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關(guān)注車(chē)圈的朋友應(yīng)該都發(fā)現(xiàn)了，從90年代就被V6取代的直6發(fā)動(dòng)機(jī)，最近幾年已經(jīng)逐漸復(fù)蘇，并大有在燃油機(jī)生命末期時(shí)代奪取主流的勢(shì)頭。除了忠實(shí)擁躉寶馬外，奔馳也2017年拋棄V6，轉(zhuǎn)戰(zhàn)了直6陣營(yíng)。同時(shí)，廣島小廠馬自達(dá)也在全力為下一代后驅(qū)馬6研發(fā)著直6發(fā)動(dòng)機(jī)。這不禁令人發(fā)問(wèn)，直列六缸為何能重回主流？它究竟比V型六缸發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)在哪呢？ 
雖然V6和直6都屬于六缸發(fā)動(dòng)機(jī)，但事實(shí)上，直6在研發(fā)和制造成本方面都是要遠(yuǎn)低于V6的，具體優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 
眾所周知，V6發(fā)動(dòng)機(jī)最大的特征就是其使用了一個(gè)中間呈現(xiàn)出夾角的缸體，將6個(gè)氣缸分為了兩組不同朝向的氣缸排列。因此，V6發(fā)動(dòng)機(jī)就必須得配備兩套缸蓋才能滿(mǎn)足各組氣缸的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 
由于如今頂置凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的每套缸蓋都需要單獨(dú)的進(jìn)排氣系統(tǒng)，這便意味著每一臺(tái)V6發(fā)動(dòng)機(jī)都一定會(huì)付出兩套進(jìn)排氣，共四根凸輪軸的成本，才能完成正常的配氣工作。不僅如此，由于V型發(fā)動(dòng)機(jī)兩側(cè)缸體距離較遠(yuǎn)的關(guān)系，所以還得配備兩套高壓油軌以及包括高壓包和點(diǎn)火線圈在內(nèi)的點(diǎn)火系統(tǒng)。 
而在處理做功后產(chǎn)生的尾氣時(shí)，V6發(fā)動(dòng)機(jī)的兩側(cè)也同樣需要分開(kāi)處理，此時(shí)再考慮到三元催化器只有在高溫工況下才能完成尾氣處理的特性，所以絕大多數(shù)V6發(fā)動(dòng)機(jī)的三元催化器都得布置在靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的位置（如上圖所示）。這就意味著，發(fā)動(dòng)機(jī)單側(cè)每三個(gè)缸就必須要配備一套氧傳感器+三元催化，一臺(tái)V6發(fā)動(dòng)機(jī)就需要兩套氧傳感器+三元催化才能實(shí)現(xiàn)與后續(xù)排氣系統(tǒng)的連接。 
此時(shí)，反觀如今廠商都在轉(zhuǎn)向的直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)，由于六個(gè)氣缸都處于一條直線的關(guān)系，所以它只需要使用一套配氣和供油系統(tǒng)就可以完成工作。而在排氣方面，直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)則可以直接將六根排氣歧管連接到一個(gè)三元催化上即可完成任務(wù)。
綜上所述可以發(fā)現(xiàn)，V6發(fā)動(dòng)機(jī)要想正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的硬件成本是要明顯大于直6的，同時(shí)V6發(fā)動(dòng)機(jī)上多出來(lái)的零件，也會(huì)很大程度影響到后期的修理、維護(hù)成本。所以無(wú)論對(duì)于廠家還是消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，直列六缸都是更具性?xún)r(jià)比的選擇。
在說(shuō)完制造成本后，下面我們來(lái)看看V6與直6之間的研發(fā)成本會(huì)差多少。目前，絕大部分汽車(chē)廠商都開(kāi)始使用模塊化的概念來(lái)制造發(fā)動(dòng)機(jī)了，其中寶馬作為直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的忠實(shí)擁躉，更是在發(fā)動(dòng)機(jī)模塊化方面玩得出神入化。先造出一個(gè)0.5L的單缸，拼三個(gè)就是1.5T的三缸機(jī)。再加一個(gè)氣缸，就能打造出2.0T的四缸機(jī)。而如果把兩臺(tái)三缸發(fā)動(dòng)機(jī)的頭、尾相接在一起，并改變曲軸和點(diǎn)火順序的話(huà)，就可以直接做出一臺(tái)直列的六缸發(fā)動(dòng)機(jī)了。
