[汽車之家 發(fā)動機技術] 近期，保時捷發(fā)布了全新設計的第二代Panamera轎車。新車型最大的亮點之一便是同屬于全新設計的兩款渦輪增壓發(fā)動機。這兩臺發(fā)動機（V6和V8）不單共享架構和很多技術要素，并且它們背后有很精彩的故事。可以說這兩臺新發(fā)動機的內涵，甚至比Panamera車子本身還要深厚得多。在這里面，以V6這條線所展開內容最為波瀾壯闊，因此在這篇文章里我們將從V6發(fā)動機入手，和大家分享保時捷Panamera車型動力系統(tǒng)的變遷歷史。
文章作者簡介：
超哥，在美國生活10余年，曾經(jīng)在石油和投資管理行業(yè)工作。擅長結合技術和消費心理評車。目前創(chuàng)辦了汽車媒體YouWheel.com，任CEO。之前多次給汽車之家供稿，曾發(fā)布過新款奧迪A6試駕，新款蘭德酷路澤試駕，解析寶馬B58發(fā)動機等文章，以后他會持續(xù)給大家?guī)砗Ｍ庑萝囋囻{及相關文章。
● 曾經(jīng)滄海難為水：保時捷與V6
我們都知道，如今的保時捷跑車都是中/后置發(fā)動機布局（雖然保時捷在上個世紀70-90年代推出過幾款FR布局的跑車，但最終還是沒有逃脫停產(chǎn)的命運），這種布局特別適合采用重心特別低的水平對置發(fā)動機。至于日常代步用“買菜車”里很流行的V6發(fā)動機，從保時捷的傳統(tǒng)角度出發(fā)，他們是看不上眼的。
由于理想與現(xiàn)實總會有距離，以做跑車為主的保時捷在上世紀八九十年代銷量曾經(jīng)比較慘淡，嚴重虧損。幸虧當時保時捷的CEO魏德金果斷破除傳統(tǒng)觀念的桎梏，讓備受爭議的SUV項目上馬，才成就了卡宴這款車型、還有保時捷這個品牌今天的地位。可以說，沒有卡宴這款車型的成功，保時捷也不會跟著推出Panamera四門轎車。
當年卡宴還沒推出、無法得知市場反應之前，不少人覺得讓產(chǎn)品線是清一色跑車的保時捷來做SUV，這很離經(jīng)叛道。這就好比一名國際象棋手宣布說要做田徑運動員，聽起來就很不現(xiàn)實吧？不管如何，卡宴項目開始之后工程師們遇到一個重大的技術問題：用什么發(fā)動機？這回保時捷自家的水平對置發(fā)動機派不上用場了。主要原因在于SUV不好把發(fā)動機放在乘客艙后頭，所以必須是前置發(fā)動機的布局。
假如把水平對置發(fā)動機放在車頭，由于打橫的氣缸組會擋住方向盤轉向拉桿的通道，因此若要強行采用水平對置發(fā)動機，唯一做法便是把發(fā)動機大幅度往前挪（參見豐田86/Scion FR-S/斯巴魯BRZ的例子，跟采用直列4缸發(fā)動機的馬自達MX-5差別甚大）。這樣車子的前后重量分配就不太理想，對于保時捷來講是不可以接受的。因此剩下的選擇要么是直列發(fā)動機，或者V型發(fā)動機；并且至少是6缸或以上（當時還沒有足夠強力的渦輪增壓4缸機器）。
請注意由于當年保時捷和大眾集團的特殊關系，卡宴和大眾的途銳是同平臺（PL71）開發(fā)的。大眾和保時捷沒有現(xiàn)成的直列6缸發(fā)動機，但是大眾倒是有行業(yè)內獨樹一幟的VR6發(fā)動機。這里不要把VR6跟V6混淆，兩者完全不是一回事。大眾的VR6發(fā)動機本質上是它家一個歷史遺留問題的產(chǎn)物。有的朋友肯定會問：當時奧迪也有90°夾角的V6，為什么保時捷最后決定用VR6而不是奧迪的V6呢？
卡宴的開發(fā)是保時捷和大眾合作的結晶之一，所以卡宴6缸版本發(fā)動機的選擇最后落在了大眾團隊開發(fā)的VR6身上。從技術上來講，用奧迪的V6也沒任何困難。但問題在于卡宴和途銳做出來之后，沒有一個會貼奧迪的牌子（Q7那是幾年后的事情了），顯然奧迪也不會把自己研發(fā)的V6白白提供給別人用。因此總的來講，VR6是順理成章的選擇了。
● 小試牛刀：保時捷的VR6時代（2003 - 2009）
