六缸科普（二）l6可不是俩三缸拼的，一篇读懂历史与技术

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六缸科普（二）l6可不是俩三缸拼的，一篇读懂历史与技术

l6发动机和v8发动机哪个好？

V6发动机的曲柄轴跟L6的曲柄轴一样吗？

为什么有人说宝马的直列六缸发动机是经典，而不是V6引擎？

一、六缸科普（二）l6可不是俩三缸拼的，一篇读懂历史与技术

上一期我们讲了直列六缸的发展历史和基本设计理念，比如气门布局，也讲到了OHV底置凸轮轴并非落后的标志，以及和FLAThead平头发动机的区别。但是六缸发动机设计的时候仍然有一些理念与OHV是冲突的。

因为它需要许多零部件贯穿缸体缸盖来驱动阀门，每个零部件都会增加重量导致更高的气门惯性，也需要占用缸体的冷却通道的空间，从而难以在更高的转速下控制正时，这些问题在8缸上还不明显，到了对体积和动力要求更高的直列六缸上面就变的明显许多。有点像电台，虽然依然存在，但就是突然有一天失去了主流地位。在这个历史节奏的把握方面，德系车尤其是奔驰和宝马占据了部分先机，率先在人们心目中奠定了自己直列六缸在历史上的地位，至少是中国用户心目中，而奔驰的M256也算是赶上了部分潮流。

配气机构我们讲完了，关于核心零部件机加工的进步，也是促成奔驰转型直6的原因之一。两个重点曲轴设计与工艺、48V混动带来的车身布局变迁，我们先说第一个。­

直6曲轴设计与制造工艺

直列六缸发动机一个重要考量是低转速扭矩的需求，所以长缸机在乘用车上面是有一定优势的，比如宝马的B58B30就是典型的冲程大于缸径，再比如短缸机的奔驰M276的 V6升级到现在的M256的直列六缸之后，冲程再次超过缸径成为了长缸机，F1采用高转速短缸V6也是个很好的反例。

随着发动机的发展，纯粹的高转速与适当扭矩的低转扭矩成为了发动机设计的需求分水岭与设计方向。

所以在机械设计方面，增加曲柄行程和末端活塞速度以及提高耐久度变成了直列六缸在乘用车方面的一个重要出路。宝马在人们心中一直是直列六缸的佼佼者，知名度也最高，远高于当年因为纵置变速箱稳定性问题强行把直列6缸塞到横置前舱的某品牌。这个品牌大家一定要好好对号入座，后期会讲到，那个时候把这两期节目连起来看你就明白了。另外，由于凸轮强度、曲轴机加工和配瓦间隙的挑战，很多车企在机械设计方面依然会优先选择V6，究其原因就在于当时曲轴机加工有一个非常大的挑战，叫做曲拐设计结构在乘用车这个细分维度的不妥协性，什么意思呢，我们来说细节。

直6的曲轴通常有两种，七主轴颈全支撑以及四主轴颈非全支撑曲轴。但这么分类其实并不科学，因为7主轴颈中间的六个空隙分布6个不同角度的连杆轴颈是一般人都能理解的，但4主轴这个设计，完全是早期机加工技术不行的时候的弥补方案，因为乘用车曲轴细，应对交变冲击的能力差。断裂失效在以前的运动车型上其实很常见，早期曲轴也是铸造为主，比如福特Zephyr这辆车，曲轴就没有使用7主轴颈的方案，而是把12、34、56连杆轴颈中间的2、5、6主轴颈取消铸造为一体式的连杆，加强对应力冲击的能力，这一点其实很聪明但并不高效，因为乘用车的发动机扭矩和转速波动比较大。

所以那个时候大型发动机综合效率反而更高，因为较大的船用发动机和一些工程柴油机倾向于凭借轴颈直径的优势来避免断裂失效，所以有能力使用七主轴的方案。但这在频繁启停需求的小型乘用车方面显然不太行。

