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被追崇的圖騰 大衆VR6發動機的設計格局

時間:2024-11-01 08:15:30

上世紀90年代,被稱之為世界汽車工業的黃金年代。在這個全球汽車制造商都非常用心去設計研發汽車的時代,出現了不少時至今日也依然被車迷追崇的經典引擎。在這當中,大衆集團的VR6就是頗具傳奇色彩的一款引擎,由這個VR布局設計還孕育并衍生出了世界上第一輛能夠合法上路的千匹神獸,搭載W16引擎的布加迪威龍!這一次,我們就來聊一聊VR6的前世今生,也看一看VR6玩家們如何樂在其中。

談及VR6引擎,可以先聊聊被中國汽車消費者熟知的大衆第四代高爾夫。這款車的高性能四驅版本搭載的便是乃至今日仍被車迷們廣為熱捧的3.2LVR6引擎,隻不過GolfMK4R32在國内是很難合法擁有的,跟GTI一樣,當初它并沒有被引進中國市場。不過,最早搭載VR6引擎的并不是這款車,而是1991年的大衆帕薩特和科拉多。那好,咱們就從這裡開始吧。

VR6引擎的曆史和發展

嚴格來說,VR形式的引擎并不是源于大衆汽車,早在上世紀20年代,意大利廠商藍旗亞就把13°夾角的VR4引擎搭載到它旗下的Lambda車型,後來又推出了僅10°夾角的VR4引擎,裝在Appia車型上。但是無論如何,真正将VR引擎設計發揚光大的還是大衆。

上世紀80年代,大衆集團開始VR6引擎的設計研發。1991年,首款VR6引擎搭載在歐洲市場發售的帕薩特和科拉多上,次年又裝配到北美市場發售的帕薩特、帕薩特旅行版以及美規科拉多上。當時這一批VR6引擎是2.8L排量,後來在歐規的科拉多和四驅的帕薩特上也使用了2.9L的版本,功率為140kW(190ps)。這個2.9L版本後來也提供給奔馳,裝到了M104廂型貨車上。

說到這款2.9L引擎,它其實還有點賽車的基因。當年這款引擎是由全球頂尖汽車引擎零件制造商德國皮爾堡(Pierburg)所打造,它配備了雙級可變長度進氣歧管,低速扭力更好,初衷是要為大衆車隊服役。但由于成本問題最終沒有量産,隻在售後市場作為性能選裝件來銷售。

1992年,大衆第三代高爾夫面世,這意味着VR6引擎作為一款6缸引擎,首次出現在一款歐洲緊湊型掀背車上。1994年,北美市場也終于等到了這款VR6的小鋼炮,而歐洲已經開始在捷達上搭載VR6了。

時間來到1997年,大衆集團又有大膽創新。它讓VR6減少了一個汽缸,制造出一台奇特的VR5引擎(又稱“V5”)。這個版本的排量為2.3L,最大功率110kW(150ps),峰值扭矩為210Nm。這款引擎最早裝到帕薩特上,1999年又擴展到高爾夫和POLO。

1999年,大衆集團進行了設計修改,推出了24閥的2.8LVR6引擎,峰值扭矩達到了265Nm。不過該引擎并沒有在帕薩特上使用,因為它與當時采用縱置動力布局的帕薩特不兼容。這一年,大衆集團在針對北美市場的第四代高爾夫和捷達上裝備了一款更新型的12閥VR6引擎,它的凸輪軸經過優化升級,采用了可變幾何結構進氣歧管、10.5:1的壓縮比和更新款的排放系統,最大功率增加到了130kW(177ps),3200rpm時峰值扭矩可達到245Nm。後來,歐洲市場也引入了這個優化後的引擎版本。

2001年,VR6引擎的排量被擴大到了3.2L,這顆引擎就被用到了大家熟知的第四代高爾夫R32上,最大功率是177kW(241ps)。值得一提的是,後來被大衆全面應用的6速濕式雙離合變速箱(DSG),最早也出現在第四代高爾夫R32的後期版本上。

