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關(guān)注車圈的朋友應(yīng)該都發(fā)現(xiàn)了，從90年代就被V6取代的直6發(fā)動機，最近幾年已經(jīng)逐漸復(fù)蘇，并大有在燃油機生命末期時代奪取主流的勢頭。除了忠實擁躉寶馬外，奔馳也2017年拋棄V6，轉(zhuǎn)戰(zhàn)了直6陣營。同時，廣島小廠馬自達也在全力為下一代后驅(qū)馬6研發(fā)著直6發(fā)動機。這不禁令人發(fā)問，直列六缸為何能重回主流？它究竟比V型六缸發(fā)動機強在哪呢？ 
雖然V6和直6都屬于六缸發(fā)動機，但事實上，直6在研發(fā)和制造成本方面都是要遠低于V6的，具體優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面。 
眾所周知，V6發(fā)動機最大的特征就是其使用了一個中間呈現(xiàn)出夾角的缸體，將6個氣缸分為了兩組不同朝向的氣缸排列。因此，V6發(fā)動機就必須得配備兩套缸蓋才能滿足各組氣缸的正常運轉(zhuǎn)。 
由于如今頂置凸輪軸發(fā)動機的每套缸蓋都需要單獨的進排氣系統(tǒng)，這便意味著每一臺V6發(fā)動機都一定會付出兩套進排氣，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)動機兩側(cè)缸體距離較遠的關(guān)系，所以還得配備兩套高壓油軌以及包括高壓包和點火線圈在內(nèi)的點火系統(tǒng)。 
而在處理做功后產(chǎn)生的尾氣時，V6發(fā)動機的兩側(cè)也同樣需要分開處理，此時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)動機的三元催化器都得布置在靠近發(fā)動機的位置（如上圖所示）。這就意味著，發(fā)動機單側(cè)每三個缸就必須要配備一套氧傳感器+三元催化，一臺V6發(fā)動機就需要兩套氧傳感器+三元催化才能實現(xiàn)與后續(xù)排氣系統(tǒng)的連接。 
此時，反觀如今廠商都在轉(zhuǎn)向的直列六缸發(fā)動機，由于六個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)動機則可以直接將六根排氣歧管連接到一個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)動機要想正常運轉(zhuǎn)所需的硬件成本是要明顯大于直6的，同時V6發(fā)動機上多出來的零件，也會很大程度影響到后期的修理、維護成本。所以無論對于廠家還是消費者來說，直列六缸都是更具性價比的選擇。
在說完制造成本后，下面我們來看看V6與直6之間的研發(fā)成本會差多少。目前，絕大部分汽車廠商都開始使用模塊化的概念來制造發(fā)動機了，其中寶馬作為直列六缸發(fā)動機的忠實擁躉，更是在發(fā)動機模塊化方面玩得出神入化。先造出一個0.5L的單缸，拼三個就是1.5T的三缸機。再加一個氣缸，就能打造出2.0T的四缸機。而如果把兩臺三缸發(fā)動機的頭、尾相接在一起，并改變曲軸和點火順序的話，就可以直接做出一臺直列的六缸發(fā)動機了。
熟悉改裝的朋友都知道，發(fā)動機散熱會在很大程度上影響一臺車的動力表現(xiàn)。其中，發(fā)動機的進氣溫度是對動力影響最明顯的。所以工程師在設(shè)計一臺發(fā)動機時，都會將溫度較低的進氣端與溫度較高的排氣端分開，并單獨布置，從而避免進氣受到排氣高溫的影響。
這對于直六發(fā)動機來說并不是難事，因為直六的6個缸體都處于一條直線上，所以只需將進、排氣系統(tǒng)分別布置在發(fā)動機兩側(cè)就行了。此時，中間的缸體便會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)涼爽的進氣端。此外，目前六缸發(fā)動機通常都會搭配的渦輪增壓器，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進氣溫度的影響。
V6進氣示意圖 此時反觀V6發(fā)動機，雖然它的進、排氣也會分別布置在發(fā)動機的前后，以便盡量利用缸體來阻隔熱量交換。但由于大部分V6發(fā)動機都會將渦輪布置在V型發(fā)動機的中間頂部位置，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。
可以預(yù)見的是，V6發(fā)動機如此高的環(huán)境溫度必然會提升經(jīng)過渦輪加壓的進氣溫度。為了保證進入發(fā)動機的氣體溫度涼爽，從而提高進氣的氧含量，所以此時就需要為發(fā)動機裝上更大尺寸的中冷器來降低進氣溫度。不過，大號的中冷器勢必會引發(fā)制造成本的升高，并且還會帶來額外的重量，最終拖累到引擎的動力。所以相比起直列六缸引擎來說，V6引擎在散熱方面也是需要花費更多成本的。
實際上，制造成本低僅僅是直列六缸發(fā)動機的入門級優(yōu)點，因為直列六缸相比V型六缸的絕對優(yōu)勢，其實是V6發(fā)動機無可比擬的、僅次于V12引擎的運轉(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)動機的震動是怎么來的。對于一臺合格的發(fā)動機來說，振動主要源自兩點：一個是活塞上下運動時所產(chǎn)生的震動，被稱為發(fā)動機一階振動；另外一個則是曲軸旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的震動，被稱為二階振動。
