谈及VR6引擎,可以先聊聊被中国汽车消费者熟知的大众第四代高尔夫。这款车的高性能四驱版本搭载的便是乃至今日仍被车迷们广为热捧的3.2L VR6引擎,只不过Golf MK4 R32在国内是很难合法拥有的,跟GTI 一样,当初它并没有被引进中国市场。不过,最早搭载VR6引擎的并不是这款车,而是1991年的大众帕萨特和科拉多。那好,咱们就从这里开始吧。
VR6引擎的历史和发展
严格来说,VR形式的引擎并不是源于大众汽车,早在上世纪20年代,意大利厂商蓝旗亚就把13°夹角的VR4引擎搭载到它旗下的Lambda车型,后来又推出了仅10°夹角的VR4引擎,装在Appia车型上。但是无论如何,真正将VR引擎设计发扬光大的还是大众。
上世纪80年代,大众集团开始VR6引擎的设计研发。1991年,首款VR6引擎搭载在欧洲市场发售的帕萨特和科拉多上,次年又装配到北美市场发售的帕萨特、帕萨特旅行版以及美规科拉多上。当时这一批VR6引擎是2.8L排量,后来在欧规的科拉多和四驱的帕萨特上也使用了2.9L的版本,功率为140kW(190ps)。这个2.9L版本后来也提供给奔驰,装到了M104厢型货车上。
说到这款2.9L引擎,它其实还有点赛车的基因。当年这款引擎是由全球顶尖汽车引擎零件制造商德国皮尔堡(Pierburg)所打造,它配备了双级可变长度进气歧管,低速扭力更好,初衷是要为大众车队服役。但由于成本问题最终没有量产,只在售后市场作为性能选装件来销售。
1992年,大众第三代高尔夫面世,这意味着VR6引擎作为一款6缸引擎,首次出现在一款欧洲紧凑型掀背车上。1994年,北美市场也终于等到了这款VR6的小钢炮,而欧洲已经开始在捷达上搭载VR6了。
时间来到1997年,大众集团又有大胆创新。它让VR6减少了一个汽缸,制造出一台奇特的VR5引擎(又称“V5”)。这个版本的排量为2.3L,最大功率110kW(150ps),峰值扭矩为210Nm。这款引擎最早装到帕萨特上,1999年又扩展到高尔夫和POLO。
1999年,大众集团进行了设计修改,推出了24 阀的2.8L VR6引擎,峰值扭矩达到了265Nm。不过该引擎并没有在帕萨特上使用,因为它与当时采用纵置动力布局的帕萨特不兼容。这一年,大众集团在针对北美市场的第四代高尔夫和捷达上装备了一款更新型的12 阀 VR6引擎,它的凸轮轴经过优化升级,采用了可变几何结构进气歧管、10.5:1的压缩比和更新款的排放系统,最大功率增加到了130kW(177ps),3200rpm时峰值扭矩可达到245Nm。后来,欧洲市场也引入了这个优化后的引擎版本。
2001年,VR6引擎的排量被扩大到了3.2L,这颗引擎就被用到了大家熟知的第四代高尔夫R32上,最大功率是177kW(241ps)。值得一提的是,后来被大众全面应用的6速湿式双离合变速箱(DSG),最早也出现在第四代高尔夫R32的后期版本上。
好了,这时候奥迪TT该登场了,它的第一代车型就把VR6引擎武装上身,装的是那台3.2L 184KW(250ps)的机型。此外,在这里需要特别提及一款车,就是大众集团推出过的限量高性能版甲壳虫RSi,其最大功率为168kW(228ps)。其实,甲壳虫RSi是第一个使用3.2升24 阀 VR6引擎的车款。后来,奥迪A3和第五代高尔夫也继续装用3.2升VR6。
2005年,大众第六代帕萨特欧规版本开始发售,该版本搭载3.2L VR6的优化版引擎作为其顶级版本。同年在北美市场,帕萨特也开始有了3.6L VR6引擎版本,其V形夹角变成了更窄的10.6°,可以产生206kW(280ps)的最大功率。这些优化版的3.2L和3.6L引擎开始采用大众的燃料分层喷射技术(FSI),性能得到了大幅提升。需要提及的是,这时候喜欢大马力的老美已经开始追捧VR6引擎,所以新帕萨特VR6首先投放的是北美市场,这也是搭载VR6引擎的大众汽车第一次在北美市场先于欧洲市场发售。
2008年初,大众集团开始在帕萨特R36上装备进一步升级的3.6L FSI VR6引擎,动力又提高到220kW(299ps)。终于轮到保时捷出场了,第一代卡宴就装上了3.2L VR6引擎,当然,这款引擎也被使用在同平台的大众途锐上。
