偏执狂的杰作 大众W型发动机技术

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无论您对汽车的了解程度有多深，提到汽车技术，可能总会听说过直列4缸、V型6缸、水平对置、W12这样的词汇，这些说的都是发动机气缸的布置形式，然而纵观目前整个汽车界，直列发动机家家都能生产；V型发动机广泛应用在中高级车上，只有少数车厂不生产；水平对置被保时捷和斯巴鲁发扬光大，而唯独W型发动机只有大众依旧在生产使用。不过在我们的印象当中，大众永远不会是“特立独行”的代名词，可是为什么单单在W型发动机的应用上，大众如此坚持呢？本期的网易汽车《技术大讲堂》就一起来探寻这个问题。

W型发动机不是大众率先发明的，然而确是大众最先开发了汽车用W型发动机——W12发动机。并且W12发动机被大众辉腾、大众途锐、奥迪A8、宾利Continental GT等车所采用。W型发动机的最大优点是节省空间，能够在一定空间中紧凑地放置更多数量的气缸，用接近V8发动机的体积塞下12个气缸。



是立体几何，不是魔法
宝马能够为了坚持使用直列6缸而改变车身的设计比例，而大众的工程师则没有这样的气魄，但是他们却用近乎偏执狂般的做法，愣是让狭小的机舱塞进了12个气缸的发动机。他们靠的不是魔法，而是数学，准确的说，是立体几何。

如同我们摆放酒瓶一样，如果酒瓶一字排开，那么就自然组成细长的排列；如果酒瓶错落有致的叠加起来，相互形成一定夹角错位，那么整个酒瓶阵列就会变得更宽但是长度有效减小，整个体积变得更加紧凑，空间利用率提高，也许大众的工程师就是喝高了的时候想出来的W12的布局。

大众W12发动机两排气缸间呈15°夹角、且仅有两个气缸盖和两组凸轮轴，缸径、冲程分别为84毫米和90.2毫米。所以从轴向看去，整个发动机机体异常宽大，但是从侧向来看，发动机却异常短小，接近普通V6发动机的长度，这便是“汽缸错位”所带来的功效。

每一侧气缸错位15°
为了追求极致，大众工程师们又开发出了一台W16发动机，每一气缸有4个气门、总共有64个气门，并配以4个顶置凸轮轴。其缸径和行程都为86毫米。通过4个涡轮增压器，轻松榨取1001马力（现已升级为1200马力），最终被用在了布加迪威龙上。

布加迪威龙上使用的1001马力四涡轮增压W16发动机
差不多同一时期，缸数减少之后而成的W8发动机则在帕萨特B5上昙花一现。当你知道大众工程师们曾经将650马力的W12双涡轮增压发动机塞到一辆高尔夫当中去，并且他们设计的1001马力的W16四涡轮增压发动机需要10个水箱为其散热才能避免自燃的话，你肯定会赞同我将其归类成“偏执狂”。

昙花一现的W8发动机

角斗士2

地道东西  啥会儿 咱这里有装这装机头 不管从技术 来讲还是 实力来讲 都是上了个大台阶  会的

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先天不足，后天弥补
熟悉发动机结构的朋友都知道，气缸的配气装置包括进排气门以及凸轮轴。V12发动机由于气缸呈双列排布，至少用DOHC（双顶置凸轮轴）来实现进排气门的统一驱动，仅需要两根加长的凸轮轴即可。

进排气机构异常复杂
而W12发动机分为左右两半，两半分别具有独立运作的6个气缸，虽然这12个气缸的活塞共享一根曲轴，但是它们却需要两套独立的配气机构才能正常运转。这样一来，就形成了至少需要QOHC（四顶置凸轮轴）的复杂设计。由于曲轴只有一根，输出的动力要通过三条正时链条分配到左右两半的四根凸轮轴上，结构非常庞大、复杂，安装与校准都非常困难。

复杂的正时机构
每一个气缸都要呼吸，单侧气缸交错布置的设计让进气管与排气管形成了长短交错的局面，极易形成进排气谐波干涉，因此在W12缸盖上段，不得不设计出硕大的进气风箱并在左右两半独立设计进气门、独立设计进气歧管。排气机构也设计了4个头段的罕见设计。

单侧气缸交错布置的设计让进气管与排气管形成了长短交错的局面，极易形成进排气谐波干涉
此外，W型发动机的特殊结构决定了其油路、水路、润滑、密封等都意味着更大的挑战。而这一切的努力，都只力求让W12发动机正常运转，达到较为正常的外部输出而已，这也是偏执的代价。
“头文字W ”何去何从？
即便W型发动机有着数不清的优点，但同样伴随着的更是数不清的缺点，W家族原本有着VR4、VR6、W8、W12、W16、W18的辉煌时代，然而随着发动机技术的不断进步，W家族也开始逐步走向了分化：羸弱夭折的W18与昙花一现的W8无法回避基因缺陷；VR4、VR6注定被直列4缸和V6同化；最后剩下W12和W16，仅作为大众旗下最高端发动机技术的代表，以极“小众”的旗舰地位捍卫着“大众”古老的尊严。

W家族虽变化灵活，但终走向没落

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V6+V6 等于V12 ，但不等于W12
网络上一句名言：“骑白马的不一定是王子，他也有可能是唐僧”，这句话用来形容W12的演变历程再贴切不过。粗放一些去想，原始的汽车开发技术，无非就是搭积木一般，少了加一块，多了减一块。V6动力不够？好，我把两个V6串联在一起，于是V12诞生了。但是W12却不像英文字母W那样看上去就是两个V并联而成。


再一次，大众工程师的“变态”思维起了决定性的作用，直列6缸太长，V型6缸太宽，于是一种融合了直列与V型特色的VR6布局诞生了，两个VR6并联起来，于是，W12……同理可证，W8发动机就是两个VR4并联而成。


直列6缸到W12的演化过程
让我们一起对比一下V型发动机和W型发动机在空间布置上的区别差异。看到了吗？W型发动机的曲轴长度明显小于V型发动机。

以W8与V8相比为例，W8曲轴长度明显小于V8

其实，从图片上我们可以看出，VR6发动机与V6发动机结构非常类似，都具有两排气缸，只是VR6夹角更小（15°）。但由于VR6组合成W12属于并联结构，V6组成V12属于串联结构，组合方式的不同，给W12带来了意想不到的障碍……