发动机高转的时候，缺乏扭转刚度会使七主轴承设计的曲轴受到扭转和潜在断裂的影响更大。还有就是前面提到的，直六的凸轮轴也比较长，凸轮轴也会发生扭转弯曲，导致离凸轮驱动最远的汽缸气门正时变得不准确，极端情况下导致气门和活塞之间的机械干扰从而影响到爆震状态。

其实本田VTEC的升级版VCM在配气机构方面最开始的设计挑战之一，就是横置6缸曲轴在停缸之后的曲轴偏置应力，这个我们讲V6专题的时候细聊，接下来我们说一下曲轴在工艺方面的进步。

曲轴铸造/锻造工艺

曲轴主要分锻造和铸造以及CNC数控加工三种方式，第三种其实和前两概念互有融合本期主要讲前两种，首先，早期很多曲轴都是铸造工艺

老王在家的时候有时候喝两杯梅子酒，我买了一个玫瑰花的冰块模具，铸造曲轴和冻冰块的广义原理差不多，把模具制作成曲轴的形状。倒入钢水，冷却后取下模具，曲轴毛坯就铸造好了。

但这种属于“重力铸造”，可能会因为钢水中的气泡而产生铸造沙眼，后来铸造也有不同的方式比如更加细分的特殊压力铸造等等，但曲轴和缸盖缸体不一样，主体结构是旋转部件，结构比较规则适合一体锻造，我们有时候在曲轴配重孔上看到的分模面，其实并不是铸造的模具。

而是锻造时候钢铁被挤压出模具的区域，目前来看，锻造的方式依然是主流，在强度方面依旧有明显优势。

曲轴锻造具体工艺

曲轴锻造的过程是实心坯料加热到红热，放置到模具中进行锻压。曲轴材料被压缩使得内部金相结构更致密，一般来讲，锻造曲轴比铸造曲轴的强度高很多倍。但是即便这样，在如今主机厂对内燃机的压榨方面依然面临着强度挑战，因为锻造还有两种更细分的形式，扭曲锻造和非扭曲锻造。

四缸发动机还好，如果是5缸、6缸或者V8十字曲轴的就牵扯到是不是用到扭曲锻造的工艺了。拿5缸举例，具体步骤是先将轴的5个曲拐彼此对齐，然后通过扭曲形成连杆夹角，这个扭曲的过程会产生大量的内部晶粒结构的破坏，对后续的加热保温以及热处理有非常大的挑战。

如果不想这样，就需要用非常复杂的模具，朝向多个角度，经多次成型锻造来进行，成本是非常高的。相比之下四缸或8缸平面曲轴就不必有这种担心，因为所有曲拐都在一个平面上，一般都是保温过程极其考究的高压力非扭曲锻造，这是之前讲M139的四缸发动机依然能够达到400多匹的一个机械基础，我个人依然认为4缸发动机调校上限的比例是高于6缸的。

那目前主流的直列6缸发动机都会在轴颈附近加工一圈沟槽用来去除应力，强调一下，这个地方就叫做沟槽，英文Crankshaft Groove，并非R沟槽这种泛称呼，科普要义在于精准，以后在老王视频下不要以泛称呼反向科普精准定义。

粗加工之后还会用滚压轮加工一圈夯实，沟槽处进行强化热处理保证后续磨削腰鼓肚的余量以及去除轴颈边缘的应力，增加强度。

大家要知道上述这些技术并不是新技术，正是有了这些大概在10多年前就成熟的机加工方面的进步，直列六缸才得以在现如今大放异彩。

优秀的机加工反哺的紧凑化

在直列六缸的发展中，欧系品牌一直标榜紧凑化，我们能看到，奔驰换装M256的直列六缸发动机，外围取消了皮带轮系，整体纵向尺寸没有给长前悬的车身设计带来任何压力，内部植入了ISG电机，ISG全称Integrated starter generator，区别于皮带驱动的电机，也就是说发动机里面有个电机，电机转子的角色直接由曲轴扮演。