熟悉改裝的朋友都知道，發(fā)動(dòng)機(jī)散熱會(huì)在很大程度上影響一臺(tái)車(chē)的動(dòng)力表現(xiàn)。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度是對(duì)動(dòng)力影響最明顯的。所以工程師在設(shè)計(jì)一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，都會(huì)將溫度較低的進(jìn)氣端與溫度較高的排氣端分開(kāi)，并單獨(dú)布置，從而避免進(jìn)氣受到排氣高溫的影響。
這對(duì)于直六發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)并不是難事，因?yàn)橹绷?個(gè)缸體都處于一條直線上，所以只需將進(jìn)、排氣系統(tǒng)分別布置在發(fā)動(dòng)機(jī)兩側(cè)就行了。此時(shí)，中間的缸體便會(huì)扮演天然屏障的角色，能有效避免排氣的高溫影響到另一側(cè)涼爽的進(jìn)氣端。此外，目前六缸發(fā)動(dòng)機(jī)通常都會(huì)搭配的渦輪增壓器，在直列六缸上也能一并安裝在排氣一側(cè)，有效杜絕了超高溫渦輪對(duì)進(jìn)氣溫度的影響。
V6進(jìn)氣示意圖 此時(shí)反觀V6發(fā)動(dòng)機(jī)，雖然它的進(jìn)、排氣也會(huì)分別布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的前后，以便盡量利用缸體來(lái)阻隔熱量交換。但由于大部分V6發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)將渦輪布置在V型發(fā)動(dòng)機(jī)的中間頂部位置，也就是窩在V型夾角的中間，因此排氣的高溫與渦輪所產(chǎn)生的熱量都會(huì)堆積在缸體夾角內(nèi)的小空間里，不像熱量分布合理的直列六缸引擎，能高效地將熱量在引擎艙內(nèi)散開(kāi)。
可以預(yù)見(jiàn)的是，V6發(fā)動(dòng)機(jī)如此高的環(huán)境溫度必然會(huì)提升經(jīng)過(guò)渦輪加壓的進(jìn)氣溫度。為了保證進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體溫度涼爽，從而提高進(jìn)氣的氧含量，所以此時(shí)就需要為發(fā)動(dòng)機(jī)裝上更大尺寸的中冷器來(lái)降低進(jìn)氣溫度。不過(guò)，大號(hào)的中冷器勢(shì)必會(huì)引發(fā)制造成本的升高，并且還會(huì)帶來(lái)額外的重量，最終拖累到引擎的動(dòng)力。所以相比起直列六缸引擎來(lái)說(shuō)，V6引擎在散熱方面也是需要花費(fèi)更多成本的。
實(shí)際上，制造成本低僅僅是直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的入門(mén)級(jí)優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橹绷辛紫啾萔型六缸的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其實(shí)是V6發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)可比擬的、僅次于V12引擎的運(yùn)轉(zhuǎn)平順度。
要想明白直列六缸引擎為什么平順，咱們首先得搞清楚發(fā)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)是怎么來(lái)的。對(duì)于一臺(tái)合格的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，振動(dòng)主要源自?xún)牲c(diǎn)：一個(gè)是活塞上下運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的震動(dòng)，被稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)一階振動(dòng)；另外一個(gè)則是曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的震動(dòng)，被稱(chēng)為二階振動(dòng)。
其中，由活塞上下運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的一階振動(dòng)其實(shí)是很容易解決的。因?yàn)楫?dāng)一個(gè)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，只需有另外一個(gè)活塞進(jìn)行反方向的向上運(yùn)動(dòng)，便可以將這兩個(gè)活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)相抵消。由此也可以得出，只要發(fā)動(dòng)機(jī)的缸數(shù)為雙數(shù)，且活塞互相呈相反方向運(yùn)動(dòng)，便可以有效避免一階振動(dòng)的影響。