至此大众VR6已进入到了属于它的黄金时代,再往下大家也都知道了,虽然VR6迄今也还有存在感,只是大众的技术路线已发生了变化,更多是往中小排量和增压方向发展。无论如何,VR6也堪称大众的经典之作,并且这个VR布局设计已被推广应用到更高性能的W12和W16引擎上,去勇攀性能巅峰。所以,经典仍在延续。
VR6引擎规格及工作原理
接下来,我们来聊聊VR6本身。无论是VR6引擎, 还是后来的VR5引擎变体, 其特点都是一个V形夹角为窄角(10.5°或15° )的双列汽缸布置方式。大众集团的VR6引擎是专门为横置动力布局而设计,显而易见,双列汽缸之间为窄角的VR6引擎比更大角度的V6引擎尺寸上更为紧凑,因而可以在现有四缸车的那个相对狭小的发动机舱内安装下六缸发动机。
此外,VR6引擎的窄角设计让双列汽缸的位置非常靠近,因此它们可以共用一个缸盖,而更大角度的V型引擎则需要两个独立的缸盖,每列气缸组分别对应一个。同样的道理,VR6引擎用两根顶置凸轮轴就可驱动所有的进排气门,不管引擎是每缸两气门,还是多气门。所以,这种引擎布局能够简化发动机结构,缩减尺寸的同时,也降低了制造成本。
在早期每缸2气门的VR6引擎中,凸轮轴分前后两根,前凸轮轴的6个凸轮控制前气缸组的3个进气门和3个排气门,不使用摇臂,后凸轮轴则用同样方式控制后气缸组。该设计很简单也很紧凑,可与单顶置凸轮轴(SOHC)设计相媲美。
后期的24气门VR6引擎虽然同样是前后两根顶置的凸轮轴,但工作原理已经有了些许改变。该引擎的所有进气门都是由前凸轮轴控制,所以需要有摇臂的帮助。而相应所有的排气门都是由后凸轮轴控制,也要使用摇臂。这种工作原理更类似于双顶置凸轮轴(DOHC)的设计,一个凸轮轴用于进气门,一个用于排气门。
VR6引擎的曲轴与直6引擎一样,有七个主轴承,不像大多数广角V6引擎那样只有四个主轴承。两个顶置凸轮轴(OHC)通过液压气门顶,依次开启和关闭进气门和排气门。由于两排汽缸共用一个缸盖和缸垫,活塞顶是倾斜的,所以进气和排气门需要用不同的凸轮轴来改变气门重叠。
VR6引擎的同一缸盖内嵌有两排燃烧室,两排汽缸的进气口和排气口具有不同的气道长度。在没有额外补偿的情况下,这些长度差异将导致两排汽缸会在特定发动机转速下产生不同的动力输出差异。所以,VR6引擎需要通过对进气歧管结构、凸轮轴轮廓升程重叠等配气机构的调整组合来抵消这个差异,这也是该款引擎的技术复杂点所在。此外,喷油嘴必须安装在进气歧管的弯曲部分后面。由于汽缸排列相对密集,发动机的散热也更讲究,所以除了有皮带驱动的机械式主水泵之外,VR6引擎还有一个辅助电子水泵,在发动机熄火后也能帮助引擎继续循环降温。
在设计上,VR6引擎的汽缸中心线要偏离曲轴中心线约12.5mm,为了适应偏置汽缸结构和窄V形设计,连杆轴承的轴颈也彼此偏移22°。这就允许在各缸之间使用120°的点火间隔,所以6个汽缸的点火顺序为:1、5、3、6、2、4。
VR6引擎历代版本基础参数
从VR6引擎的发展演变历程可以看到,VR6引擎有几种不同的版本,比如最初的VR6引擎排量为2.8L,缸径为81mm,行程是90mm;2.9L VR6缸径为82mm,行程是90mm;上述引擎的压缩比是10.0:1。3.2L VR6缸径为84mm/86mm,行程是95.9mm/90.9mm,压缩比是11.3:1。3.6L FSI VR6缸径为89mm,行程是96.4mm,其夹角是10.5°,压缩比是12.0:1。
国内玩家作品
前文提到,在国内市场上,被玩家们追崇的搭载VR6引擎的Golf MK4 R32、Golf MK5 R32等性能钢炮并没有被引进中国市场,想要合法拥有一辆也颇有难度。当时也有留学海外的玩家计划从国外带回心爱的Golf MK4 R32,却发现3.2L VR6引擎版本的第四代高尔夫在国内车型登记管理部门很尴尬的找不到可以入籍落户的相关信息,只能把爱车留在国外。后来也有玩家通过从德国驻中国大使馆官员手上购买自用的Golf MK4 R32,只是这种好事是可遇不可求的,于是痴迷于VR6引擎的玩家最后选择用移植的方式圆自己一个VR6梦,这也是无奈之举。这一次,我们找到了几例国内改装作品给大家分享,并把这些玩家划分为两类,移植系和原厂系。