有的人可能会说ISG很厉害，科技感满满。但老王要说这类技术仍没突破48V的界限，提升驾驶质感依然占大头。值得警惕的是，从最早在P2端变速箱中去掉液力变矩器植入电机且故障频发的宝马530le，到沃尔沃T8E驱的i-bsg，再到奔驰M256的真ISG，媒体舆论侧都展示出对这项技术的莫名的崇拜和过度吹捧，真实的48V就是一个发动机的外挂包，无论你放在外面、放在发动机里还是变速箱里。

这个行为的本质某种层面来讲，是整个欧洲对于深度混动的战略性放弃与技术壁垒的滞后，导致在全面电动化之前，希望靠舆论支撑之下的48V轻混来做市场占有。毕竟品牌上有背书，车身工艺上有优势，运动参数积累也够多，在动力总成混动这个细分上全面落后一般用户不会有太多感知。

但直6论题涵盖的面会大很多，需要从本质着手。

对奔驰来说，从V6到直6的变更中，预算投入最多的地方是机加工的提升，把如此昂贵的机加工体系更新投入在4根凸轮轴24副摇臂，两套正时链条，重心还不一定优化的V型六缸发动机上面显然不够划算，因为旋转运动部件的减摩是车企的必经之路，新技术作用在直6上面边际成本更低，就好比打游戏，法师的加点儿你肯定得加在魔法而不是防御。

但有个媒体误区需要给大家讲清楚，很多人认为直列六缸就是两个三缸拼一起，甚至有人认为只要缸径冲程大小一样的模块化活塞就是节省成本的一种体现，这种观点并不全面，因为就连同型号的高低功率的活塞、活塞销以及连杆都一般是不一样的，比如M274的高低功率活塞连杆的横截面尺寸不一样，高功率的更大，再比如L15b3和L15b8的活塞冠面凹坑都不一样，这个老王以前在做一次综艺节目的时候吃过亏，买了不一样的活塞发动机导致节目差点没拍成。

而且活塞设计成本只是小头，发动机投入研发最多的三个零部件是缸体缸盖和曲轴，一旦变更排量，这三个全得重来，顶多我们说缸体缸盖的某些零部件设计风格和工艺，比如水道设计仿真可以有借鉴地做，但具体研发的时候还得重来。

