dòng)機(jī)在重量、體積、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、動(dòng)力輸出特性上都有所不同，這些種類(lèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)可以更好的滿(mǎn)足不同車(chē)型對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的需求。而本文的主角VR6發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)里則堪稱(chēng)獨(dú)樹(shù)一幟，它很好的將L型與V型發(fā)動(dòng)機(jī)在各自尺寸上的優(yōu)勢(shì)集成在一起，然而這種融合也帶來(lái)了

2、一系列的技術(shù)難題。下面我們就來(lái)具體介紹一下VR6，以及基于它所衍生出的相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)。   直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)擁有無(wú)可比擬的良好線性輸出，但是由于長(zhǎng)度較大，它的結(jié)構(gòu)并不利于車(chē)身的整體布局。V6發(fā)動(dòng)機(jī)在長(zhǎng)度上進(jìn)行了縮小，但是由于兩列氣缸存在一定的夾角，同時(shí)排氣裝置要布置在兩列氣缸的外側(cè)，所以它的寬度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙同樣提出了很高的要求。這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)一般只適合安裝在中型車(chē)和大型車(chē)上，而設(shè)計(jì)師很難將它們布置在一個(gè)前置前驅(qū)的緊湊型車(chē)，甚至是小型車(chē)上。 可以清楚的看到VR6發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸布局    VR6發(fā)動(dòng)機(jī)的誕生則很好的解決了上述兩種發(fā)

3、動(dòng)機(jī)在空間布局上的問(wèn)題，它巧妙的取了V6的短小以及L型狹窄的優(yōu)勢(shì)，并用一種較為極端的15度V型小夾角的布局將兩者融合在一起。但是這個(gè)看似通過(guò)減小V型夾角的簡(jiǎn)單方式，卻帶來(lái)了有關(guān)振動(dòng)、散熱以及進(jìn)、排氣系統(tǒng)上的一系列相關(guān)問(wèn)題。采用15度小夾角設(shè)計(jì)的VR6    對(duì)于V型6缸發(fā)動(dòng)機(jī)而言，采用60度的夾角屬于最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，可以得到出色的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。而VR6上的15度V型小夾角自然打破了這一黃金角度的慣例，而工程人員通過(guò)一系列的手段，特別是通過(guò)引入平衡軸來(lái)有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)，但是VR6先天結(jié)構(gòu)上的差異還是讓其無(wú)法媲美V6發(fā)動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)性。  

4、60; 與普通V型發(fā)動(dòng)機(jī)相比，VR6在進(jìn)、排氣系統(tǒng)上采用的是不對(duì)稱(chēng)的設(shè)計(jì)，氣缸與氣缸之間相互交錯(cuò)意味著從進(jìn)氣總管引入的新鮮空氣很難進(jìn)入遠(yuǎn)端的氣缸側(cè)，反之廢氣也很難從遠(yuǎn)端的氣缸匯總到排氣總管。同時(shí)由于進(jìn)、排氣系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)占用了氣缸蓋的大量空間，使得氣缸蓋周?chē)臏囟群芨?。因此大眾在早期的VR6發(fā)動(dòng)機(jī)上都采用的是每缸兩氣門(mén)的設(shè)計(jì)，以保證其良好的散熱以及結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化，而且采用了橢圓形的近缸進(jìn)氣道和圓形的遠(yuǎn)缸進(jìn)氣道來(lái)控制空氣流速，以保證兩列氣缸擁有相同的進(jìn)氣量。早期SOHC兩氣門(mén)的VR6 同時(shí)采用不同形狀的進(jìn)氣道來(lái)控制空氣流速    每缸兩氣門(mén)的設(shè)計(jì)雖然暫時(shí)解決了散熱

5、和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題，但是兩氣門(mén)的不足也十分明顯，那就是容易產(chǎn)生積碳，而且燃油經(jīng)濟(jì)性也較差。同時(shí)由于一根凸輪軸要同時(shí)控制進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，這樣也就無(wú)法應(yīng)用可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)。所以對(duì)它的升級(jí)換代勢(shì)在必行，而且大眾的工程師也一直在對(duì)VR6發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行不斷的改進(jìn)與調(diào)整。24氣門(mén)的VR6發(fā)動(dòng)機(jī)    如果VR6發(fā)動(dòng)機(jī)按照主流的DOHC每缸四氣門(mén)的設(shè)計(jì)，這就需要在狹小的氣缸蓋內(nèi)安裝4根凸輪軸，這幾乎是不可能的事情，而大眾的工程師則給出了一個(gè)很巧妙的回答。與傳統(tǒng)的DOHC和SOHC不同，雖然4氣門(mén)的VR6仍在氣缸蓋內(nèi)布置了兩根凸輪軸，但是每根凸輪軸可以同時(shí)控制兩列氣缸的進(jìn)氣門(mén)或

