[汽車之家 發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)] 近期,保時(shí)捷發(fā)布了全新設(shè)計(jì)的第二代Panamera轎車,。新車型最大的亮點(diǎn)之一便是同屬于全新設(shè)計(jì)的兩款渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī),。這兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)(V6和V8)不單共享架構(gòu)和很多技術(shù)要素,并且它們背后有很精彩的故事,�,?梢哉f(shuō)這兩臺(tái)新發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)涵,甚至比Panamera車子本身還要深厚得多,。在這里面,,以V6這條線所展開(kāi)內(nèi)容最為波瀾壯闊,因此在這篇文章里我們將從V6發(fā)動(dòng)機(jī)入手,,和大家分享保時(shí)捷Panamera車型動(dòng)力系統(tǒng)的變遷歷史,。
文章作者簡(jiǎn)介:
超哥,在美國(guó)生活10余年,曾經(jīng)在石油和投資管理行業(yè)工作,。擅長(zhǎng)結(jié)合技術(shù)和消費(fèi)心理評(píng)車,。目前創(chuàng)辦了汽車媒體YouWheel.com,任CEO,。之前多次給汽車之家供稿,,曾發(fā)布過(guò)新款?yuàn)W迪A6試駕,新款蘭德酷路澤試駕,,解析寶馬B58發(fā)動(dòng)機(jī)等文章,,以后他會(huì)持續(xù)給大家?guī)?lái)海外新車試駕及相關(guān)文章。
● 曾經(jīng)滄海難為水:保時(shí)捷與V6
我們都知道,,如今的保時(shí)捷跑車都是中/后置發(fā)動(dòng)機(jī)布局(雖然保時(shí)捷在上個(gè)世紀(jì)70-90年代推出過(guò)幾款FR布局的跑車,,但最終還是沒(méi)有逃脫停產(chǎn)的命運(yùn)),這種布局特別適合采用重心特別低的水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī),。至于日常代步用“買菜車”里很流行的V6發(fā)動(dòng)機(jī),,從保時(shí)捷的傳統(tǒng)角度出發(fā),他們是看不上眼的,。
由于理想與現(xiàn)實(shí)總會(huì)有距離,,以做跑車為主的保時(shí)捷在上世紀(jì)八九十年代銷量曾經(jīng)比較慘淡,嚴(yán)重虧損,。幸虧當(dāng)時(shí)保時(shí)捷的CEO魏德金果斷破除傳統(tǒng)觀念的桎梏,,讓備受爭(zhēng)議的SUV項(xiàng)目上馬,才成就了卡宴這款車型,、還有保時(shí)捷這個(gè)品牌今天的地位,。可以說(shuō),,沒(méi)有卡宴這款車型的成功,,保時(shí)捷也不會(huì)跟著推出Panamera四門轎車。
當(dāng)年卡宴還沒(méi)推出,、無(wú)法得知市場(chǎng)反應(yīng)之前,,不少人覺(jué)得讓產(chǎn)品線是清一色跑車的保時(shí)捷來(lái)做SUV,這很離經(jīng)叛道,。這就好比一名國(guó)際象棋手宣布說(shuō)要做田徑運(yùn)動(dòng)員,,聽(tīng)起來(lái)就很不現(xiàn)實(shí)吧?不管如何,,卡宴項(xiàng)目開(kāi)始之后工程師們遇到一個(gè)重大的技術(shù)問(wèn)題:用什么發(fā)動(dòng)機(jī),?這回保時(shí)捷自家的水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)派不上用場(chǎng)了。主要原因在于SUV不好把發(fā)動(dòng)機(jī)放在乘客艙后頭,,所以必須是前置發(fā)動(dòng)機(jī)的布局,。
假如把水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)放在車頭,,由于打橫的氣缸組會(huì)擋住方向盤轉(zhuǎn)向拉桿的通道,因此若要強(qiáng)行采用水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī),,唯一做法便是把發(fā)動(dòng)機(jī)大幅度往前挪(參見(jiàn)豐田86/Scion FR-S/斯巴魯BRZ的例子,,跟采用直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)的馬自達(dá)MX-5差別甚大)。這樣車子的前后重量分配就不太理想,,對(duì)于保時(shí)捷來(lái)講是不可以接受的,。因此剩下的選擇要么是直列發(fā)動(dòng)機(jī),或者V型發(fā)動(dòng)機(jī),;并且至少是6缸或以上(當(dāng)時(shí)還沒(méi)有足夠強(qiáng)力的渦輪增壓4缸機(jī)器),。
請(qǐng)注意由于當(dāng)年保時(shí)捷和大眾集團(tuán)的特殊關(guān)系,卡宴和大眾的途銳是同平臺(tái)(PL71)開(kāi)發(fā)的,。大眾和保時(shí)捷沒(méi)有現(xiàn)成的直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī),,但是大眾倒是有行業(yè)內(nèi)獨(dú)樹(shù)一幟的VR6發(fā)動(dòng)機(jī)。這里不要把VR6跟V6混淆,,兩者完全不是一回事,。大眾的VR6發(fā)動(dòng)機(jī)本質(zhì)上是它家一個(gè)歷史遺留問(wèn)題的產(chǎn)物。有的朋友肯定會(huì)問(wèn):當(dāng)時(shí)奧迪也有90°夾角的V6,,為什么保時(shí)捷最后決定用VR6而不是奧迪的V6呢,?
