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近几年我们发现越来越多的汽车公司从原来的V6发动机换成了直列6缸发动机,看来曾经只有宝马坚持的直列6缸发动机现在又开始流行起来了。
奔驰最新回归直6 M256直6涡轮增压直喷3.0T发动机
比如奔驰多年前就从直列6缸换成了V6,现在最新一代的M256发动机又切换回了直列6缸布局。
捷豹路虎全新直6涡轮增压直喷3.0T发动机
捷豹路虎也是如此,其原本的6缸发动机采用的是福特的V6,但现在其新开发的系列发动机也采用了直列6缸布局。
宝马B58直6涡轮增压直喷3.0T发动机
甚至马自达也宣布将开发直列6缸发动机,为其未来的后轮驱动高端平台提供动力。
为什么V6发动机流行多年之后,直6发动机又重新流行起来呢?
熟悉汽车的朋友都知道,在最早的豪华车中,直列6缸是绝对的主流,因为当时的豪华车以纵置为主,即便是像沃尔沃这样坚持横置布局的车企,也想办法把直列6缸横向塞进发动机舱,虽然当时几乎是唯一一个量产横置直列6布局的案例。
不过,在横置平台车型越来越受欢迎之后,V6也逐渐受到欢迎。
和直6相比,V6有几个非常明显的优势:
首先,V6发动机更短、更紧凑。
直6发动机虽然拥有完美的平衡性直列四缸发动机,但是也有一个致命的弱点:太长,很难放在横置发动机的前舱里。
于是工程师们发明了V6,将6缸发动机的长度缩短,可以灵活适应横置、纵置的需求,V6由此开始流行,并逐渐成为主流。
V6发动机的长度与直列4缸发动机相似,因此很容易水平或纵向布置,V6发动机都可以完成这项工作。
如果是直6的话直列四缸发动机,横着放比较难,沃尔沃之前确实做过横置直6,但为了容纳发动机,设计得比较不正常,全世界就只有这一个。
这也是V6受欢迎的主要原因。
V6发动机的长度比直列6缸发动机短很多,与4缸发动机差不多。
其次,V6可以在紧凑的空间内实现更大的排量。
对于自然吸气发动机来说,排量就是性能,大排量的V型布局占用的空间最小。这也是一些豪华车、性能车偏爱V6的原因。
8缸、12缸等大排量发动机只能采用V型排列
同时V型发动机便于布置增压器,V型发动机传统的布局是进气口在V型气缸的中间,排气口在两侧,这样便于采用V型气缸中间的布局来布置增压器。
因此很多V型发动机都搭载了机械增压器,所以V6机械增压发动机在豪华车和性能车上非常受欢迎。
著名的老款奥迪3.0T V6增压发动机
虽然V6有着诸多的优势,但是随着模块化开发以及涡轮增压发动机的普及,直6开始展现出其巨大的优势,并逐渐占据上风,下面我们就来看看直6发动机都有哪些显著的优势。
首先,直6发动机更适合模块化发动机开发。
近年来,随着法规愈发严格以及电动化趋势的推进,各大主机厂都在考虑减少发动机种类、提高发动机开发效率。
因此,模块化发动机开发策略越来越受到青睐,该策略允许直列6缸、直列4缸甚至直列3缸发动机一次性进行模块化开发,共享燃烧系统和运动部件的设计。
采用模块化发动机开发的企业发动机结构布局
宝马是这种模块化发动机设计的先驱船用物资,奔驰也紧随其后,放弃了V6,转向直列6缸发动机。
近期捷豹路虎也抛弃了V6,加入直6的行列,其最新系列发动机与宝马的模块化战略如出一辙。
其次,发动机的小型化给直6带来了第二次春天。
目前随着直喷涡轮增压发动机技术的发展,4缸涡轮增压发动机的性能越来越高,这使得横置V6已经没有必要了,因为直列4缸发动机已经可以完全完成V6的工作。
福特分析用直列 4 缸涡轮增压发动机取代 V6 自然吸气发动机——成本低、油耗低、性能更高
我们甚至看到了增加直列4缸增压发动机排量来取代V6的可能性,比如福特著名的2.3T直列4缸增压直喷发动机和通用在凯迪拉克CT4 V上使用的2.7T直列4缸涡轮增压发动机。
通用2.7T直列4缸涡轮增压发动机
因此直列4缸涡轮增压发动机的目标就是取代V6,以满足横置发动机平台车型的需求。
直列6缸涡轮增压发动机的目标是取代原有的V8车型,而少数顶级豪华车仍可以保留V8增压发动机,主要目标是取代原有的顶级动力V12。
第三,直6发动机结构简单,成本较低。
直6发动机和直4发动机一样,只需要一个气缸盖和两个凸轮轴,而V6发动机则需要两个气缸盖和四个凸轮轴,而且V6发动机的缸体也复杂得多,这导致零件数量较多,加工装配成本较高。
直列 6 缸发动机和 V6 缸发动机的结构差异
V6 发动机需要四个凸轮轴来驱动气门
同时,随着新型发动机技术的不断推出,直6的成本优势更加明显。
比如VVT,直6只需要两组进气和排气,但是V6因为有四个凸轮轴,所以需要四组。
如果把可变气门升程系统考虑进去的话,直6只需要一套,而V6则需要两套,因此成本差别就更大了。
我们可以看到宝马一直在使用连续可变气门升程系统,但是宝马坚持使用直列6缸发动机,大大降低了这套系统的成本和复杂性。
V6 发动机需要四个 VVT 来实现进气和排气的可变气门正时
BMW 的连续可变气门升程系统
比如涡轮增压器船舶物资,直6只需要一个增压器(当然为了获得更高的性能也可以使用两个),但是传统的V6增压发动机做不到这一点,只能使用两个涡轮增压器,左右边各一个。
BMW B58 直列六缸发动机采用增压器
V6 发动机配备两个涡轮增压器
至于增压器的安装位置,V6 发动机有例外。
坚持V6布局的奥迪,目前采用了一种新火的设计,就是将V6发动机的进排气方向反转,进气在外,排气在内,这样就可以在V型发动机内部布置两个或者一个增压器。不过这种设计目前来说,是一种非常特殊的案例。
奥迪最新的V6发动机采用直列排气解决方案,可容纳两个增压器。
V 型发动机内的增压器还允许放置增压器
总的来说,直列6缸之所以重新获得市场青睐,最主要的原因还是因为它符合发动机模块化发展、增压小型化的趋势,同时比V6更有成本优势。
在电动化的大背景下,直6 3.0T很有可能成为未来豪华品牌的旗舰动力,V12已经开始退出市场,V8预计近期也会逐步退出。
所以,珍惜现在的V6发动机吧,因为未来直6发动机才是王道!