好了,這時候奧迪TT該登場了,它的第一代車型就把VR6引擎武裝上身,裝的是那台3.2L184KW(250ps)的機型。此外,在這裡需要特别提及一款車,就是大衆集團推出過的限量高性能版甲殼蟲RSi,其最大功率為168kW(228ps)。其實,甲殼蟲RSi是第一個使用3.2升24閥VR6引擎的車款。後來,奧迪A3和第五代高爾夫也繼續裝用3.2升VR6。

2005年,大衆第六代帕薩特歐規版本開始發售,該版本搭載3.2LVR6的優化版引擎作為其頂級版本。同年在北美市場,帕薩特也開始有了3.6LVR6引擎版本,其V形夾角變成了更窄的10.6°,可以産生206kW(280ps)的最大功率。這些優化版的3.2L和3.6L引擎開始采用大衆的燃料分層噴射技術(FSI),性能得到了大幅提升。需要提及的是,這時候喜歡大馬力的老美已經開始追捧VR6引擎,所以新帕薩特VR6首先投放的是北美市場,這也是搭載VR6引擎的大衆汽車第一次在北美市場先于歐洲市場發售。

2008年初,大衆集團開始在帕薩特R36上裝備進一步升級的3.6LFSIVR6引擎,動力又提高到220kW(299ps)。終于輪到保時捷出場了,第一代卡宴就裝上了3.2LVR6引擎,當然,這款引擎也被使用在同平台的大衆途銳上。

至此大衆VR6已進入到了屬于它的黃金時代,再往下大家也都知道了,雖然VR6迄今也還有存在感,隻是大衆的技術路線已發生了變化,更多是往中小排量和增壓方向發展。無論如何,VR6也堪稱大衆的經典之作,并且這個VR布局設計已被推廣應用到更高性能的W12和W16引擎上,去勇攀性能巅峰。所以,經典仍在延續。

VR6引擎規格及工作原理

接下來,我們來聊聊VR6本身。無論是VR6引擎,還是後來的VR5引擎變體,其特點都是一個V形夾角為窄角(10.5°或15°)的雙列汽缸布置方式。大衆集團的VR6引擎是專門為橫置動力布局而設計,顯而易見,雙列汽缸之間為窄角的VR6引擎比更大角度的V6引擎尺寸上更為緊湊,因而可以在現有四缸車的那個相對狹小的發動機艙内安裝下六缸發動機。

此外,VR6引擎的窄角設計讓雙列汽缸的位置非常靠近,因此它們可以共用一個缸蓋,而更大角度的V型引擎則需要兩個獨立的缸蓋,每列氣缸組分别對應一個。同樣的道理,VR6引擎用兩根頂置凸輪軸就可驅動所有的進排氣門,不管引擎是每缸兩氣門,還是多氣門。所以,這種引擎布局能夠簡化發動機結構,縮減尺寸的同時,也降低了制造成本。

在早期每缸2氣門的VR6引擎中,凸輪軸分前後兩根,前凸輪軸的6個凸輪控制前氣缸組的3個進氣門和3個排氣門,不使用搖臂,後凸輪軸則用同樣方式控制後氣缸組。該設計很簡單也很緊湊,可與單頂置凸輪軸(SOHC)設計相媲美。

後期的24氣門VR6引擎雖然同樣是前後兩根頂置的凸輪軸,但工作原理已經有了些許改變。該引擎的所有進氣門都是由前凸輪軸控制,所以需要有搖臂的幫助。而相應所有的排氣門都是由後凸輪軸控制,也要使用搖臂。這種工作原理更類似于雙頂置凸輪軸(DOHC)的設計,一個凸輪軸用于進氣門,一個用于排氣門。