不過(guò)，由曲軸產(chǎn)生的二階振動(dòng)就比較難以避免了。二階震動(dòng)之所以會(huì)產(chǎn)生，是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)使用的活塞曲軸連桿結(jié)構(gòu)，天生就具有一個(gè)特性，即曲軸每個(gè)階段所旋轉(zhuǎn)的角度，與活塞上下運(yùn)動(dòng)的距離，并不是時(shí)刻等比例的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，在一個(gè)沖程內(nèi)，曲軸進(jìn)行180°旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，前90°旋轉(zhuǎn)所對(duì)應(yīng)的活塞上下移動(dòng)距離，與后90°旋轉(zhuǎn)所對(duì)應(yīng)的活塞上下移動(dòng)距離，并不相等。
其中，根據(jù)物理學(xué)原理，活塞在缸體上半部分的運(yùn)動(dòng)速度，是要明顯快于活塞在下半部分缸體的運(yùn)動(dòng)速度的。所以在實(shí)際中，曲軸（上圖藍(lán)色部件）從任何一個(gè)沖程的起始位置，比如吸氣、做功沖程的12點(diǎn)位置（如上圖左側(cè)12：00位置），曲軸經(jīng)過(guò)90°旋轉(zhuǎn)運(yùn)行到3點(diǎn)位置；或是壓縮、排氣沖程起始的6點(diǎn)，經(jīng)過(guò)曲軸90°旋轉(zhuǎn)運(yùn)行到9點(diǎn)位置，活塞都會(huì)處于缸體更靠下的位置。而正是這種活塞上下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，加速度的不對(duì)稱(chēng)性，最終引發(fā)了發(fā)動(dòng)機(jī)的二階震動(dòng)。
所以，要想徹底杜絕二階震動(dòng)，就需要像三缸發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，將每個(gè)缸的做功間隔定為曲軸連桿旋轉(zhuǎn)120°(如上圖“1缸缸內(nèi)視角”中藍(lán)色柱形代表的3個(gè)缸的曲軸連桿的相對(duì)位置)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，1號(hào)缸的曲軸連桿在經(jīng)歷從上圖12點(diǎn)鐘位置到4點(diǎn)半位置的過(guò)程中（上圖左側(cè)綠色扇形），活塞會(huì)同期經(jīng)歷一個(gè)從頂點(diǎn)開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)至氣缸下半部的過(guò)程（如上圖右側(cè)“1缸整體視角”所示）。那根據(jù)我們上面所說(shuō)的，活塞在氣缸上半部運(yùn)行較快的定律，所以此時(shí)活塞在氣缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度將呈現(xiàn)出一個(gè)從快到慢的趨勢(shì)。
巧的是，此時(shí)3號(hào)缸的曲軸連桿會(huì)在同時(shí)期經(jīng)歷一個(gè)從7點(diǎn)半位置運(yùn)行到12點(diǎn)的過(guò)程（上圖左側(cè)綠色扇形），是一個(gè)活塞從氣缸下半部運(yùn)轉(zhuǎn)至頂點(diǎn)的過(guò)程（如上圖右側(cè)“3缸整體視角”所示），會(huì)呈現(xiàn)出一個(gè)從慢到快的過(guò)程。而這個(gè)從慢到快的加速度，便正好能與1號(hào)缸從快到慢的加速度相抵消。從而消除1號(hào)缸和3號(hào)缸的二階震動(dòng)。
而我們討論的V型六缸發(fā)動(dòng)機(jī)，雖然是由兩臺(tái)三缸發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)一定角度組成的，但由于V6發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸并沒(méi)有采用等分360°的布置方式，因此還是會(huì)產(chǎn)生二階震動(dòng)。也就是說(shuō)，當(dāng)其中一個(gè)活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，其產(chǎn)生的加速度是無(wú)法被其他活塞的加速度所抵消的。 既然V6發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法抵消二階震動(dòng)，那直六發(fā)動(dòng)機(jī)為何就能解決二階震動(dòng)的問(wèn)題呢？繼續(xù)往下看。