原厂系
广州龟仔龟仔驾驶的是一辆Audi TT MK2,原本就是VR6 3.2版本。龟仔经营着广州市区最大的两家卡丁车场,对驾控有着自己追求的他,TT MK2对于他来说,是一款少有的有驾驶乐趣的车。
新西兰BoscoBosco是一个Golf MK4 R32狂热粉丝,前后拥有两辆Golf MK4 R32,车子没有进行改装。根据新西兰法例,车辆在进行改装后要向政府申请改装车牌照,无论是只改动一项亦或是改装多项,申请时就要缴纳700纽币牌照费用。目前Bosco已经卖掉了两辆四门版R32,准备物色合适的两门版并改装起来。
移植系
成都高兴
高兴是国内MK4玩家群体里公认的手工能力者,在结束了1.8T引擎移植后,他选择移植Golf MK4 R32引擎,并对全车进行了全车外观、内饰等方面的优化,自己动手抛光车身漆面,整理引擎舱,整理内饰和做气动控制系统在尾厢里的造型。甚至自己动手,用实木雕刻了一个R32车标。
东莞DonDon,大家都叫他黑鬼,因为Don的皮肤黝黑,身材健硕,虽然话很少,但玩车态度丝毫不含糊。平时Don会在东莞一位朋友的店里做改装技术顾问,他给自己的Golf MK4移植了VR6 R32动力总成,并保留原车前轮驱动状态。
广州LamdogLamdog-狗哥在国内大众车系玩家里知名度很高,他本身从事的职业就是在人称配件天堂的广州陈田里做拆车件生意。在自身条件本来就优厚的前提下,狗哥给自己的速腾移植了Golf MK5 R32动力总成,并实现了四驱化。
后记
回想起来,第一次得知Golf MK4 R32搭载VR6 3.2引擎时,我着实有些惊讶,一辆紧凑型掀背小汽车可以有一颗3.2L的自吸引擎,这无疑是一件很疯狂的事情。在有幸真的驾驶过一辆R32之后,立刻深深为之着迷,VR6接近L6的气缸布局,让车子可以持续将转速推高,排气声浪首先已经相当迷人。难怪全球范围内,VR6引擎和大众历代EA113、EA888引擎一样,都是被各路玩家热捧的机型,其中不乏各式移植系玩家,被移植的车型也很多元。对马力和速度有着特别喜好的玩家甚至给VR6引擎加装涡轮增压器,实现狂暴的马力输出。
从时间线来看,国内开始兴起VR6引擎移植的群体也只是近两年。在此之前,大多数玩家是选择一代EA113 1.8T引擎。在当时,一套VR6动力总成连同四驱底盘件的价格,是1.8T涡轮动力总成的三分之二左右。为什么那个时期人们愿意花更多的钱去移植1.8T呢?因为VR6引擎本身有着一些无法有效改善的弊端。
虽然VR6引擎相比V6引擎来说,体积小了很多,一颗VR型6缸引擎可以很轻松的被放置在一辆原本是直列4缸的汽车引擎舱内。不过,VR6的重量依然是有性能追求的玩家眼中的硬伤。一辆四驱形式的四代高尔夫R32会比前驱的四代高尔夫GTI重至少400KG。一辆代步为主四代高尔夫R32的动力提升方案中,这多出来的400KG都会抵消相当一部分额外提升出来的输出。实际升级案例中,有人选择升级高凸轮轴套件,直接升级后可以提升的马力保守情况下只能比原厂输出多30匹,同时会失去低转速扭矩,替代式电脑调教后可以享受约4500rpm-8500rpm的高转区间。不过你可以想象一下在拥堵的城市道路里开一辆没有低扭的大排量自吸小汽车的尴尬和不知道什么时候才能放开手脚触摸高转的窘迫。
也有人选择外挂涡轮,北美地区有很多针对VR6引擎开发的涡轮套件,不同规格的涡轮及附件加持后,情况好的话可以达到近600匹输出。不过套件本身不菲的价格和后期昂贵的维护成本已然让很多人望而却步了。另外动力大幅度提升后,车身操控性也要随之升级,底盘升级和设定也不是一个小数目。避震的支撑力,刹车制动能力,轮毂的数据以及轮胎的抓地能力及损耗周期都会成为一个个让人头疼的问题等待你去解决。除非你认为直路王弯道盲也是一种乐趣。
太多的附加重量和不具备性价比的进阶改装潜力,这或许也正是大众公司决定放弃VR6引擎,而给六代高尔夫R20搭载进化过的EA113 2.0T引擎的原因之一。相信任何高性能车款,都不愿意接受车重负担加大。
只是,在追崇它的玩家心目当中,VR6的经典情怀已超越了任何性能数据,那就好好玩下去吧。