本田的引擎最近再一次成為熱議，小 C 也因此談過。而我們最近似乎淡忘瞭大眾的一款很神奇的重要引擎，那就是 VR6。細細數來，VR6 已經走過瞭 20 多年瞭歷程，從最終為瞭克服 V 6 和直 6 的缺點出發而誕生出獨特佈局的 6 缸引擎，有著非常獨特的個性，也為大眾後來的黑科技埋下瞭伏筆。
而小 C 覺得，真正可以名垂青史的黑科技都應該被銘記，無論是否會被淘汰，都值得車迷們去緬懷。因此，小 C 再一次把這篇技術文拿出來和大傢分享，帶大傢再熟悉那款 VR6：
1990 年到 2000 年可謂是發動機“佳作井噴”的年代。JDM 三大廠商，豐田 2JZ，本田 F20C，和尼桑 RB26DETT 可謂出盡可風頭。而傳統歐洲諸強則風頭絲毫不減，邁凱倫 /BMW S70/2，法拉利 F120A，BMW S50 也都爭奇鬥艷。
然而，在這麼多廠商之中，有一傢則略顯低調，其在那段時間設計的發動機和轉子一樣，完全改變瞭那個時代的發動機設計格局，更在多年之後蘊育出瞭世界上第一臺合法的千匹神獸佈加迪威龍！
今天
小 C 就來談談
大眾和它的 VR6 發動機
在談 VR6 發動機之前，我們首先要補充些背景。相比於直列四缸發動機，直列六缸發動機或者 V 型六缸發動機都有著前者完全無法比擬的平順性，這是因為其發動機的第一級力和第二級力這兩個會嚴重破壞平順性的力在六缸發動機裡面得到瞭完美的平衡。
然而，市面上絕大多數車都是緊湊廉價車，即使是後期出現的 SUV，其引擎艙也完全無法容納下六缸發動機。更為致命的是，以上這些車基本采用的是前輪驅動前置引擎，也就是俗稱的FF 佈置。發動機，變速箱和差速器都放置於前引擎艙，更不要提 ABS 泵，前懸掛，空調，電池和轉向機構等一系列必不可少部件瞭。
有人可能會問為什麼不涉及 V4 發動機呢，V 型夾角四缸設置。這個問題參考兩年前保時捷 919 的 V4 就可以得出結論瞭。當年由於 V4 極大震動，保時捷 919 上的驅動軸被直接折斷。V4 之所以絕大多數民用車不用的原因就是其不平衡的本質。
直列六缸發動機其變速箱和離合器都需要放置於引擎一側。即使是巨大的沃爾沃 S80 也不得不花巨資設計一款極度緊湊的變速箱來湊合使用。而看起來 V6 似乎是更好的選擇。但緊湊車裡面引擎不得不橫置，因此車內可用的面積會被大幅度縮水，具體例子可參考早期 BMW 3 系。
然而即使橫置也難以保證放下一臺 V6。取決於 V6 是 60 度還是 90 度夾角（這是比較常見的夾角形式），V6 的寬度可達到直列六缸的兩倍。更重要的是，排氣管極高的溫度使得其周圍不能佈置任何構件，V 型發動機雙側缸的佈置則加重這一趨勢。這意味著FF 幾乎沒有空間給排氣管留下足夠的空間。
在 1990 年之前，這個是一個根本無法解決的問題。想要緊湊車身，隻能選擇直列四缸，如果需要加大馬力，隻能選擇渦輪增壓，但是那個年代的渦輪延遲可是很大的。或者選擇六缸佈局，嚴重壓縮車內空間並且拉高售價到常人無法接受的地步。
1991 年，這個無法解決的問題被大眾解決瞭，這就是一代神器 VR6 引擎。
視頻 | 600 匹的渦輪 VR6 高爾夫 MK2 挑戰奧迪 R8 和道奇挑戰者 SRT8！
VR6 簡單來說，就是四缸的體積六缸的輸出，且可以隨意安置在前輪驅動或者後輪驅動的車型上。
下圖從左到右分別是直列四缸發動機，V 型六缸發動機和大眾早期 VR6 發動機的俯視圖。VR6 說白瞭就是一臺 V6 發動機，隻是其的夾角減少到一個不可思議的 15 度角。從長都上來說，VR6 是極度緊湊的佈局。其比直列四缸發動機長一些，寬一些，但相較於正統六缸的佈置，增加的長度和寬度可謂是幾乎沒有。
因此當年 VR6 可以被放置在 polo 的發動機艙內，也可以放置在高爾夫發動機艙內。也因為其的緊湊型，也可以放置在無法容納 V 型發動機的梅賽德斯奔馳 V 級車發動機艙內，可以說其也拯救瞭梅賽德斯奔馳 V 級車。