卡宴的開(kāi)發(fā)是保時(shí)捷和大眾合作的結(jié)晶之一,所以卡宴6缸版本發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇最后落在了大眾團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的VR6身上,。從技術(shù)上來(lái)講,,用奧迪的V6也沒(méi)任何困難。但問(wèn)題在于卡宴和途銳做出來(lái)之后,,沒(méi)有一個(gè)會(huì)貼奧迪的牌子(Q7那是幾年后的事情了),,顯然奧迪也不會(huì)把自己研發(fā)的V6白白提供給別人用。因此總的來(lái)講,,VR6是順理成章的選擇了,。
● 小試牛刀:保時(shí)捷的VR6時(shí)代(2003 - 2009)
在這段時(shí)期內(nèi),保時(shí)捷用的6缸發(fā)動(dòng)機(jī)里,,除了水平對(duì)置的之外就只有VR6這種了。進(jìn)入到21世紀(jì),,由于當(dāng)時(shí)行業(yè)里面很快地醞釀出對(duì)馬力輸出的渴求,,市面上出現(xiàn)了不少超過(guò)220馬力的6缸發(fā)動(dòng)機(jī)。這個(gè)輸出水平對(duì)于之前2.8L/2.9L排量的VR6來(lái)講已經(jīng)是比較吃力了,,所以大眾干脆把VR6升級(jí)成3.2L,,并且每氣缸4個(gè)氣門也成了標(biāo)準(zhǔn)配置;不過(guò),,燃油直噴還是沒(méi)用上,。
擴(kuò)大排量之后的VR6,輸出功率在230-250馬力之間,第一代卡宴采用的正是這個(gè)3.2L VR6的高功率版,,247馬力,。這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)雖然峰值馬力不錯(cuò),但它的升扭矩輸出比較糟糕,,3.2L的排量最高扭矩310N·m,,升扭矩是96.875N·m/L;相對(duì)比同時(shí)期用在凱美瑞V6版上的豐田3MZ-FE,,普通買菜車級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī),,3.3L排量卻可以擠出325N·m,升扭矩達(dá)到98.48N·m/L,。為什么會(huì)有這么明顯的差距呢,?