这次M256的技术进步，也是得益于48V系统的加持，电能供应足够强大，能够支持水泵、空调压缩机、部分的涡轮甚至悬架结构的电气化，这为车辆的综合能力加分很多。

平衡的哲学你了解吗？

平衡，指对立的各方面在数量上相等或者相抵，这是哲学的角度

尼采曾经说过，没有可怕的深度，就没有美丽的水面。一步一个脚印地提升金属加工的工艺与材料参数的积累，使得发动机升级到更稳定的运动状态。这是工程设计的平衡诉求

发动机的变迁也好，六缸的进化也罢，表象是电气化时代的到来，深层次是成本大力投入之后边际成本的计算体现，这，是成本的平衡角度。

关于六缸的故事还有很多，大家还有什么想一起讨论的，欢迎来到我的直播与账号下留言，六缸专题有3期，下一期我们讲解其他品牌的一些特点。我是老王，下期见。

一、l6发动机和v8发动机哪个好？

L6发动机指的是发动机直列六缸
V8发动机型式V型分布。从气缸数目来看V8优于L6 ，因为气缸数和排气量及功率有密切关系

二、V6发动机的曲柄轴跟L6的曲柄轴一样吗？

直列6缸发动机的往日荣耀
直列6缸，简称L6，是指拥有6个气缸，且一字排开的发动机结构，L6像其他直列引擎一样结构简单，只有单一曲轴，最大优点就是其平衡性。L6点火顺序设置为前后对称（1-6，2-5，3-4），引擎内活塞的运动左右对称，这样就让活塞的往复力互相抵消，无需额外平衡杆来平衡抖动，因此L6引擎运转非常顺畅。
L6也有过辉煌，像是丰田 supra与宝马M3都为直列六缸创造了良好声誉，Honda NSX与Nissan R35 GTR则巩固了V6在车迷心中的地位。遗憾的是因为先天的硬伤，L6慢慢淡出舞台。尺寸一直是L6主要问题，因为多达6个气缸，直列放置长度过长，在前驱车中，会没有足够的空间放置变速箱与传动系统。L6较长的身段也使内部零件刚性与较短的引擎比起来较低，较长的凸轮轴与曲柄轴在旋转时，会轻微的抖动，L6气缸本体的刚性也不如V6，L6引擎的尺寸也不利于车辆重心的配置。不论是在引擎运转时或停止时，重心高度都会比其他较小的引擎还高。

V6发动机的今日辉煌

V6是指拥有6个气缸的V型发动机，六个气缸分成两排，一排三个，两排气缸之间成一定的角度，这个角度一般约为60°或者90°。V6被搭载在很多性能车中，包括Nissan R35 GTR与新一代 Honda NSX，与L6相比，V6体积较小，让它适合被使用在不同车厂与不同平台上，也因此减少了研发经费。引擎精巧的尺寸使引擎室留下许多空间，因此它也非常适合改装，它让车子有空间能安装涡轮增压系统，前驱车也能轻而易举使用V6，像是马自达MX6的第二代使用的就是2.5L V6引擎。
不过V6也并不是完美无缺，虽然跟直列一样是六个活塞，但V6并没有L6完美的平衡性，V6就像两组拼在一起的直列三缸，V型引擎需要使用特殊设计的平衡轴，来抵消掉活塞往复运动产生的多余惯性，要是没有平衡轴的话，引擎会产生极大的震动，并降低引擎工作效率，加大排气量就等于增加钢径与活塞行程，引擎的平衡性会因为排气量增加而恶化，由于需要安装平衡轴，让引擎设计与生产更为复杂，增加了整体研发成本。

三、为什么有人说宝马的直列六缸发动机是经典，而不是V6引擎？

自内燃机发明100多年来，发动机工程师都在持续解决两个问题：1、如何增大发动机的动力；2、如何提高发动机的平顺性。第一个问题前期专栏文章有提到，我们集中精力谈谈第二问题。我先从最简单的谈起：直列6缸发动机：我们先跳过直列5缸发动机，回到我们的主题直列6缸发动机。曲轴旋转720°/6=120° 输出一次动力。其实，就是两个三缸发动机严格按照左右对称排列。1号缸与6缸同样位置，2号缸与5号缸同样位置，3号缸与4号缸同样位置；1号缸做功时6号缸也做功，2号缸做功5号缸也做功，

3号缸做功4号缸也做功。无论是一阶力还是二阶力都得到了平衡。发动机总振动接近零，基本上是一个完美平衡的引擎架构。L6是自然平衡体系，不需要平衡轴，平顺性优于V6；L6只需要一个缸盖，和一套配气结构，较V6省去了2根凸轮轴和平衡轴，节约了动力，换句话说提高了动力输出；L6发动机方便采用纵向布置，搭配前置后驱的动力配置形式，可以实现前后50:50配重；

L6是一种BMW品牌的象征，甚至一种符号化的存在！直列6缸的发动机从结构上更为简单，它的所有气缸是布置在一条直线上的，只需要一个气缸盖就可以了，具体到宝马的直列6缸，只需要布置一组双顶置的凸轮轴。而V6的发动机，最常见的都是以相当于两个直列3缸成60度夹角布置的，这样不仅需要两个气缸盖，而且还需要两组凸轮轴。

所以直列6缸的发动机在结构上要简单，成本也就低一些。在这一点上直列6缸发动机胜出。但这一点对于宝马而言算不上什么优点，至少宝马不会把它当作优点，因为对于宝马这个品牌来说，成本与性能相比，显然前者要居于次席。从宝马的推广来看，我们也从未听说过宝马在宣传其发动机成本低。