雖然直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)同樣可以看作是兩臺(tái)三缸機(jī)在共同工作，但與V6發(fā)動(dòng)機(jī)不同的是，直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)是由兩臺(tái)三缸發(fā)動(dòng)機(jī)鏡像組成的。因此在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，直六發(fā)動(dòng)機(jī)的左、右各三個(gè)氣缸，1-6缸、2-5缸、3-4缸，也分別都是兩兩鏡像運(yùn)轉(zhuǎn)的。所以直六發(fā)動(dòng)機(jī)便會(huì)像三缸發(fā)動(dòng)機(jī)一樣不存在二階震動(dòng)的情況。同時(shí)，6缸作為偶數(shù)缸，自然也不會(huì)存在一階震動(dòng)。因此，直六引擎便擁有了自平衡的功能，這也是V6引擎所不具備的。
雖然直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)有著自平衡、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)。但它的缺點(diǎn)也十分明顯，其中最主要的問(wèn)題就是發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)長(zhǎng)。由于直6的六個(gè)缸體是一字排開(kāi)的，所以相比起V6來(lái)說(shuō)，直六引擎的長(zhǎng)度會(huì)長(zhǎng)出很多，整體長(zhǎng)度甚至只比V12引擎略短，這顯然會(huì)對(duì)于機(jī)艙內(nèi)的縱向空間提出很高要求。
同時(shí)，由于大排量直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)本身就過(guò)長(zhǎng)，再加上變速箱的體積越來(lái)越大，所以如今直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)無(wú)法在機(jī)艙內(nèi)進(jìn)行橫置了。這就導(dǎo)致，如果橫置平臺(tái)的車(chē)型想搭載六缸發(fā)動(dòng)機(jī)，那最終就只能選擇長(zhǎng)度與直列四缸機(jī)接近的V6發(fā)動(dòng)機(jī)了。
除了體積外，直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的高度也會(huì)高于V6發(fā)動(dòng)機(jī)，因此搭載直6發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)型的重心高度，通常是要高于V6車(chē)型的。此時(shí)，如果V6發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是60°夾角，那么它將會(huì)比直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)低14%左右，大概5-8cm。而如果V6發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是重心更低的90°夾角，那么它將會(huì)比直列六缸機(jī)低30%左右，也就是10-15cm。
因此，對(duì)于講求操控性的車(chē)型來(lái)說(shuō)，V6發(fā)動(dòng)機(jī)顯然是更好的選擇。而使用直列六缸機(jī)的性能車(chē)，就需要想辦法從其他部位降低車(chē)輛重心了，比如像寶馬M3（參數(shù)丨圖片）一樣采用碳纖維車(chē)頂。
隨著時(shí)代的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的缸數(shù)也出現(xiàn)了較大的變化。曾經(jīng)“不可一世”的V8發(fā)動(dòng)機(jī)，開(kāi)始逐漸被擁有更低油耗，更加環(huán)保的V6引擎所取代，像是福特F150猛禽、全新一代陸巡、奧迪RS4等車(chē)型都從曾經(jīng)的8缸降為了6缸。
同時(shí)，得益于汽車(chē)體積不斷膨脹的關(guān)系，直列六缸尺寸過(guò)大的缺點(diǎn)已經(jīng)不像當(dāng)初那么致命了。這時(shí)直列六缸造價(jià)更低、保養(yǎng)更便宜，以及運(yùn)轉(zhuǎn)更平順的優(yōu)點(diǎn)便會(huì)被無(wú)限放大。所以像是奔馳、路虎這樣的豪華品牌，也紛紛走上了用直6替換V6的道路。如此一來(lái)，V6引擎的高端地位便呈現(xiàn)出了明顯的衰落跡象，畢竟只有尊貴的后驅(qū)車(chē)，才有足夠長(zhǎng)的機(jī)艙空間容納下同樣尊貴的直列六缸引擎！ |
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