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直列和V型引擎之争,原来比的是长短

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  V型引擎可以轻易地放进体积较小的引擎舱内,同时也使多气缸引擎得到了广泛的应用,这是V型战胜直列的主要原因!

  ▍阮锦程

  

  最早的引擎是19世纪末开发出来的,是很简单的单气缸的汽油引擎,输出只有功率只有几马力,相当于现在小排量代步摩托车的功率。

  

  1932年布加迪Type41(BugattiRoyale),有一副14.8L直列8缸引擎,输出达到300马力

  20世纪早期汽车比赛的兴起,大大地推动了引擎技术的进步,大排量和多气缸的引擎已经应用在赛车和豪华车上。只不过当时由于技术限制,引擎一般采用直列气缸,而且不能做太复杂,否则体积就会太大,可靠性就会降低,这样就大大限制了高性能引擎在普通汽车上的应用。

  

  1936年的奥迪TYPE C型赛车(后来F1的前身),代表着当时汽车技术的最高水平,当时已经使用了一副V16引擎,而且是中置引擎设计

  二战前后,V型排列的引擎开始广泛应用的高档车上,普通汽车还是应用结构简单、经济性好的直列汽缸引擎。后来随着技术的不断进步,汽车油耗也在不断降低,而为了达到更好的舒适性和动力性能,大排量和多气缸开始漫延。

  但近年涡轮增压一来,又把这种苗头打回原形,这是后话了。

  直列气缸引擎,结构简单省成本

  

  最常见的引擎是直列4缸汽油机,这种引擎的4个气缸是排成一条直线的,排量通常为1~2.5L之间。像上一代丰田汉兰达的2.7L直列4缸,单缸那么大的排量已经很难接受了,开起来的震动和舒适性实在一般。

  直列4缸引擎结构简单,经济实用,是世界上大多数轿车标准装备。

  

  

  直列3缸虽然天生震动大,但仍是小型车的最佳选择,新一代Smart采用了一副1.0L直列3缸引擎

  直列5气缸的引擎不是一种标准设计,因此没有得到广泛应用,上世纪80、90年代,奥迪沃尔沃都曾钟情过这种设计。沃尔沃T5直列5缸引擎前几年他们还在用,而奥迪还有一副获奖的2.5L直列5缸涡轮增压。

  

  随着涡轮增压技术的成熟,直列4缸引擎仍然是主流,就连VOLVO XC90这种中大型豪华SUV也用上了2.0T直列4缸

  5缸的支持者这样解释;直列4个气缸性能不足,直列6个气缸引擎体积又太长,一般车装不下,所以5个缸是最好的设计。但是当更加短小精干的V6引擎得到广泛应用时,直列5缸引擎也逐渐淘汰了。

  

  奥迪RS3这副新开发的2.5L直列5缸涡轮增压,保留了直列的性能优势,5缸的尺寸还可以横置地塞进引擎舱

  直列6缸引擎一直是个传奇,原因是上世纪末保留采用这种引擎的大多数是高性能车和豪华车直列6缸曾被广泛地应用过,但当全世界的汽车都追求紧凑型的设计时,直列6缸引擎因为太长,占据了过多的引擎舱空间,所以才逐渐被V6引擎取代。

  

  2001款宝马M3直列6缸引擎,直列6缸自然吸气的最高水平

  

  2001款的宝马M3,纵置直列6缸避免把重心过多集中于车头,让宝马有着最佳的50:50前后轴比重

  直列6缸比起V型气缸引擎也有其优势:一是结构简单,直列引擎只需要一套缸盖和一组凸轮轴;二是正为长长的外形使得其质量不会过于集中,纵置引擎再用直列6缸的轿车通常重心不会过于靠前,能做出更佳的前后比重,从而更利于提高操控性能。

  奔驰宝马都曾经长时间使用过一系列优秀的直列6缸引擎,后来奔驰终于挺不住了,用新一代的V6代替旧式的直列6缸。但宝马却一直坚持直6,正是这种可贵的坚持,宝马有今天的地位直6功不可没。

  V型气缸引擎,就是为了比直列短一些

  

  传统的直列气缸布局,气缸越多引擎越长,会占据太多空间,显然是不合适的。早期的高性能跑车或豪华轿车增有过直列8缸、直列10缸引擎,它们都在长长的引擎舱,甚至严重影响驾驶时的视野,后来这种设计便弃之不用了。

  

  

  V型相比直列的好处就是长度可以缩小,方便塞进一些小尺寸的引擎舱,例如第四代高尔夫R32,就是把一副3.2L自然吸气V6引擎塞给了高尔夫

  如果把气缸设计为双排布置,气缸成对分布,每对气缸成横截面组成V型的夹角,共同推动转轴运动,这样的设计就是V型气缸引擎。这样一来,引擎的长度只相当于原来直列设计的一半,例如原来的直列6缸引擎,改成同规格的V6引擎后差不多只相当于直列3缸的长度。

  引擎体积的减小,使得V型引擎可能很轻易地放进体积较小的轿车里,同时也使更多气缸引擎得到了广泛的应用。这是V型战胜直列的最大优势!

  

  V6仍然是未来主流,在涡轮增压的帮助下,即使纽“博格林北环杀手”的日产GT-R,也是装备一副3.8L双涡轮增压V6引擎

  

  2006款雪佛兰科尔维特Z06LS7机械增压V8引擎,是最经典的推杆设计,每缸两气门结构V8

  V型引擎有一个好处,就是震动和平衡性非常好。你知道引擎内部气缸是往复运动的,任何往复运动的机械动作都会带来震动和不平衡,处理不好不仅影响到舒适性,而且还影响到高转时的性能发挥。想象一下摩托车、拖拉机它们的噪声有多大,因为它们大多是单缸设计,只有一个气缸的震动实在太大。

  

  

  最高级别V8肯定是这一副,宾利慕尚上的6.75L V8拥有骇人的平顺性和扭力

  

  

  V10逐渐已经退出舞台,因为V8的性能足已取代V10,而V10又不能替代V12的情怀。2007款宝马M5这副V10自然级气,是源自F1的技术打造,最高转速超过8000转

  在直列引擎里,气缸上下运动会带来震动,但在V型引擎里,V型夹角的左右两组气缸互相运动时,会抵消一部分震动,从而改善引擎的性能。V型引擎由于气缸是倾斜布局,不用像直列那们站起来,所以引擎高度会降低,这对降低车辆的重心非常有好处。

  

  法拉利FF上的这副V12,是最高性能自然吸气对抗涡轮增压的代表作

  

  

  最有追求最极致性能的超级跑车和殿堂给的豪华车才会用上V12引擎,例如劳斯莱斯古斯特

  V型气缸的夹角通常有45、60、90和120度,如果把这个夹角放大到180度,那它就是不V型引擎了,那就是保时捷斯巴鲁采用的水平对置引擎了。如果把两组V型引擎并列在一起,那它就成了W型引擎,例如大众奥迪宾利W12引擎和布加迪的W16引擎。这些都是后话了。

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