左圖：直列四缸，中圖：正統的 V6，右圖：大眾 VR6
而其的好處也遠不止這些。下圖 A 為直列發動機，B 為 V 型發動機和 C 為 VR6 的剖面圖。可以看到V 型直列發動機和 VR6 發動機共用瞭一個氣缸，這種佈局進一步增加瞭整臺 VR6 發動機佈局的緊湊型。而 V6 發動機則整體構成為雙側氣缸和雙汽缸頭，VR6 隻需要單氣缸和單汽缸頭，因此也極大的減輕瞭重量和制造成本。
來源於維基百科：ByAzure.km - Own work, CC BY 3.0
而 VR6 的佈局也為後期 W 型發動機以及 24 氣門 VR6 作瞭進一步鋪墊。
下圖左側圖為 V 型發動機。正統 V 型發動機左側氣缸和右側氣缸的動作是相互模仿。也即是說，空氣通過位於在 V 型夾角的中央的進氣管路進入左右兩側的氣缸，在從 V 型夾角之外的部分通過排氣管排出。但是，這套設置不能反向，如果排氣管設置於 V 型夾角正中央而不是 V 型夾角之外，則排氣管超高的溫度可輕易摧殘任何一臺發動機。
在這張圖上，小 C 使用的是第一代 VR6 的示意圖。所以為每氣缸兩氣門設置，總氣門數為 12 個，下圖右側圖即為第一代 VR6 發動機。VR6 發動機進氣口在所有汽缸一側，排氣管則放置於另一側，所以相比於 V 型發動機的對稱式進氣出氣方式，VR6 發動機實際上是不對稱設計。
通常來說，進氣管路是冷的，因此放置於發動機正上方，從而不占用額外的體積。然而排氣管路高溫使得其周圍必須有足夠的空間進行散熱。VR6 將排期管路集中在發動機一側，因此省下瞭極多的空間，幫助其適用於前置前驅車型。V 型發動機在這裡做的就不是非常好瞭。V 型發動機氣缸排列非常緊密，所以沒有額外空間將進氣 / 出氣置於同一方向。上文所說的設置雖然極大的占用額外空間，但卻是 V 型發動機最佳的佈局選擇。
左圖 V6，右圖 VR6
由於不等長的原因，一側的氣缸自然能獲得更多的空氣，因此馬力輸出會出現每個氣缸都不相同的情況。大眾也設計瞭專門的進氣結構以減少這個問題。起點順序也是較為奇怪的 1, 5, 3, 6, 2, 4.。
在凸輪軸上，雖然 VR6 有兩根凸輪軸，因此看上去像是 DOHC 的佈局。但是每根凸輪軸控制一側的三個氣缸的進氣和出氣，因此實際上佈局是 SOHC（單頂置凸輪軸）。
而這個 SOHC 的佈局在後期為 VR6 的升級帶來瞭極大的麻煩。在第一代 VR6 出產之後，整個世界都投向瞭四氣門的佈局。更多的氣門，更精準的控制，更少的積碳，可疊加 VTEC，使得馬力輸出和燃油性能控制更佳。
而這麼一個技術，在 VR6 上成為瞭一個不可逾越的大山，大眾的工程師花瞭整整 8 年時間，才將四氣門必要條件之一：DOHC（雙頂置凸輪軸）帶到瞭 VR6 之上。在這裡，小 C 多囉嗦一句，VVT 這套技術在歐洲非常不流行。VVT 雖然最終能夠在高轉速帶來完全不同的表現，但是在低轉速的時候整體表現和沒有 VVT 沒有任何區別。
在更註重低轉速輸出的歐洲，絕大多數廠商都對這個技術沒有任何興趣。因此我們當年也隻能在高性能歐洲車上看到 VVT 這個技術。
回到 VR6，為什麼在 VR6 上這個技術這麼難？雙頂置凸輪軸如其名，是在一側的氣缸上使用兩個凸輪軸的技術，分別控制進氣門和排氣門的開合，在單頂置凸輪軸中，一個凸輪軸需要同時控制進氣和排氣的開合。在直列四缸發動機上就是兩根凸輪軸，在 V 型六缸發動機上，由於左右兩側均有氣缸，因此實際上是四個凸輪軸（每側兩個）。而在 VR6 上，其的寬度類似直列四缸，但是其實左右兩側各有三個氣缸，意味著如果使用 DOHC，其需要像 V6 發動機一樣安裝四根凸輪軸。
這就是 VR6 的問題：如何在類似於直列四缸發動機的寬度上，裝上四根凸輪軸？
