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都是增压惹的祸? 谈将要发生的直六回归

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我们今天讨论的话题是:宝马在进一步把直六推向极致,如果再结合奔驰研发直六(并盛传将搭载在新一代E级上)的传闻,我们是不是可以认为直六正在回归?

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网易汽车12月22日报道 宝马新7系引入以后,很多人都把目光放在它与S级的对比上,或者关注遥控或者手势操作这些“黑科技”。相比这些,我们更关心的其实是它的发动机——全新的B58取代了之前的N55,这也是宝马这款新一代直六在国内的首次亮相。关于B58的技术解读网间已有不少,我们也无意重复。在这里,我们想讨论的一个话题是:宝马现在无疑是在进一步把直六推向极致,如果再结合奔驰研发直六(并盛传将搭载在新一代E级上)的传闻,我们是不是可以认为直六正在回归?

曾经的恩怨1:直六比V6好?那只是宝马粉的说法而已

之所以叫“回归”,是因为历史上的六缸发动机是从直六开始的。头一批、且在相当长的时间内,六缸发动机全都是直六。V6是在此之后作为一种新生事物,以“更先进”为由逐步取代了直六。在这期间,宝马几乎成了唯一的直六坚持者(当然,还有沃尔沃的少量车型)。也正因为有这个“牛X”的坚持者存在,使得坊间一直有直六和V6之争。那么当初的恩怨到底如何?如果直六真如宝马粉说的那么好,为何几乎除了宝马以外的厂商都舍直六选V6呢?

宝马粉心目中的直六到底好在哪儿?说得最多的其实就是所谓平顺性。而这种平顺性优势,往往是源于直六发动机通过点火顺序的设定,让发动机的活塞在运转时能保证“两两对称”。例如1-6缸、2-5缸、3-4缸对称,运动步调完全一致,从而达到抵消震动的效果。除此之外,直六对性能的价值还有吗?没有了。剩下的只是成本优势,也就是说直六的成本低于V6是肯定的(这个后面还会提到)。

直列六缸四冲程发动机动态模拟 (来源:编辑专题类)

曾经的恩怨2:当初的V6取代直六到底是为什么?

既然直六平顺、成本还更低,那别的厂商为何都转投V6呢?难道全世界只有宝马的工程师“最明白”?显然不是。首先平顺这个问题,在V6那儿也同样很棒。注意,所谓的平顺,与结构关系并不大,而与缸数关系密切。也就是在其他因素一样的情况下,缸数越多越平顺。V6具备六缸,对称性同样很好。而且基于V型结构,它在横向振动的抵消方面还有优势(为什么斯巴鲁保时捷那么热衷水平对置?其中一个重要原因就是对这种横向振动的抵消)。

当振动方面V6并无劣势的情况下,我们再来看看它相对直六的优势。一个是尺寸,V6更好布局地球人都知道。这还不是最关键的。由于V6的曲轴更短,在曲轴强度一样的情况下,V6可以承受的强化程度更高(如转速更高),更有利于提升升功率。在当年那个发动机材料还不够理想的时代,这一点的价值不容小觑。当然,附带的优势还有很多。例如V6的配气机构分拆为两组,这样可以减小单个运动组建的重量。这就有点类似于DOHC优于SOHC一样,对于响应性的提升也是有价值的。

我们再看看V6逐步取代直六的那个时代,低碳、节能远不如现在这般看重,而如何提升升功率、更好的获得加速性才是那个时代工程师最看重的。V6的这种结构优势,让它在竞争过程中迅速赢得了工程师的心,从而开始大面积取代直六。至于宝马这个如此崇尚运动的品牌为何却坚守直六,这就是另一个层面的问题了。由于宝马在直六方面的技术优势明显,使得它在这次更迭过程中不愿意“自我革新”,并反复强调直六的优势。既然话已经说出去了,那就索性牟足了劲优化直六吧,于是就有了后面(大家都用V6,只有宝马用直六)这种奇特格局。

技术的变化,让V6的优势不再明显

既然说了V6那么多的好,为何本文却把讨论的焦点放在了“直六可能回归”上呢?这岂不是自相矛盾?

