[汽車之家 發(fā)動機技術(shù)]  當(dāng)前這一代卡宴和上一代Panamera上配備的V6/V8發(fā)動機，盡管性能不錯，但是仍有不少可以改進的余地。推動保時捷不斷挑戰(zhàn)自我的主要驅(qū)動力，來自于V8發(fā)動機那一邊。以今天的眼光來看，保時捷目前還在用的4.8L V8發(fā)動機已經(jīng)開始顯得落后了。從技術(shù)特征來看，它本質(zhì)上是保時捷在本世紀初推出的那臺4.5L V8的一個延伸，區(qū)別只是加上了直噴技術(shù)而已。它在構(gòu)型、還有一些技術(shù)實現(xiàn)細節(jié)上已經(jīng)跟不上時代，因此保時捷也的確需要開發(fā)新一代的發(fā)動機來接任。

文章作者簡介：

　　超哥，在美國生活10余年，曾經(jīng)在石油和投資管理行業(yè)工作。擅長結(jié)合技術(shù)和消費心理評車。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)布過新款奧迪A6試駕，新款蘭德酷路澤試駕，解析寶馬B58發(fā)動機等文章，以后他會持續(xù)給大家?guī)�來海外新車試駕及相關(guān)文章。

● 不斷挑戰(zhàn)自我：保時捷與奧迪聯(lián)手（2016-）

　　由于保時捷品牌正式并入大眾集團，由此這回奧迪和保時捷聯(lián)合進行開發(fā)新一代V型布局發(fā)動機。這個新的發(fā)動機家族包括V6和V8兩個分支，都是渦輪增壓。到目前為止，V6發(fā)動機分為3.0L和2.9L兩個版本，前者用于2017款奧迪S4/S5；后者用于同樣也是全新設(shè)計的2017款保時捷Panamera 4S上，還有未來的奧迪RS 4/RS 5。V8只有4.0L一種排量，目前已知2017款Panamera Turbo將會采用。可以預(yù)見，下一代的卡宴也會采用這系列新發(fā)動機。

　　新4.0T V8采取了排氣歧管頂置的方案，并且還順便把排氣歧管也一并整合進缸蓋里面。雖然奧迪/保時捷這臺新的V8有一些技術(shù)特征源自于奧迪當(dāng)前的4.0T V8，但是它們是兩碼事；比如說它們的缸徑和活塞行程完全不同——保時捷的是86×86mm，奧迪的是84.5×89mm。

　　根據(jù)大眾的慣例，這套發(fā)動機的V6版本也是衍生于V8。排氣歧管頂置也能帶來類似的好處。在奧迪的版本上（用于新款S4/S5上面），由于輸出相對不是太高（354馬力），它采用了單一個的雙渦管渦輪，在滿足增壓壓力前提下減少渦輪延遲；在保時捷的版本上，由于需要用2.9L排量擠出440馬力，增壓要求較高，所以保時捷采用了兩個渦輪增壓器�？上в捎赩6每一個汽缸組只有3個汽缸，所以沒法像V8那樣用雙渦管的渦輪增壓器；因此保時捷版本V6上的這兩個增壓器只是傳統(tǒng)的單渦管形式。這樣一來，排氣歧管頂置的主要優(yōu)點對于保時捷版本的V6就派不上用場了，主要的好處只剩下能充分利用90°V型谷的空間，發(fā)動機外形比較緊湊。

　　現(xiàn)在民用汽車內(nèi)燃機的設(shè)計難度比以往的高很多，除了輸出性能這方面之外，另一個重要的發(fā)展趨勢是各國法規(guī)對于燃油效率不斷提高的要求。奧迪和保時捷開發(fā)的這兩款新的V6/V8發(fā)動機，采用了好幾種省油的措施。

　　首先是供油系統(tǒng)。在這之前，大眾集團汽油發(fā)動機的直噴系統(tǒng)的設(shè)計有一個傳統(tǒng)：清一色的氣流引導(dǎo)式的構(gòu)型（air-guided），也就是說汽油噴嘴位于汽缸頂部的側(cè)面，斜對著活塞。在這套新發(fā)動機家族里，他們放棄了這個傳統(tǒng)，改成更加先進并且也是當(dāng)前更主流的噴射引導(dǎo)式（spray-guided）直噴系統(tǒng)，燃油噴嘴位于汽缸正上方。