VR6引擎的曲軸與直6引擎一樣,有七個主軸承,不像大多數廣角V6引擎那樣隻有四個主軸承。兩個頂置凸輪軸(OHC)通過液壓氣門頂,依次開啟和關閉進氣門和排氣門。由于兩排汽缸共用一個缸蓋和缸墊,活塞頂是傾斜的,所以進氣和排氣門需要用不同的凸輪軸來改變氣門重疊。

VR6引擎的同一缸蓋内嵌有兩排燃燒室,兩排汽缸的進氣口和排氣口具有不同的氣道長度。在沒有額外補償的情況下,這些長度差異将導緻兩排汽缸會在特定發動機轉速下産生不同的動力輸出差異。所以,VR6引擎需要通過對進氣歧管結構、凸輪軸輪廓升程重疊等配氣機構的調整組合來抵消這個差異,這也是該款引擎的技術複雜點所在。此外,噴油嘴必須安裝在進氣歧管的彎曲部分後面。由于汽缸排列相對密集,發動機的散熱也更講究,所以除了有皮帶驅動的機械式主水泵之外,VR6引擎還有一個輔助電子水泵,在發動機熄火後也能幫助引擎繼續循環降溫。

在設計上,VR6引擎的汽缸中心線要偏離曲軸中心線約12.5mm,為了适應偏置汽缸結構和窄V形設計,連杆軸承的軸頸也彼此偏移22°。這就允許在各缸之間使用120°的點火間隔,所以6個汽缸的點火順序為:1、5、3、6、2、4。

VR6引擎曆代版本基礎參數

從VR6引擎的發展演變曆程可以看到,VR6引擎有幾種不同的版本,比如最初的VR6引擎排量為2.8L,缸徑為81mm,行程是90mm;2.9LVR6缸徑為82mm,行程是90mm;上述引擎的壓縮比是10.0:1。3.2LVR6缸徑為84mm/86mm,行程是95.9mm/90.9mm,壓縮比是11.3:1。3.6LFSIVR6缸徑為89mm,行程是96.4mm,其夾角是10.5°,壓縮比是12.0:1。

國内玩家作品

前文提到,在國内市場上,被玩家們追崇的搭載VR6引擎的GolfMK4R32、GolfMK5R32等性能鋼炮并沒有被引進中國市場,想要合法擁有一輛也頗有難度。當時也有留學海外的玩家計劃從國外帶回心愛的GolfMK4R32,卻發現3.2LVR6引擎版本的第四代高爾夫在國内車型登記管理部門很尴尬的找不到可以入籍落戶的相關信息,隻能把愛車留在國外。後來也有玩家通過從德國駐中國大使館官員手上購買自用的GolfMK4R32,隻是這種好事是可遇不可求的,于是癡迷于VR6引擎的玩家最後選擇用移植的方式圓自己一個VR6夢,這也是無奈之舉。這一次,我們找到了幾例國内改裝作品給大家分享,并把這些玩家劃分為兩類,移植系和原廠系。

原廠系

廣州龜仔龜仔駕駛的是一輛AudiTTMK2,原本就是VR63.2版本。龜仔經營着廣州市區最大的兩家卡丁車場,對駕控有着自己追求的他,TTMK2對于他來說,是一款少有的有駕駛樂趣的車。

新西蘭BoscoBosco是一個GolfMK4R32狂熱粉絲,前後擁有兩輛GolfMK4R32,車子沒有進行改裝。根據新西蘭法例,車輛在進行改裝後要向政府申請改裝車牌照,無論是隻改動一項亦或是改裝多項,申請時就要繳納700紐币牌照費用。目前Bosco已經賣掉了兩輛四門版R32,準備物色合适的兩門版并改裝起來。

移植系

成都高興

高興是國内MK4玩家群體裡公認的手工能力者,在結束了1.8T引擎移植後,他選擇移植GolfMK4R32引擎,并對全車進行了全車外觀、内飾等方面的優化,自己動手抛光車身漆面,整理引擎艙,整理内飾和做氣動控制系統在尾廂裡的造型。甚至自己動手,用實木雕刻了一個R32車标。

