经典发动机之大众VR6发动机
2018-12-18 13:34来源:未知阅读量:

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。

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  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。

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『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。

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『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。

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  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。


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