　　采用這種設(shè)計主要基于兩方面的考慮：1. 假如采用舊的氣流引導(dǎo)式直噴，并且高壓燃油管道和渦輪增壓器一起放在V型谷里面的話，渦輪工作時的高溫不利于燃油管道的安全性；假如放在發(fā)動機兩邊外側(cè)，空間尺寸安排也不好優(yōu)化。因此把燃油噴嘴安排在汽缸正上方是比較好的方案。2. 噴射引導(dǎo)式直噴系統(tǒng)在燃油效率上比氣流引導(dǎo)式要稍微高一些，有利于減低發(fā)動機的油耗。

　　另一個省油的措施便是V8版本帶有歇缸功能，當(dāng)發(fā)動機處于中低負載（轉(zhuǎn)速在950-3500rpm，扭矩輸出≤250N·m）的時候可以切換成4缸的方式工作。這里順帶說一句，奧迪這個功能并不是新設(shè)計——目前用在S6/S7/S8等上面的4.0T V8就已經(jīng)帶有同樣的歇缸功能。

　　對于V6版本，由于它的動力貯備潛力比V8低，所以沒有采用歇缸功能；但是在奧迪的版本上面，氣門機構(gòu)加入了一個新功能：可以在奧托循環(huán)和阿特金森循環(huán)這兩種模式下切換，在負載需求不高的時候采用效率更高的阿特金森循環(huán)工作。目前也有一些車廠的發(fā)動機也采用了這種設(shè)計思路，比如說用在雷克薩斯RC-F/GS-F上的2UR-GSE V8，還有通用集團的LGX V6等等。

　　和V8相比，其實這個V6更需要注重燃油經(jīng)濟性。因為這是90°夾角V6，運行的時候有嚴重的一階振動，缸體里面需要一根同步旋轉(zhuǎn)的額外平衡軸來抵消這種振動。驅(qū)動這跟平衡軸會消耗掉若干馬力，因此它更需要從別的地方把效率找回來。

　　這兩臺新發(fā)動機還通過減輕重量來間接達到省油的目的。比如說跟舊的4.8L V8相比，保時捷新的4.0T V8在重量上輕了9.5千克。由于高輸出的需求，這兩款新V6/V8采用了封閉式水道缸體。奧迪版本V6排量是2995mL（3.0L）；保時捷版本的V6排量是 2894mL（2.9L），V8版本排量是3996mL（4.0L）。跟奧迪那臺舊的3.0L機械增壓V6相比，新的V6/V8增加了缸心距（從原先的90mm漲到93mm），原因是因為新發(fā)動機的缸徑更大，為了支持高增壓場合，需要通過增加缸心距來維持一定的缸壁厚度。

　　以往奧迪的V6發(fā)動機，整個缸體直接由高硅鋁鑄造，因此不需要額外的缸襯。但新V6的奧迪版本則不同了：它改回用傳統(tǒng)的鑄鐵缸襯。這里面的原因可能是出于成本上的考慮，并且它也需要跟保時捷的版本拉開一定檔次（保時捷的V6/V8將會采用離子噴鍍缸襯）。

　　假如仔細看圖就會發(fā)現(xiàn)，奧迪/保時捷新開發(fā)的這兩臺V6和V8的渦輪增壓中冷采用了風(fēng)冷的形式，而并非高性能發(fā)動機里常用的水冷設(shè)計。這一點都不奇怪，因為在業(yè)界里保時捷和法拉利一樣，增壓發(fā)動機一直都喜歡用風(fēng)冷式的中冷。

　　這是否暗示了保時捷在性能上做出妥協(xié)呢？不完全是。奧迪之前的那臺舊4.0T V8采用了水冷中冷，安裝在V谷里的兩個渦輪增壓器的前面。由于渦輪工作時附近的溫度很高，因此裝在旁邊的水冷中冷也未必有很好的散熱效果；但假如把中冷放到發(fā)動機的其它位置，這又會大幅增加總寬度或者長度，并且冷卻液管道需要繞來繞去，空間上不緊湊（寶馬的N63就是一個典型例子：兩個水冷中冷外加管道突出在發(fā)動機的前上方，占據(jù)很多空間）。所以保時捷可能經(jīng)過權(quán)衡，發(fā)現(xiàn)綜合來看用風(fēng)冷式中冷是比較合適的方案。