6、排氣門(mén)。這樣則很好的解決了空間不足等問(wèn)題，而且這種設(shè)計(jì)也可以將可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)引入其中。如果說(shuō)到它的不完美，則是需要通過(guò)搖臂來(lái)控制氣門(mén)的運(yùn)動(dòng)，因此要損失一部分能量。全新的VR6發(fā)動(dòng)機(jī)另一個(gè)較大的變化就是缸體材質(zhì)由鑄鐵換成了鋁合金鑄造，讓發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱更良好。同時(shí)在進(jìn)氣系統(tǒng)上，VR6發(fā)動(dòng)機(jī)采用了塑鋼材質(zhì)的進(jìn)氣道，同時(shí)帶有進(jìn)氣長(zhǎng)度可變的控制裝置，通過(guò)旋轉(zhuǎn)可以在不同的進(jìn)氣通道間切換，實(shí)現(xiàn)高低轉(zhuǎn)速下更佳的扭矩輸出。橫貫發(fā)動(dòng)機(jī)頂部的進(jìn)氣歧管可變進(jìn)氣歧管的核心部件 通過(guò)翻轉(zhuǎn)來(lái)達(dá)到改變進(jìn)氣道長(zhǎng)度的作用    其實(shí)VR形式的發(fā)動(dòng)機(jī)并不是由大眾公司所開(kāi)創(chuàng)的，最早搭載此種發(fā)動(dòng)機(jī)的廠商是

7、意大利的Lancia，其中文名稱(chēng)為藍(lán)旗亞。早在上個(gè)世紀(jì)的20年代，它們就推出了搭載13度夾角VR4發(fā)動(dòng)機(jī)的Lambda車(chē)型，隨后又陸續(xù)推出了擁有10度夾角的Appia車(chē)型等，直至1976年VR4發(fā)動(dòng)機(jī)才退出歷史的舞臺(tái)。藍(lán)旗亞Lambda車(chē)型采用13度夾角的VR4發(fā)動(dòng)機(jī)   大眾公司是從上個(gè)世紀(jì)的80年代開(kāi)始著手VR發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的，直至1991年，第一代VR6發(fā)動(dòng)機(jī)被搭載在第三代帕薩特上，它的排量為2.8L，最大功率為178馬力。隨后這種氣缸排列比較特殊的發(fā)動(dòng)機(jī)在大眾的車(chē)型上被廣泛應(yīng)用，而且又推出了3.2L和3.6L兩個(gè)排量。其中3.2L的VR6曾搭載于高爾夫

8、R32以及兄弟廠的奧迪TT上，3.6L的型號(hào)則應(yīng)用于R36、途銳、輝騰等。 搭載2.8L VR6發(fā)動(dòng)機(jī)的第三代帕薩特    在VR6的發(fā)展歷程中，大眾的工程師在其基礎(chǔ)上砍掉一個(gè)缸，這樣就衍生出了VR5發(fā)動(dòng)機(jī)，排量也減為2.3L。對(duì)于這樣奇數(shù)氣缸V型排列的形式的確令人匪夷所思，但是在結(jié)構(gòu)上比VR6要更加簡(jiǎn)單。這款發(fā)動(dòng)機(jī)則被應(yīng)用在當(dāng)時(shí)的寶來(lái)、甲殼蟲(chóng)和帕薩特等車(chē)型上。搭載VR5發(fā)動(dòng)機(jī)的帕薩特B5    在了解了VR6發(fā)動(dòng)機(jī)后，我們可以大膽的進(jìn)行設(shè)想，如果把VR6發(fā)動(dòng)機(jī)看成一臺(tái)普通的直列發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣的兩臺(tái)“直列發(fā)動(dòng)機(jī)”再以一定的夾角

9、組合在一起，通過(guò)共用一個(gè)曲軸的方式則組成了一臺(tái)擁有12個(gè)氣缸的新型發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)然這也就是所謂的W12。VR6發(fā)動(dòng)機(jī)在滿(mǎn)足小型車(chē)對(duì)大馬力發(fā)動(dòng)機(jī)的需求外，也為W型發(fā)動(dòng)機(jī)的順利誕生起到了絕對(duì)的基礎(chǔ)性作用，或許大眾對(duì)VR6的持續(xù)改進(jìn)與研發(fā)就是為了最終的目的W型發(fā)動(dòng)機(jī)。   大眾的W12發(fā)動(dòng)機(jī)是由2臺(tái)VR6以72度夾角結(jié)合，對(duì)于W型發(fā)動(dòng)機(jī)的布局的確存在著太多的技術(shù)難題，如果沒(méi)有VR6發(fā)動(dòng)機(jī)作為基礎(chǔ)，或許就不會(huì)出現(xiàn)W型發(fā)動(dòng)機(jī)。同時(shí)在VR6的基礎(chǔ)上，大眾又開(kāi)發(fā)出了VR8，以及基于它所衍生出的W16發(fā)動(dòng)機(jī)。這臺(tái)性能怪獸則搭載在大眾旗下的布加迪威龍上，8.0升的排量使其達(dá)到了恐怖的1001馬力和1250牛·米。全文總結(jié)：   VR系列發(fā)動(dòng)機(jī)可以堪稱(chēng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)里的一朵奇葩，特殊的小夾角結(jié)構(gòu)可以使其占用更小的空間，為車(chē)輛整體的結(jié)構(gòu)