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奇妙的15°夹角 全面解析大众VR6发动机

发布时间:2012年05月29日 04:09 | 进入汽车论坛 | 来源:汽车之家 | 手机看视频


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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。

奇妙的15°夹角 全面解析大众VR6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。

奇妙的15°夹角 全面解析大众VR6发动机

奇妙的15°夹角 全面解析大众VR6发动机

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。

奇妙的15°夹角 全面解析大众VR6发动机

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。

奇妙的15°夹角 全面解析大众VR6发动机

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。

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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。

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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。

奇妙的15°夹角 全面解析大众VR6发动机

横贯发动机顶部的进气歧管

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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。

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蓝旗亚Lambda车型

奇妙的15°夹角 全面解析大众VR6发动机

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。

奇妙的15°夹角 全面解析大众VR6发动机

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。

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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。

奇妙的15°夹角 全面解析大众VR6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供了更为广阔的可行性。VR6发动机上经过巧妙设计的进、排气机构可以使其搭载当今众多帮助发动机顺畅呼吸的电子技术,同时通过一系列减小振动的措施使其达到了较为出色的运转平稳性,最重要的是,VR6发动机的成功为新一代大排量紧凑型发动机的开发奠定了坚实的基础。

热词:

  • 大众
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  • 大众: 大众是世界十大汽车公司之一,创建于1938年德国的沃尔斯堡,创始人是世界著名的汽车设计大师费迪南德.波尔舍。大众汽车公司经营汽车产品占主要地位,是一个在全世界许多国家都有汽车活动的跨车汽车集团。其产品远销世界各地. 当汽车首次出现的时候,它主要是为上层社会服务:两位德国的发明人戈特利布·戴姆勒和卡尔·本茨被公认为是熟练的汽车工艺师,但在汽车诞生的最初年代里只有富人才买得起这种新鲜而复杂的产品,而且还要司机来驾驶和维修它。 来自:互动百科