　　不管怎樣說從技術(shù)角度來看，水冷中冷更便于縮短進氣的路徑，提高發(fā)動機的響應(yīng)速度，這必然是未來發(fā)展的大趨勢。這幾年新推出的渦輪增壓發(fā)動機，水冷中冷占的比例越來越大：寶馬M POWER發(fā)動機、還有B58、N63/N74等等；奔馳幾乎全線產(chǎn)品；甚至連通用的LF3、雷克薩斯的8AR-FTS，全都是清一色的水冷中冷；超跑領(lǐng)域的邁凱倫也已經(jīng)跟進，比如說M838T V8，也用上了水冷式中冷。因此雖然保時捷當(dāng)前決定用風(fēng)冷，但顯然還沒把發(fā)動機的潛力全部發(fā)揮出來。

　　總的來講，奧迪/保時捷將要推出的這系列V6/V8發(fā)動機，優(yōu)點在于糅合了當(dāng)今最先進的幾種主流設(shè)計思路：排氣歧管頂置使得采用雙渦管的增壓器變得可行；改用噴射引導(dǎo)式的直噴系統(tǒng)對發(fā)動機輸出和效率都有幫助。這幾臺新發(fā)動機還相當(dāng)注重燃油經(jīng)濟性——歇缸、阿特金森循環(huán)都派上了用場，可見當(dāng)今真是一個省油的時代。

　　保時捷版本的V6采用兩個單渦管增壓器，沒法利用排氣頂置的最大優(yōu)點。反倒是奧迪版本的V6，采用一個雙渦管增壓器，排氣頂置的優(yōu)點倒是利用上了，也是新發(fā)動機的特色之一；但可惜單個增壓器的增壓能力有限，不能滿足太高的輸出功率。

　　另外，增壓器中冷仍然沿用風(fēng)冷的方式，這也留下了些許遺憾——尤其是在它們的前任（奧迪4.0T V8）已經(jīng)成功實現(xiàn)了水冷中冷的情況下。話又說回來，假如奧迪/保時捷覺得就算這樣也已經(jīng)足夠用了，那倒可以理解。不管怎樣，無論紙面上技術(shù)特征的描述是如何，最終成績還得看各種細節(jié)的實施、整合，還有現(xiàn)實中的用戶使用體驗。

總結(jié)：

　　在前面4個章節(jié)里面，我們粗略地瀏覽了一下過去30年內(nèi)，大眾集團旗下以及Panamera車型V6/V8發(fā)動機的發(fā)展歷史。從中我們能看出，大眾/奧迪/保時捷在這段時期內(nèi)的眾多決策當(dāng)中，有效果十分漂亮的，但也有做法不太高明的時候。但請不要奇怪，因為不單止對于汽車行業(yè)而言，對整個工業(yè)界來講，這是技術(shù)發(fā)展過程中的常態(tài)。正是由于每個階段都有缺陷和遺憾的存在，才會推動人類的科學(xué)技術(shù)往前不斷邁進。

　　從上面敘說的歷史我們也能看出一件優(yōu)秀的產(chǎn)品，背后總是存在因果關(guān)系。所謂的“橫空出世”，在汽車領(lǐng)域里面是不存在的。具體來講，沒有雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)和積累，不可能做出真正經(jīng)受得住市場考驗的動力總成。對于內(nèi)燃機而言，“厚積薄發(fā)”、“臺上一分鐘，臺下十年功”才是最真實的寫照。

　　從上面介紹的保時捷最新的V6/V8發(fā)動機技術(shù)詳情，我們能感受到內(nèi)燃機這個領(lǐng)域里面真可謂是高深莫測，永遠都有可以創(chuàng)新的地方。時至今日，民用汽車行業(yè)進入到內(nèi)燃機和電動機交相輝映的偉大時代；很有可能在不遠的將來某一天開始，主流車廠會放緩開發(fā)新式內(nèi)燃機技術(shù)的步伐，電動機開始成為民用汽車動力的主角。但是，類似于這篇文章里面介紹過的這些代表著民用里面一流水平的汽油機，將會永遠被車迷們所懷念。（文 汽車之家 超哥/編譯 張戈）

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