其中，由活塞上下運動所產(chǎn)生的一階振動其實是很容易解決的。因為當一個活塞向下運動時，只需有另外一個活塞進行反方向的向上運動，便可以將這兩個活塞運動時所產(chǎn)生的振動相抵消。由此也可以得出，只要發(fā)動機的缸數(shù)為雙數(shù)，且活塞互相呈相反方向運動，便可以有效避免一階振動的影響。
不過，由曲軸產(chǎn)生的二階振動就比較難以避免了。二階震動之所以會產(chǎn)生，是因為發(fā)動機使用的活塞曲軸連桿結(jié)構(gòu)，天生就具有一個特性，即曲軸每個階段所旋轉(zhuǎn)的角度，與活塞上下運動的距離，并不是時刻等比例的。簡單來說就是，在一個沖程內(nèi)，曲軸進行180°旋轉(zhuǎn)的過程中，前90°旋轉(zhuǎn)所對應(yīng)的活塞上下移動距離，與后90°旋轉(zhuǎn)所對應(yīng)的活塞上下移動距離，并不相等。
其中，根據(jù)物理學原理，活塞在缸體上半部分的運動速度，是要明顯快于活塞在下半部分缸體的運動速度的。所以在實際中，曲軸（上圖藍色部件）從任何一個沖程的起始位置，比如吸氣、做功沖程的12點位置（如上圖左側(cè)12：00位置），曲軸經(jīng)過90°旋轉(zhuǎn)運行到3點位置；或是壓縮、排氣沖程起始的6點，經(jīng)過曲軸90°旋轉(zhuǎn)運行到9點位置，活塞都會處于缸體更靠下的位置。而正是這種活塞上下運轉(zhuǎn)時，加速度的不對稱性，最終引發(fā)了發(fā)動機的二階震動。
所以，要想徹底杜絕二階震動，就需要像三缸發(fā)動機一樣，將每個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”中藍色柱形代表的3個缸的曲軸連桿的相對位置)。當發(fā)動機運轉(zhuǎn)，1號缸的曲軸連桿在經(jīng)歷從上圖12點鐘位置到4點半位置的過程中（上圖左側(cè)綠色扇形），活塞會同期經(jīng)歷一個從頂點開始向下運動至氣缸下半部的過程（如上圖右側(cè)“1缸整體視角”所示）。那根據(jù)我們上面所說的，活塞在氣缸上半部運行較快的定律，所以此時活塞在氣缸內(nèi)的運動速度將呈現(xiàn)出一個從快到慢的趨勢。
巧的是，此時3號缸的曲軸連桿會在同時期經(jīng)歷一個從7點半位置運行到12點的過程（上圖左側(cè)綠色扇形），是一個活塞從氣缸下半部運轉(zhuǎn)至頂點的過程（如上圖右側(cè)“3缸整體視角”所示），會呈現(xiàn)出一個從慢到快的過程。而這個從慢到快的加速度，便正好能與1號缸從快到慢的加速度相抵消。從而消除1號缸和3號缸的二階震動。
而我們討論的V型六缸發(fā)動機，雖然是由兩臺三缸發(fā)動機通過一定角度組成的，但由于V6發(fā)動機的曲軸并沒有采用等分360°的布置方式，因此還是會產(chǎn)生二階震動。也就是說，當其中一個活塞運動時，其產(chǎn)生的加速度是無法被其他活塞的加速度所抵消的。 既然V6發(fā)動機無法抵消二階震動，那直六發(fā)動機為何就能解決二階震動的問題呢？繼續(xù)往下看。
雖然直列六缸發(fā)動機同樣可以看作是兩臺三缸機在共同工作，但與V6發(fā)動機不同的是，直列六缸發(fā)動機是由兩臺三缸發(fā)動機鏡像組成的。因此在運轉(zhuǎn)過程中，直六發(fā)動機的左、右各三個氣缸，1-6缸、2-5缸、3-4缸，也分別都是兩兩鏡像運轉(zhuǎn)的。所以直六發(fā)動機便會像三缸發(fā)動機一樣不存在二階震動的情況。同時，6缸作為偶數(shù)缸，自然也不會存在一階震動。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)動機有著自平衡、造價低的優(yōu)點。但它的缺點也十分明顯，其中最主要的問題就是發(fā)動機過長。由于直6的六個缸體是一字排開的，所以相比起V6來說，直六引擎的長度會長出很多，整體長度甚至只比V12引擎略短，這顯然會對于機艙內(nèi)的縱向空間提出很高要求。
同時，由于大排量直列六缸發(fā)動機本身就過長，再加上變速箱的體積越來越大，所以如今直列六缸發(fā)動機已經(jīng)無法在機艙內(nèi)進行橫置了。這就導(dǎo)致，如果橫置平臺的車型想搭載六缸發(fā)動機，那最終就只能選擇長度與直列四缸機接近的V6發(fā)動機了。
除了體積外，直列六缸發(fā)動機的高度也會高于V6發(fā)動機，因此搭載直6發(fā)動機車型的重心高度，通常是要高于V6車型的。此時，如果V6發(fā)動機采用的是60°夾角，那么它將會比直列六缸發(fā)動機低14%左右，大概5-8cm。而如果V6發(fā)動機采用的是重心更低的90°夾角，那么它將會比直列六缸機低30%左右，也就是10-15cm。
因此，對于講求操控性的車型來說，V6發(fā)動機顯然是更好的選擇。而使用直列六缸機的性能車，就需要想辦法從其他部位降低車輛重心了，比如像寶馬M3（參數(shù)丨圖片）一樣采用碳纖維車頂。
隨著時代的發(fā)展，發(fā)動機的缸數(shù)也出現(xiàn)了較大的變化。曾經(jīng)“不可一世”的V8發(fā)動機，開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等車型都從曾經(jīng)的8缸降為了6缸。
同時，得益于汽車體積不斷膨脹的關(guān)系，直列六缸尺寸過大的缺點已經(jīng)不像當初那么致命了。這時直列六缸造價更低、保養(yǎng)更便宜，以及運轉(zhuǎn)更平順的優(yōu)點便會被無限放大。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，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，才有足夠長的機艙空間容納下同樣尊貴的直列六缸引擎！ |
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