今天发动机的种类也多种多样,不同品牌使用的发动机也不同。
发动机之间最大的区别就是气缸数量,从3缸、4缸、5缸、6缸、8缸、10缸再到12缸,每种发动机都有自己的特点。今天咱们就选个吉利的数字6,来说说6缸发动机上那些事。6缸发动机也比较特殊,因为它有两种截然不同的结构——L6和V6,也就是直列六缸和V型六缸。它们到底谁更胜一筹呢?还得从它们最有差异化的结构上说起。
直列6缸顾名思义,气缸的排列成一条直线,6个气缸在同一平面内。而V型6缸,则是V型排列,一般左右各三个缸,分别在两个平面内,夹角常见的呈60度,也有90度。
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单从表面看直列6缸的结构较为简单,因为它的布置形式和最常见的4缸机一样,都在一条直线上,只需要一个气缸盖、一组凸轮轴即可。而V6发动机,因为结构的原因,则需要两个气缸盖和两组凸轮轴。很明显,直列6缸在制造结构上要比V型6缸简单的多,在机械结构上,简单也是一种优势。
我们常见的四缸发动机在平衡振动方面已经有了不错的优势,但它还算不上完美。虽然活塞在垂直方向的力可以四个活塞互相抵消,震动相对被抑制。活塞作用在曲轴上的力是不同的两个位置,这个旋转扭力也可以通过活塞与曲轴的连接处相抵消。但只能说“一阶振动”被抑制,但“二阶振动”是没有被平衡的。
所谓“一阶振动”是指,活塞运动造成的垂直方向的力,再加上曲轴上的旋转力,这两个力在整个发动机振动占比高达70%左右。但还有剩下的约30%的震动是无法平衡的,这个震动被称之为“二阶震动”。
二阶振动具体是指:震源的振动频率是发动机转速的两倍。二阶震动的源头,就是曲轴带动的活塞在上下往复运动时的产生的行程不同(做工时每个活塞行程有轻微的差异)。而这个差异随着转速的提高,造成的震动会更加明显。
而四缸机上有的这个二阶振动,在L6缸机上却不存在。L6由于曲轴结构原因,无论曲轴如何转动,重心点一直保持不变。所以说直列6缸发动机给我们诠释了什么叫平顺性。而V6可就不一样了,因为它有类似于两组L3引擎,凭借着布置角度,其可以平衡一部分二阶振动,但要完全平衡,还需要平衡轴来抵消震动,但实际抵消过程中,很难做到真正的完美。所以说,V6从结构上的平顺性就已经输给了L6,我想宝马一直热衷于L6发动机,可能就是看中它在结构性能方面的优势吧。
既然L6这么多好处,但为啥如今却已经被V6所取代?这还得从其结构上说起,L6是直列六缸,V6是两组三缸,可以感受到两者在体积上有很大的差别,最直观的就是长度上,一排6个气缸实在太长了,占用空间较大。就以奥迪Q5为例,国内在售的Q5是2.0T直列4缸发动机,而进口的则是3.0T V6,同样一款车,在底盘、变速箱不变的前提下,采用了L4和V6两种发动机,说明两者的体积相差不多。所以在发动机占用空间有限的情况下,那如果换成L6的发动机,整个变速箱和底盘的布局都要重新考虑,这可是一个大工程。
不仅如此,虽然结构上L6看上去比V6简单,但其制造成本可不比V6低。因为V6的体积小,一些部件的强度要求没有特别高,但L6就不同了,由于其长度方面较长,所以曲轴和凸轮轴的长度也较长。要知道,长度越长,其挠度越大,更容易在力的作用下产生变形,这样对于其材料的要求会更高,所以说L6的部分部件制造是需要下一些成本的,所以说其强度成本也是巨大的。
另外限制L6发展的还有布局形式,L6的输出功率当然不会很小,所以这样的引擎一般都不会采用前驱的形式,因为严重的“扭矩转向”会让该车“无法驾驭”。不能前轮驱动只能采用后驱,所以L6不得不采用纵置后驱形式,如果横置后驱的话,动力传递需多转换一次方向,多转换就意味着多损耗,所以这种形式一般不会被采用。而V6的长度要比L6小,布置起来也更加灵活。
那什么叫“扭矩转向”呢?
如果你开过马力稍大的横置前驱车,在大油门的时候你会感觉到方向盘在很明显地跟你较劲,车前进时也会呈现一种扭曲的姿态,其实这种情况就是出现了“扭矩转向”。其实所谓的扭矩转向就是当你急加速时,较大的扭矩通过变速箱传递到两个半轴上,由于前驱车上(排除奥迪的纵置前驱)的两个半轴长度不一样,所以其力矩不一样,就会使得方向偏向一侧,造成跑偏的现象。
直列6缸发动机虽然在平顺性上有着近乎完美的优势,但由于各种原因,已经逐步被V型6缸取代。能坚持直列6缸的可能只有宝马一家,被誉为全世界最好的直列六缸自然吸气发动机的N52也已经退役,不过好在当前的M4 GTS将直列6缸发展到了极致,也希望直列6缸发动机不会淡出我们的视野。
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