在這段時期內，保時捷用的6缸發(fā)動機里，除了水平對置的之外就只有VR6這種了。進入到21世紀，由于當時行業(yè)里面很快地醞釀出對馬力輸出的渴求，市面上出現(xiàn)了不少超過220馬力的6缸發(fā)動機。這個輸出水平對于之前2.8L/2.9L排量的VR6來講已經(jīng)是比較吃力了，所以大眾干脆把VR6升級成3.2L，并且每氣缸4個氣門也成了標準配置；不過，燃油直噴還是沒用上。
擴大排量之后的VR6，輸出功率在230-250馬力之間，第一代卡宴采用的正是這個3.2L VR6的高功率版，247馬力。這臺發(fā)動機雖然峰值馬力不錯，但它的升扭矩輸出比較糟糕，3.2L的排量最高扭矩310N·m，升扭矩是96.875N·m/L；相對比同時期用在凱美瑞V6版上的豐田3MZ-FE，普通買菜車級別的發(fā)動機，3.3L排量卻可以擠出325N·m，升扭矩達到98.48N·m/L。為什么會有這么明顯的差距呢？
從技術角度來看，VR6對于保時捷不算得是好的選擇，因為由于構型的原因，它自身存在很多先天的限制。首先，由于要在一個長方體的缸體內鑄造出6個交叉打斜的氣缸，工藝難度比普通V6大，并且成本也不低。但這些額外付出的工藝和成本代價，并不能帶來發(fā)動機性能上的提升。
其次，雖然VR6名義上有兩組氣缸，但由于它們夾角太小，兩組氣缸共用同一個缸蓋（外形上看，VR6很像一臺胖胖的I6）。共用缸蓋意味著所有氣缸的進氣歧管都位于發(fā)動機的同一側（對于排氣歧管同樣也是）。這帶來一個很大的問題：交錯排列的構型造成氣缸之間長短不等的進/排氣滑管，這會造成在某些轉速區(qū)間內各氣缸產(chǎn)生較明顯的進氣干涉，導致兩列氣缸分別吸進去的空氣總量不同。因此大眾工程師必須對VR6的進氣歧管進行特殊的調整和優(yōu)化來緩解這個問題。此外，兩列氣缸共用缸蓋加上外形尺寸上的限制，也決定了VR6發(fā)動機的缸徑上限。缸徑做不大，填充效率就沒法徹底改善，升扭矩自然不理想。
第三，由于大眾對于鑄鐵缸體的特殊情感，VR6也不例外地采用了沉甸甸的鑄鐵缸體。這一點，把VR6省下的一個缸蓋的重量又給加回來了。3.2L VR6在豪華車領域里面的性能優(yōu)勢到了2006年已經(jīng)所剩無幾——因為那一年開始，行業(yè)里面同級別的6缸發(fā)動機已經(jīng)進入到300馬力級別的時代了，比如說寶馬的N54，豐田的2GR-FSE，還有日產(chǎn)的VQ35DE等等。
在這段時期，奧迪的V6那邊似乎跟保時捷沒什么關系。在那些年里，由于填充效率比較容易優(yōu)化，奧迪用一臺3.2L的90°V6搞定了250馬力級別這場挑戰(zhàn)。但是隨著300馬力V6時代的到來，奧迪的想法跟寶馬走到一塊兒了：增壓。這個思路發(fā)展下來，就是我們現(xiàn)在看到的全新2017款Panamera上的這系列發(fā)動機。
但是，奧迪不像別家V6說上增壓就上那么簡單。由于是90°夾角，奧迪的V6比市面上流行的60°夾角V6要寬不少。那個時候奧迪的V6都是進氣口在上，排氣口在缸蓋下方。所以假如要加裝渦輪增壓器的話，只能放到發(fā)動機的兩面外側。這使得原本已經(jīng)很寬的發(fā)動機變得更加寬，對于A4/A5//A6/Q5這種寬度的車型，發(fā)動機艙里就容納不下；后來保時捷Macan硬是要這樣裝增壓器，所以他們把車頭在同平臺Q5的基礎上加寬了一些。另一方面，假如要把增壓器放到氣缸V形內部的話，又必須把缸蓋的設計徹底改掉，基本上等于把整個發(fā)動機的設計推倒重來。這在成本上明顯是不劃算的。怎么辦呢？
剛好就在那個時候，Eaton推出了新式的4葉式機械增壓器，絕熱效率得到很大提高；從效率和功率這兩個角度綜合來看，機械增壓立刻變成是很不錯的選擇。因此奧迪跟Eaton一拍即合，把機械增壓器裝在了90°V6的V型谷中間，用3.0L的排量輕松達直達333馬力。
雖然在那個時候，奧迪的這款機械增壓V6似乎跟保時捷沒什么關系，但明眼人都看得出，就算是保時捷的低端配置型號，VR6氣數(shù)已盡，不是長久之計；奧迪走的這條路子才是未來的方向。保時捷心里也是很清楚這一點的。不過，奧迪的機械增壓V6還是留下一些遺憾，因此保時捷接下來作出了一個讓人意想不到?jīng)Q定，請看下一章節(jié)。
