直列4缸挑戰(zhàn)VS型6缸

發(fā)動機技術(shù)發(fā)展到今天，很多東西大家都已達成共識，比如轎車發(fā)動機的排量和氣缸數(shù)量的關(guān)系。2.0升以下的發(fā)動機一般都是4缸，3.0-4.0一般是6缸，4.0以上則大多采用V8甚至V12的設(shè)計。但2.5升左右的機器是用4缸還是6缸好呢? 這個問題就值得探討一下了。

【先說個例子】導(dǎo)彈艇和拖船

軍用導(dǎo)彈快艇和港口大馬力拖船主機的輸出功率都是8000馬力。導(dǎo)彈艇是兩臺42缸高速柴油機并機工作，每臺機器都是由7組星型6缸布置的氣缸組成的。84個氣缸，平均單缸功率還不到100馬力；拖船主機一般都是直列6缸，也有采用直列8缸（少），單缸功率在1000馬力以上。

【哪個效率高】呢？

這個問題根本不用討論。如港務(wù)局敢把84缸發(fā)動機裝在拖船上，結(jié)果不用到經(jīng)濟危機就破產(chǎn)！而軍品多是不計成本、不惜代價的產(chǎn)物。再說可靠性。現(xiàn)在能見到船齡超過20年，甚至更長的拖船還在任勞任怨地工作。而導(dǎo)彈快艇發(fā)動機壽命卻是用小時來算的。

上面是個極端了的例子。但就2.5升左右的轎車發(fā)動機而言，目前的發(fā)展趨勢的確是直列4缸機比V型6缸機更受青睞。因為對家用車來說，可靠性、經(jīng)濟性是優(yōu)先的。

為什么同樣排量的4缸機比6缸機的經(jīng)濟性和可靠性更好呢？

下面我們深入探討一下：

【高速≠高轉(zhuǎn)速】

重型卡車的柴油機最大功率轉(zhuǎn)速只有不到2000rpm，而高性能跑車的發(fā)動機可以拉到7000rpm以上，但兩者都屬于高速發(fā)動機。為什么呢？因為發(fā)動機工程師區(qū)分高速和低速發(fā)動機的標準是活塞平均運行速度，而非轉(zhuǎn)速，這個指標比發(fā)動機轉(zhuǎn)速更能衡量機器的負荷水平。由于直列4缸機的缸徑和行程都大于同等排量的V型6缸機，因此，同樣負荷下，它的轉(zhuǎn)速更低。比如說馬自達6睿翼的4缸2.5升MZR發(fā)動機的活塞行程是100mm，而同為2.5升的日產(chǎn)天籟VQ25采用V6設(shè)計，活塞行程只有73.3mm。當活塞平均速度達到10m/s時（一般這個速度下的燃油經(jīng)濟性比較好），睿翼的發(fā)動機轉(zhuǎn)速只有3000rpm，而天籟的已經(jīng)達到了4100rpm。顯然睿翼的設(shè)計更符合大多數(shù)人的日常開車習慣。

同樣的原因，睿翼的MZR發(fā)動機在4000rpm時輸出最大扭矩226Nm，并且之前很寬的區(qū)間扭矩曲線都非常平坦；而天籟的最大扭矩點在4400rpm，扭矩曲線上呈現(xiàn)出相對明顯的尖峰。

【決勝3000轉(zhuǎn)】

由于內(nèi)摩擦損失和泵氣損失都比較小，大多數(shù)4缸機在3000轉(zhuǎn)左右是最富有活力的轉(zhuǎn)速區(qū)段，而6缸機的喚醒轉(zhuǎn)速相對要晚一些。

從結(jié)構(gòu)上我們很容易明白個中的原因。由于多了兩個氣缸，6缸機比4缸機多了兩組活塞，相應(yīng)地，多出了4道氣環(huán)、兩道油環(huán)，接觸及摩擦面積增加了30%左右，而增加出來的兩根凸輪軸、8只氣門彈簧、8只氣門油封也在偷偷從你的油箱里偷油（增加油耗）。