東莞DonDon,大家都叫他黑鬼,因為Don的皮膚黝黑,身材健碩,雖然話很少,但玩車态度絲毫不含糊。平時Don會在東莞一位朋友的店裡做改裝技術顧問,他給自己的GolfMK4移植了VR6R32動力總成,并保留原車前輪驅動狀态。

廣州LamdogLamdog-狗哥在國内大衆車系玩家裡知名度很高,他本身從事的職業就是在人稱配件天堂的廣州陳田裡做拆車件生意。在自身條件本來就優厚的前提下,狗哥給自己的速騰移植了GolfMK5R32動力總成,并實現了四驅化。

後記

回想起來,第一次得知GolfMK4R32搭載VR63.2引擎時,我着實有些驚訝,一輛緊湊型掀背小汽車可以有一顆3.2L的自吸引擎,這無疑是一件很瘋狂的事情。在有幸真的駕駛過一輛R32之後,立刻深深為之着迷,VR6接近L6的氣缸布局,讓車子可以持續将轉速推高,排氣聲浪首先已經相當迷人。難怪全球範圍内,VR6引擎和大衆曆代EA113、EA888引擎一樣,都是被各路玩家熱捧的機型,其中不乏各式移植系玩家,被移植的車型也很多元。對馬力和速度有着特别喜好的玩家甚至給VR6引擎加裝渦輪增壓器,實現狂暴的馬力輸出。

從時間線來看,國内開始興起VR6引擎移植的群體也隻是近兩年。在此之前,大多數玩家是選擇一代EA1131.8T引擎。在當時,一套VR6動力總成連同四驅底盤件的價格,是1.8T渦輪動力總成的三分之二左右。為什麼那個時期人們願意花更多的錢去移植1.8T呢?因為VR6引擎本身有着一些無法有效改善的弊端。

雖然VR6引擎相比V6引擎來說,體積小了很多,一顆VR型6缸引擎可以很輕松的被放置在一輛原本是直列4缸的汽車引擎艙内。不過,VR6的重量依然是有性能追求的玩家眼中的硬傷。一輛四驅形式的四代高爾夫R32會比前驅的四代高爾夫GTI重至少400KG。一輛代步為主四代高爾夫R32的動力提升方案中,這多出來的400KG都會抵消相當一部分額外提升出來的輸出。實際升級案例中,有人選擇升級高凸輪軸套件,直接升級後可以提升的馬力保守情況下隻能比原廠輸出多30匹,同時會失去低轉速扭矩,替代式電腦調教後可以享受約4500rpm-8500rpm的高轉區間。不過你可以想象一下在擁堵的城市道路裡開一輛沒有低扭的大排量自吸小汽車的尴尬和不知道什麼時候才能放開手腳觸摸高轉的窘迫。

也有人選擇外挂渦輪,北美地區有很多針對VR6引擎開發的渦輪套件,不同規格的渦輪及附件加持後,情況好的話可以達到近600匹輸出。不過套件本身不菲的價格和後期昂貴的維護成本已然讓很多人望而卻步了。另外動力大幅度提升後,車身操控性也要随之升級,底盤升級和設定也不是一個小數目。避震的支撐力,刹車制動能力,輪毂的數據以及輪胎的抓地能力及損耗周期都會成為一個個讓人頭疼的問題等待你去解決。除非你認為直路王彎道盲也是一種樂趣。

太多的附加重量和不具備性價比的進階改裝潛力,這或許也正是大衆公司決定放棄VR6引擎,而給六代高爾夫R20搭載進化過的EA1132.0T引擎的原因之一。相信任何高性能車款,都不願意接受車重負擔加大。

隻是,在追崇它的玩家心目當中,VR6的經典情懷已超越了任何性能數據,那就好好玩下去吧。
   

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