從技術(shù)角度來(lái)看,VR6對(duì)于保時(shí)捷不算得是好的選擇,,因?yàn)橛捎跇?gòu)型的原因,,它自身存在很多先天的限制。首先,,由于要在一個(gè)長(zhǎng)方體的缸體內(nèi)鑄造出6個(gè)交叉打斜的氣缸,,工藝難度比普通V6大,并且成本也不低,。但這些額外付出的工藝和成本代價(jià),,并不能帶來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)性能上的提升。
其次,,雖然VR6名義上有兩組氣缸,,但由于它們夾角太小,兩組氣缸共用同一個(gè)缸蓋(外形上看,,VR6很像一臺(tái)胖胖的I6),。共用缸蓋意味著所有氣缸的進(jìn)氣歧管都位于發(fā)動(dòng)機(jī)的同一側(cè)(對(duì)于排氣歧管同樣也是)。這帶來(lái)一個(gè)很大的問(wèn)題:交錯(cuò)排列的構(gòu)型造成氣缸之間長(zhǎng)短不等的進(jìn)/排氣滑管,,這會(huì)造成在某些轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)各氣缸產(chǎn)生較明顯的進(jìn)氣干涉,,導(dǎo)致兩列氣缸分別吸進(jìn)去的空氣總量不同。因此大眾工程師必須對(duì)VR6的進(jìn)氣歧管進(jìn)行特殊的調(diào)整和優(yōu)化來(lái)緩解這個(gè)問(wèn)題,。此外,,兩列氣缸共用缸蓋加上外形尺寸上的限制,也決定了VR6發(fā)動(dòng)機(jī)的缸徑上限,。缸徑做不大,,填充效率就沒(méi)法徹底改善,升扭矩自然不理想,。
第三,,由于大眾對(duì)于鑄鐵缸體的特殊情感,,VR6也不例外地采用了沉甸甸的鑄鐵缸體。這一點(diǎn),,把VR6省下的一個(gè)缸蓋的重量又給加回來(lái)了,。3.2L VR6在豪華車領(lǐng)域里面的性能優(yōu)勢(shì)到了2006年已經(jīng)所剩無(wú)幾——因?yàn)槟且荒觊_(kāi)始,行業(yè)里面同級(jí)別的6缸發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)進(jìn)入到300馬力級(jí)別的時(shí)代了,,比如說(shuō)寶馬的N54,,豐田的2GR-FSE,還有日產(chǎn)的VQ35DE等等,。
在這段時(shí)期,,奧迪的V6那邊似乎跟保時(shí)捷沒(méi)什么關(guān)系。在那些年里,,由于填充效率比較容易優(yōu)化,,奧迪用一臺(tái)3.2L的90°V6搞定了250馬力級(jí)別這場(chǎng)挑戰(zhàn)。但是隨著300馬力V6時(shí)代的到來(lái),,奧迪的想法跟寶馬走到一塊兒了:增壓,。這個(gè)思路發(fā)展下來(lái),就是我們現(xiàn)在看到的全新2017款Panamera上的這系列發(fā)動(dòng)機(jī),。
但是,,奧迪不像別家V6說(shuō)上增壓就上那么簡(jiǎn)單。由于是90°夾角,,奧迪的V6比市面上流行的60°夾角V6要寬不少,。那個(gè)時(shí)候奧迪的V6都是進(jìn)氣口在上,排氣口在缸蓋下方,。所以假如要加裝渦輪增壓器的話,,只能放到發(fā)動(dòng)機(jī)的兩面外側(cè)。這使得原本已經(jīng)很寬的發(fā)動(dòng)機(jī)變得更加寬,,對(duì)于A4/A5//A6/Q5這種寬度的車型,,發(fā)動(dòng)機(jī)艙里就容納不下;后來(lái)保時(shí)捷Macan硬是要這樣裝增壓器,,所以他們把車頭在同平臺(tái)Q5的基礎(chǔ)上加寬了一些,。另一方面,假如要把增壓器放到氣缸V形內(nèi)部的話,,又必須把缸蓋的設(shè)計(jì)徹底改掉,,基本上等于把整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)推倒重來(lái)。這在成本上明顯是不劃算的,。怎么辦呢?
剛好就在那個(gè)時(shí)候,,Eaton推出了新式的4葉式機(jī)械增壓器,,絕熱效率得到很大提高,;從效率和功率這兩個(gè)角度綜合來(lái)看,機(jī)械增壓立刻變成是很不錯(cuò)的選擇,。因此奧迪跟Eaton一拍即合,,把機(jī)械增壓器裝在了90°V6的V型谷中間,用3.0L的排量輕松達(dá)直達(dá)333馬力,。
雖然在那個(gè)時(shí)候,,奧迪的這款機(jī)械增壓V6似乎跟保時(shí)捷沒(méi)什么關(guān)系,但明眼人都看得出,,就算是保時(shí)捷的低端配置型號(hào),,VR6氣數(shù)已盡,不是長(zhǎng)久之計(jì),;奧迪走的這條路子才是未來(lái)的方向,。保時(shí)捷心里也是很清楚這一點(diǎn)的。不過(guò),,奧迪的機(jī)械增壓V6還是留下一些遺憾,,因此保時(shí)捷接下來(lái)作出了一個(gè)讓人意想不到?jīng)Q定,請(qǐng)看下一章節(jié),。
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