【誰更平穩(wěn)】

6缸機的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性優(yōu)于4缸機，這似乎是個定論。果真如此嗎？對于氣缸夾角120°的V6發(fā)動機的確是這樣，但現(xiàn)在發(fā)動機艙的空間越來越寶貴，，比如BMW和VOLVO。仍然采用直列汽缸技術(shù)。

像銳志的5GR和天籟VQ25都采用了相對緊湊的60°氣缸夾角，它可以抵消活塞往復(fù)運動帶來的振動，但由于各缸做功不是均勻地間隔120°曲軸轉(zhuǎn)角，因此它并不是完美的100%動平衡。

所以說，和4缸機一樣，大多數(shù)V6發(fā)動機還需要平衡軸。在高轉(zhuǎn)速下，V6和直4在振動上的區(qū)別可忽略。

【誰更緊湊】

這個問題大概也不用討論了，直4比V6不僅造型緊湊、重量輕，故障率也低很多。我們想說的是，對于大多數(shù)發(fā)動機橫向布置的前驅(qū)車，直4比V6在進氣效率、升級空間方面擁有更多的優(yōu)勢。

眼下絕大多數(shù)主流的直列4缸汽油機都采用進氣在前、排氣在后的反置式布局，它的空氣流動路線是最合理的，不僅如此，它還更便于布置增壓器，由于催化轉(zhuǎn)換器可以離排氣歧管很近甚至于排氣歧管做成一體，它也更容易滿足未來更嚴格的排放法規(guī)。

而橫置的V6就比較麻煩，它采用的是中間進氣、兩側(cè)排氣的布局，這樣勢必要有一排3缸的排氣管從發(fā)動機下面通向車尾，這無形中提高了發(fā)動機的位置和重心，不利于進一步改善操控性，最大的問題是，增壓器怎么布置？如果把6個缸的排氣匯總到一起來驅(qū)動增壓器，由于排氣管路過長，排氣的溫度和壓力都下降得很多，這無形中損失了很多廢氣能量。每排氣缸布置一個增壓器倒是可以解決這個問題，但那樣的成本會很高。還有散熱、進氣過分加熱等許多問題，總之現(xiàn)在的趨勢是，在普通轎車上，V6越來越多地被同排量，更精致的4缸機取代。

【高強化 = 雙刃劍】

高強化不僅讓發(fā)動機的數(shù)據(jù)看起來更漂亮，也可以用更小的排量獲得更大的功率，從而規(guī)避針對排量的很多高額稅收，聽起來是個很不錯的主意，但實際上呢？舉個極端的例子，參加CTCC場地賽的車子雖然模樣和民用版量產(chǎn)車差不多，但發(fā)動機的輸出功率都提升了50%-100%，強化到這種程度，車子連怠速都不穩(wěn)了，不過這絲毫不影響它參加比賽，因為賽道上沒有人用得著怠速工況。

高強化發(fā)動機犧牲的主要是中低速性能，而這恰恰是我們最需要的。還是以2.5升發(fā)動機為例，小型V6設(shè)計可以把斷油轉(zhuǎn)速提升到7000轉(zhuǎn)，相應(yīng)的最大功率標到200匹也沒有問題，但它的經(jīng)濟性、可靠性以及中低速相應(yīng)肯定不如170匹的大四缸機器用著爽。降低強化程度帶來的另一個好處是完全勝任廉價的93號汽油（國內(nèi)各地油品實際情況），發(fā)動機的保養(yǎng)間隔也可以適當延長，出門在外不會因為水土不服而出現(xiàn)這樣那樣的毛病。

馬自達睿翼MZR2.5L發(fā)動機采用的就是直列4缸技術(shù)，在中低速狀態(tài)下動力表現(xiàn)十分充沛，實際使用中的價值理念慢慢會讓你帶來許多的體會。