近年不少车厂弃直6而取V6,给人一种“直”不如“V”的印象。V6引擎最明显的优点,是比直6占用较少纵向的空间。除此,车厂提倡V6也往往以重量、引擎重心为推介重点。这样一说,直6引擎似乎变得一无是处。以下就让我们从多个方面看看直6发动机是否真的如此不济。
引擎振动
先从垂直振动开始。从侧面透视一台单引擎,活塞会在上下止点之间作垂直运动。活塞升降一回,曲轴便转上完整的一圈。在上升或下降之间,活塞的惯性作用力会改变方向(即由上升变成下降,或下降变成上升)。曲轴每转一圈,作用力便改变一次方向,其间便有机会产生振动,我们姑且称之为“二次振动”(secondary vibration)。活塞运动还可产生其他不同的振动,但由于它们的振动幅度通常极小,驾驶者极难察觉到,所以在此大可略过。
就直6而言,上述的一二次振动均会在复数汽缸之间互相抵消掉,直4则会残留二次振动,所以我们不能单凭垂直运动的振动判定直6就不如V6。不过在垂直运动之外,引擎还有横向振动,所指者就是活塞连杆左右摆动时施于曲轴的扭曲力。这股以斜角作用于曲轴的惯性力,理论上必然出现于汽缸数目多于一个的引擎,V6、直6均无例外。
垂直和横向作用力是同时出现的,但直6有一个有趣的应付方法。典型直6的汽缸是前后三个汽缸组成一组,振动力会在曲轴的中央相遇而抵消掉。若换成直3布局,便没有相同的抵消效果了。由此可知,直列引擎的确有振动的问题,唯直6与直4或直3是不能相提并论。
曲轴刚度
支持V6的常用论点之一,是这种引擎的短小曲轴比直6长长的曲轴较难扭曲变形,短小引擎体的刚度也较高。若其他条件一样,这样说并不无道理,但实情却并非如此。以V6的曲轴为例,长度无疑短于直6曲轴,但要在较短的空间扣上同等数量的活塞连杆,曲轴的曲位便要造得更紧密。大家都知道汽缸壁薄化难免削弱汽缸体得刚度,同样的,曲轴的曲臂安排得愈密,也就愈容易出现刚性下降得负面结果。
紧密的编排还意味着曲轴轴承所用得空间也得尽量缩小(或减少轴承数量),如此一来又直接牵涉到轴承与汽缸体的刚度是否承受得来。当然,坚硬的物料理论上可以弥补紧密构造的刚性弱点,但同样坚硬的特殊材料也可应用于直6,何况直6的长曲轴可容纳更多轴承(通常有七个主轴承),有助分散压力和振动,无须怎样强化便可应付7,000rpm以上的转速。就此而论,我们还可以说V6在曲轴刚性方面拥有先天优势吗???不太可能吧?! |