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『大众』为什么V12发动机，比V6发动机更平顺？


之前教授有文章讲过发动机的入门理论以及常见的直列四缸发动机 ， 发动机抖动的原因等 ， 今天我们来看看V6、H4、V8、V10、V12以及W16发动机有什么特点 。
V型发动机 ， 顾名思义是气缸成V字排列 ， 基本上从6缸起步 ， 因为V6发动机最大的优势在于长度比L6短 ， 能容易布置 ， 即便是前置前驱的车型也可以使用 ， 例如日产有一段时期很喜欢使用V6的前驱车 ， 例如风度A33等 。

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V6发动机 ， 一般情况下我们称靠近自己一侧的气缸为1号气缸 ， 随后一次交替顺序定义 ， V6发动机的点火顺序也特别好记 ， 同样是123456 ， 左右左右交替点火 ， 点火间隔我们之前的文章也曾经讲过如何计算 ， 4x180/6=120 ， 也就是120度 ， 这也是V型气缸的夹角 ， 也就是两组缸体的夹角是120度 。 但现实中的V6最常用的夹角是60度 。

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V6发动机的曲轴 ， 1、2活塞、3、4活塞以及5、6活塞两两共用共一个曲轴曲柄 ， 有些V型发动机的夹角是180度 ， 他们之间还叫V型发动机而不是水平对置发动机 ， 是因为两个活塞共用一个曲柄 。

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1、2活塞和3、4活塞之间相差120度 ， 也就是说1、2活塞跟56活塞相差240度 ， 假如从曲轴的轴向看过去 ， 那么上面是1、2活塞的曲柄 ， 左下是3、4活塞的曲柄 ， 右下的5、6活塞的曲柄 ， 他们互相间隔120度 ， 大致呈一个等边三角形 。

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V6发动机不像是L6发动机能实现完美自平衡 ， V6需要曲轴配重来平衡一阶振动 。 V型气缸的夹角是120度 ， 左侧活塞处于下止点 ， 而对应的曲轴配重当然刚好指向这个活塞 ， 于是两者的力就互相抵消了；与此同时 ， 在同一个曲柄上的另外一个活塞正处于下行阶段 ， 随着曲轴旋转 ， 当右侧这个活塞到达下止点的时候 ， 配重刚好转到指向它 ， 于是二者的力又互相抵消了 。

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当活塞到达上止点时 ， 与到达下止点时的情况刚好相反 ， 所以同样可以平衡掉两者的力 ， 使发动机达到平衡状态 。

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不过实际中 ， 汽车厂家更常用的夹角是60度的V6 ， 而不是使用120度的V6 ， 这样做发动机会更加紧凑 。 要实现这个目标 ， 可以调整点火间隔或者用错位曲柄（Split pin crank）的曲轴 。 错位曲柄是让两侧活塞的位置互相错开一定的角度 ， 2号活塞与1号活塞连接位置要向左偏转60度 ， 之后再连接到曲轴上 ， 这么做带来的结果就是1号气缸会比2号气缸早点火120度 ， 这样就能同样做到点火间隔为120度 。

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V6发动机最大的优点在于发动机比较紧凑 ， 紧凑的发动机能够让布置更加简单 ， 可以用在前驱、后驱、四驱布局上；V6发动机能够有比L4更大的排量 ， 由于L4发动机由于二阶振动问题 ， 排量无法做得很大 ， 那么对于自然吸气发动机来说 ， V6就能做得更大排量；发动机强度也是V6的特点 ， L6发动机由于发动机纵向过长 ， 所以容易引起扭转 ， 而V6发动机则不存在这个问题 。
V6发动机的缺点在于其机械结构比较复杂 ， 需要有两套缸头 ， 更多的部件意味着更多的摩擦、惯性；制造成本也会更高 ， 因为两个缸头需要有两套配气机构 ， 还有一个形状特别的中缸；此外 ， V6发动机也会有二阶振动问题 ， 跟L6相比V6发动机更像是两台三缸机的合体 。


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