即使隻使用三根凸輪軸（兩根進氣一根出氣），在這麼狹窄的位置上的佈置必然會增加機械復雜性和成本。要記住，VR6 是給廉價車使用的，成本和耐用性是最必須最基本的要求。
對於凸輪軸搖桿臂結構而言，最理想的位置是是其相對與進氣和出氣的位置完全相同。一點點的偏移都會造成側向運動，從而浪費馬力，增加摩擦力，最終降低發動機轉速。這一切一切都在本田紅頭上得到瞭證明。而 VR6 如果佈置三根或者四根凸輪軸就會出現以上的負面效果。大眾的設計師自然不願意去挑戰本田紅頭已經設置下的金科玉律。
大眾工程師在 8 年的努力之後，創造出瞭一個公式 2 x 2 = 2。如果各位還記得之前的俯視圖，VR6 是不對成的設計，夾角僅僅隻有 15 度，所以在兩側的排氣氣門在空間上的距離其實很短。因此負責左側的凸輪軸在經過位置的優化之後其實可以控制右側氣門的開閉。也因為這個特點，VR6 上僅僅隻有兩根凸輪軸，A 和 B。如下圖所示，A 凸輪軸上有著特殊設計的搖桿，在這對特殊設計的搖桿幫助下，A 可控制左右兩側氣缸的進氣氣門的，B 可控制左右兩側氣缸的排氣氣門。
大眾的這個設置是的進氣 VVT 成為瞭可能，而後期加裝排氣 VVT 也成為瞭可能。
大眾的 VR6 發動機在歷經多年發展後，成為瞭不同排量的完整生產線。最常見的就是1991 年就發佈的 2.8 升 VR6 發動機。最終可輸出 204PS，265Nm。而在 1994 年，再增加缸徑之後，大眾新推出瞭 2.9 升 VR6 發動機，馬力輸出為 190PS，扭矩 245Nm。在 2003 年，這臺VR6 在擴缸之後來到瞭 3.2 升，在經過增加壓縮比等設置之後，輸出也來到瞭 250PS 和 320Nm。而 2005 年的 3.6 升 VR6 壓縮比更是到達瞭 12.0：1，在 FSI 直噴的幫助下，馬力輸出定格在 300PS，扭矩輸出為 350Nm。雖然數據現在看起來不是那麼亮眼，但考慮到大小和自然吸氣的特質，在 2005 能達到這種數據已然是不可思議。
而除瞭 VR6，大眾也曾經發佈過一臺 VR5 的發動機。其從 6 缸發動裡面拿掉瞭一個氣缸，成為瞭五缸發動機。這臺 VR5 被用於 1997 年帕薩特和 1999 年高爾夫，可輸出 170PS 和 220Nm。
如果減少 VR5 上一個氣缸，我們就有瞭 VR4，將兩個 VR4 拼在一起，就有瞭 W8 型佈局。W8 被用在帕薩特 W8 之上。
而如果將兩部 VR6 拼在一起，我們就得到瞭一臺 W12 型發動機。這臺 W12 發動機夾角為 72 度，而兩側的 VR6 維持 15 度夾角。沒有 VR6 的佈局，可能這個世界上就永遠不會有 W 這種佈局方式。雖然這臺 W12 發動機有很多優點，但是其連桿則註定這臺 W12 發動機無法成為高性能發動機。
W12 發動機的佈局使得曲軸很短，所以其連桿直徑必須更小。相比於 VR6 上 22mm 的連桿，W12 上連桿隻有 13mm。這使得高轉速下連桿承受更大的壓力。而起緊湊的缸頭佈局也限制瞭進氣和排氣。這也是 W12 發動機被非常少車型使用的原因。
而如果我們將 VR6 上加上兩個氣缸，最終得到的是 VR8。再將這兩個 VR8 拼一起，就能得到一臺 W16，沒錯，這就是佈加迪威龍。佈加迪威龍上的 W16 發動機為 90 度夾角，每側均有一個 15 度夾角的 VR8 發動機。雖然重量達到瞭驚人的 400kg，但得益於 VR8 發動機本身緊湊的設計以及隻需要兩個凸輪軸和一個汽缸蓋，所以整臺發動機可靠性極佳，400kg 的重量相比於用 V8 拼湊而成的 W16 則輕瞭許多。
在最後不得不感嘆下德國人的創造力。還記得奧迪上那臺直列五缸發動機，如果和這臺 VR6 放在一起，小 C 不得不感嘆下德國汽車業真的非常非常棒。