正所谓此一时彼一时,技术和设计诉求的变化,又重新让直六找回优势。前面有关V6取代直六的理由大家都看清了吧?那么我们在回来一条条的看。

V6的尺寸优势依旧是存在的,但这对于纵置、以及尺寸较大车型来说意义并不大。那么我们再回过头来看看现有的车型,小尺寸车型配六缸的已越来越少,连高尔夫R现在都只提供四缸了。为何?就在于涡轮增压的加入,使得四缸结构足以胜任几乎所有中小车型的配备需求。而六缸机呢?增加涡轮增压以后,甚至已开始应用于之前配备八缸的车型上。这种车,别说纵置的布局没问题,哪怕横置的也同样问题不大。

然后再看曲轴长度带来的性能差异。以现在的发动机材料和工程技术,你还担心直六的曲轴会承受不住所谓的大功率吗?还有,所谓有利于提升转速这个因素,对于现在的发动机来说也意义不大了,原因仍在于涡轮增压——靠转速来压榨功率主要是对应于自然吸气发动机,涡轮增压只要调整增压值就可以轻松改变功率,这与以往的发动机设计有了很大的区别。还有配气部件的差异,两组凸轮轴响应更快,这对于现阶段的发动机来说也没有太多意义了——现在的(民用)发动机,夸张到甚至只需改变一下电脑程序,就可以(响应)想快就快想慢就慢……

以现阶段的主流技术而言,V6的成本劣势已越来越突出

当V6相比直六的这些优势渐渐不复存在的时候,它的劣势却开始逐步显现了。首先就是涡轮增压的布局问题。在这里我们问大家一个问题:你是否见过单涡轮增压的V6发动机?答案是肯定没有。因为V6有两列气缸,如果只布局一组涡轮增压器,实现起来将非常纠结,远不如采用双涡轮增压顺当。双涡轮增压不是比单涡轮增压更好吗?道理没错,但别忘了这是需要成本堆积的。双涡轮增压的主要优势是迟滞小。在涡轮增压技术大幅度进步的当下,单涡轮增压的迟滞已经控制得足以满足需求,此时双涡轮增压的成本劣势就会立刻凸显出来。还记得当年宝马的N54吗?那可是双涡轮增压的,它存在了仅短短数年,就被宝马自己“革了命”,用单涡轮增压的N55所取代。那么在(适合)涡轮增压布局这个环节上,V6会明显输给直六一大截。


接下来的另一个因素就是发动机的模块化。宝马将新一代的发动机命名为B系列,其实就是它的新一代模块化系列。模块化区别于之前的发动机平台概念,意义主要在于它可以突破缸数的限制,让三缸、四缸、六缸都隶属于一个模块下(单缸结构类似,并通过组合的方式推出不同机型)。虽说模块化理论上可以突破V型结构和直列结构的框框,但显然都是直列的情况下会更容易实现。宝马作为最早尝试发动机模块化的厂商,现在在这方面已经尝尽甜头,其他厂商自然也会选择跟进。

至于直六只需一列气缸、两根凸轮轴,结构上比V6更简单更省事儿也都能节省成本,但这与以上两项比起来已不算什么了。

结论:都是涡轮增压惹的祸!

细心的人看到现在,可能已经归纳出一个核心原因:都是涡轮增压惹的祸嘛!如果你也有此体会,说明你看明白了本文的核心诉求。没错,就是因为涡轮增压技术的普及,很有可能会引发直六的回归。因为在全面采用涡轮增压的情况下,V6性能优势并不明显的同时,成本上已大大玩不过直六。再加上发动机模块化的推波助澜,直六在下一阶段的优势将重新显现。可以预见,一旦奔驰开始推出它的第一款新直六,将会有越来越多的跟进者。到那时,全球的六缸机可能又是直六的天下了。不过在这里我们还是要提醒可能感觉很得意的宝马粉注意:直六的回归和它的优势,本质上都与成本相关,而与所谓的平顺性并无太多关系……


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