之前的文章中,车叔已经向大家讲解了V6发动机的优劣势以及在全球“节能减排”的前提下V6发动机逐渐“消亡”的真正原因。不过在纯电动汽车完全普及之前,一线豪华品牌的旗舰车型依然需要一台动力强劲,平顺性好的“中间排量”发动机,因此直列六缸发动机便被许多厂商所采用。目前除了宝马、奔驰以外,捷豹、路虎也采用英杰力3.0T直列六缸涡轮增压发动机取代之前的V6机械增压发动机。
直列六缸发动机之所以能够在豪华品牌的旗舰车型上大行其道,最主要的原因有两个:
更好的平顺性与可靠性
与V6发动机相比,直列六缸发动机由于气缸排列的原因,发动机活塞在往复运动时所产生的振动可以互相抵消,这也就是之前的文章中说的自平衡能力。
从直列六缸发动机的横截面来看,1-6、2-5、3-4是对应缸,也就是说当1缸活塞向下运动时,6缸活塞向上运动,2-5与3-4缸也是一样的情况,活塞由气缸横截面重心对称分布可以相互抵消活塞自身运动时的固有振动频率。当发动机在运转时,整个L6发动机是沿中线(对称轴)左右对称的,而V6发动机的曲轴销位置更像是两台直列三缸发动机并列顺位排布在一起,这意味着单侧气缸会有两个活塞同时上下运动,另一个活塞反向运动,因此无法做到自平衡。
与此同时,直列六缸发动机还要比V6发动机更加可靠,因为它只需要一套气缸盖,或者说,无论是进气歧管、喷油系统、点火还是排气歧管,都不需要分成两部分来设计,简化了机械结构。
对于机械来说,零件多了,故障率有可能会更高,无论是车企还是消费者,都无法接受一台故障率高的发动机,因此直列六缸发动机在使用稳定性上有优势。另外,直列六缸发动机的汽缸盖制造成本与直列四缸发动机相差不多,比V6发动机两侧独立缸盖设计要低不少。
更大的扩展性
现如今,传统内燃机想要满足排放以及油耗法规,则需要更多辅助设备,例如奔驰在M254引擎上采用的一体式BSG电机,配合48V轻混系统,可以在车辆低速起步时提供一定扭矩,降低发动机负荷,从而改善发动机低速工况下的排放,同时降低燃油消耗。
由于豪华品牌的旗舰、次旗舰车型多采用纵置平台,车身尺寸较大,发动机舱够长,因此有足够空间容纳直列六缸发动机,而两侧多余的空间还可以布置混合动力控制系统、四驱系统、以及涡轮增压器、中冷器等辅助部件,在保证发动机排放的同时提高动力。
有利于模块化生产
直列六缸发动机最大的特点就是在结构上与直列四缸、直列三缸发动机极其相似,无论是缸体、缸盖以及冷却水道的设计都可以通用,让模块化动力系统的概念被提出。宝马B系列引擎在设计之初就将模块化的概念融入其中,与N系列发动机独立设计冷却水道与缸体结构的做法不同,B系列引擎统一了缸体设计与冷却水道设计,可以根据需求在同一条生产线上生产直列三缸、直列四缸以及直列六缸涡轮增压发动机,以适配不同车型。
随后,奔驰也在最新的M25X系列发动机上采用了模块化的设计思路,但奔驰在四缸发动机的缸体结构上有两套不同的设计,代号为M254的直列四缸发动机采用了1.5T、2.0T两种排量,在48V轻混系统的形式上也有所不同,1.5T发动机采用前置BSG电机作为轻混系统的动力,而2.0T发动机则采用了变速箱内嵌式ISG电机作为轻混系统的动力,两者在性能以及效率上有明显的差别。
车叔点评
动力平顺、拓展性强,还能与其他发动机共同研发,这让直列六缸发动机逐渐成为豪华品牌高端车型的首选动力。当然,直列六缸发动机也有缺点,例如:发动机曲轴较长,比较考验制造技术,缸体散热效率不高(早年宝马N54、N55直列六缸发动机均存在散热问题),发动机太长且重心较高,不利于整车重量分布。不过随着技术的进步,这些问题基本都可以通过更合理的设计以及更优秀的材料来解决。可以看到在不远的未来,直列六缸发动机将大量出现在豪华或超豪华品牌的车型上,成为市场主流。