二分之一的w12 全面解析大众vr6发动机

二分之一的 W12 全面解析大众 VR6 发动机2011 年 09 月 02 日 01:00 来源：汽车之家 类型：原创 编辑：冯景毅 汽车之家 技术讲堂 说到气缸排列形式，目前市面上主流的有 L 型（直列）、 V 型、W 型、H 型（水平对置），每种排列形式的发动机在重量、体积、运转平稳性、动力输出特性上都有所不同，这些种类的发动机可以更好的满足不同车型对动力系统的需求。而本文的主角 VR6 发动机在汽车动力系统里则堪称独树一帜，它很好的将 L 型与 V 型发动机在各自尺寸上的优势集成在一起，然而这种融合也带来了一系列的技术难题。下面我们就来具体介绍一下 VR6，以及基于它所衍生出的相关发动机。直列 6 缸发动机拥有无可比拟的良好线性输出，但是由于长度较大，它的结构并不利于车身的整体布局。V6 发动机在长度上进行了缩小，但是由于两列气缸存在一定的夹角，同时排气装置要布置在两列气缸的外侧，所以它的宽度对发动机舱同样提出了很高的要求。这两种发动机一般只适合安装在中型车和大型车上，而设计师很难将它们布置在一个前置前驱的紧凑型车，甚至是小型车上。可以清楚的看到 VR6 发动机的气缸布局 VR6 发动机的诞生则很好的解决了上述两种发动机在空间布局上的问题，它巧妙的取了 V6 的短小以及 L 型狭窄的优势，并用一种较为极端的 15 度 V 型小夹角的布局将两者融合在一起。但是这个看似通过减小 V 型夹角的简单方式，却带来了有关振动、散热以及进、排气系统上的一系列相关问题。采用 15 度小夹角设计的 VR6对于 V 型 6 缸发动机而言，采用 60 度的夹角属于最优化的设计，可以得到出色的运转平稳性。而 VR6 上的 15 度 V 型小夹角自然打破了这一黄金角度的惯例，而工程人员通过一系列的手段，特别是通过引入平衡轴来有效降低发动机运转时的振动，但是 VR6 先天结构上的差异还是让其无法媲美 V6 发动机的平稳性。与普通 V 型发动机相比，VR6 在进、排气系统上采用的是不对称的设计，气缸与气缸之间相互交错意味着从进气总管引入的新鲜空气很难进入远端的气缸侧，反之废气也很难从远端的气缸汇总到排气总管。同时由于进、排气系统相对复杂的结构占用了气缸盖的大量空间，使得气缸盖周围的温度很高。因此大众在早期的 VR6 发动机上都采用的是每缸两气门的设计，以保证其良好的散热以及结构的简单化，而且采用了椭圆形的近缸进气道和圆形的远缸进气道来控制空气流速，以保证两列气缸拥有相同的进气量。早期 SOHC 两气门的 VR6 同时采用不同形状的进气道来控制空气流速每缸两气门的设计虽然暂时解决了散热和结构复杂的问题，但是两气门的不足也十分明显，那就是容易产生积碳，而且燃油经济性也较差。同时由于一根凸轮轴要同时控制进、排气门的开启和关闭，这样也就无法应用可变气门正时系统。所以对它的升级换代势在必行，而且大众的工程师也一直在对 VR6 发动机进行不断的改进与调整。24 气门的 VR6 发动机如果 VR6 发动机按照主流的 DOHC 每缸四气门的设计，这就需要在狭小的气缸盖内安装4 根凸轮轴，这几乎是不可能的事情，而大众的工程师则给出了一个很巧妙的回答。与传统的 DOHC 和 SOHC 不同，虽然 4 气门的 VR6 仍在气缸盖内布置了两根凸轮轴，但是每根凸轮轴可以同时控制两列气缸的进气门或排气门。这样则很好的解决了空间不足等问题，而且这种设计也可以将可变气门正时系统引入其中。如果说到它的不完美，则是需要通过摇臂来控制气门的运动，因此要损失一部分能量。全新的 VR6 发动机另一个较大的变化就是缸体材质由铸铁换成了铝合金铸造，让发动机的散热更良好。同时在进气系统上，VR6 发动机采用了塑钢材质的进气道，同时带有进气长度可变的控制装置，通过旋转可以在不同的进气通道间切换，实现高低转速下更佳的扭矩输出。横贯发动机顶部的进气歧管可变进气歧管的核心部件 通过翻转来达到改变进气道长度的作用其实 VR 形式的发动机并不是由大众公司所开创的，最早搭载此种发动机的厂商是意大利的 Lancia，其中文名称为蓝旗亚。早在上个世纪的 20 年代，它们就推出了搭载 13 度夹角 VR4 发动机的 Lambda 车型，随后又陆续推出了拥有 10 度夹角的 Appia 车型等，直至1976 年 VR4 发动机才退出历史的舞台。蓝旗亚 Lambda 车型采用 13 度夹角的 VR4 发动机大众公司是从上个世纪的 80 年代开始着手 VR 发动机的设计与开发的，直至 1991 年，第一代 VR6 发动机被搭载在第三代帕萨特上，它的排量为 2.8L，最大功率为 178 马力。随后这种气缸排列比较特殊的发动机在大众的车型上被广泛应用，而且又推出了 3.2L 和3.6L 两个排量。其中 3.2L 的 VR6 曾搭载于高尔夫 R32 以及兄弟厂的 奥迪 TT 上，3.6L 的型号则应用于 R36、途锐、辉腾等。搭载 2.8L VR6 发动机的第三代帕萨特在 VR6 的发展历程中，大众的工程师在其基础上砍掉一个缸，这样就衍生出了 VR5 发动机，排量也减为 2.3L。对于这样奇数气缸 V 型排列的形式的确令人匪夷所思，但是在结构上比 VR6 要更加简单。这款发动机则被应用在当时的宝来、甲壳虫和帕萨特等车型上。搭载 VR5 发动机的帕萨特 B5在了解了 VR6 发动机后，我们可以大胆的进行设想，如果把 VR6 发动机看成一台普通的直列发动机，这样的两台“直列发动机”再以一定的夹角组合在一起，通过共用一个曲轴的方式则组成了一台拥有 12 个气缸的新型发动机，当然这也就是所谓的 W12。VR6 发动机在满足小型车对大马力发动机的需求外，也为 W 型发动机的顺利诞生起到了绝对的基础性作用，或许大众对 VR6 的持续改进与研发就是为了最终的目的 W 型发动机。大众的 W12 发动机是由 2 台 VR6 以 72 度夹角结合，对于 W 型发动机的布局的确存在着太多的技术难题，如果没有 VR6 发动机作为基础，或许就不会出现 W 型发动机。同时在VR6 的基础上，大众又开发出了 VR8，以及基于它所衍生出的 W16 发动机。这台性能怪兽则搭载在大众旗下的布加迪威龙上，8.0 升的排量使其达到了恐怖的 1001 马力和 1250牛米。全文总结：VR 系列发动机可以堪称汽车动力系统里的一朵奇葩，特殊的小夹角结构可以使其占用更小的空间，为车辆整体的结构布局提