法拉利V8还是F1的V6T？阿尔法罗密欧2.9T V6引擎神秘解析「工程师小姐姐硬核笔记」

世界上最任性的意大利人总是在创造浪漫与惊喜，就像阿尔法罗密欧的Giulia四叶草版本，被称为四门法拉利。510匹/600Nm的2.9T V6引擎，诞生之初就在纽北刷新了最速四门轿车的圈速。

但是这款引擎的消息，却是少之又少。

所有人都以为这是法拉利的V8减少了2个气缸得来的V6T，其实不然，这款引擎的真实布局 ——

为性能而生！和当今F1的V6T几乎一致！

没错，今日且看「动力总成CAE工程师，小姐姐Zme梦儿」的硬核笔记。

*此文超过4000字，堪比教科书般硬核难懂，部分内容参考意大利语翻译成英语的发动机研发工程师GianlucaPivetti的采访，建议用整段时间慢慢阅读。

Author / Zme梦儿

阿尔法罗密欧（以下简称AR）的Giulia和Stelvio，是MAGA(Make Alfa Great Again)的重磅车型。

Giulia四叶草版发布之初就在著名的“世界高性能车试车场”纽博格林北环刷了四门轿车的最快圈速，有着四门法拉利之称，而这款510匹马力、峰值扭矩600牛米的2.9T的V6发动机，也只有性能版四叶草有资格使用。

当年几乎所有媒体的垂涎新闻中，都是说着，这款令人兴奋的V6发动机是法拉利V8减两缸而来。

一直以来这款意大利的性能猛兽能查到的有用的信息很少，最近碰巧在网上看到有人转发一篇此发动机研发工程师Gianluca Pivetti（以下简称GP工）的采访文章、国外有人把它从意大利语翻成英语，也正好让我们有了机会窥探一下此款神秘性能V6的究竟。

看完本文你会知晓 ——

 1  此款四叶草专用2.9T V6的主体结构曲轴连杆这块其实和法拉利V8关系不大，而是与当今F1的V6T布置一致

 2  一直以为V6更平顺的你今天会发现其实它与在国内人人喊打的三缸机有着共鸣

我们都知道，发动机的运作是由 ——

火花塞点火▶点燃油气混合气▶燃烧产生压力推动活塞▶带动连杆曲柄机构快速旋转运动▶产生扭矩▶驱动车轮前进

所以主要产生的力，就是活塞连杆曲轴运动的惯性力和气体压力这两块。

从三缸机在国内面世之初，就伴随着“抖”这个字，那抖不抖，到底和什么有关？

理论上分析就是我刚说的两个主要贡献力，惯性力和气体压力（实际还有其他因素，在此不展开），而多缸机因为缸与缸之间有距离，每个缸都会有惯性力和气体压力，整合成多缸，这些力乘以缸间距，就有了力矩。

所以，抖不抖放在多缸机里还要考虑力矩，我们拆开来看看这两个力/力矩的影响。

惯性力/力矩影响

发动机内部的惯性力是由活塞、连杆和曲轴总成的往复、旋转运动引起，而往复、旋转运动本质上都是正弦曲线，如下动图所示：

所以一般翻开一本有讲发动机动力学理论的书，都会发现讲到惯性力/力矩的时候会出现很多复合三角函数的公式，主要形式如Asina+Bsin2a+Csin3a+…（或者cosa），那我们通常讲的惯性力/力矩一阶、二阶、三阶等，就是对应这个三角函数中的a、2a、3a…，也可以描述为曲轴转一圈、两圈、三圈…

那为什么一般都只看前两阶呢？

因为这些三角函数前的A/B/C…，A和B比较大，而后面的一系列高阶的数值比较小，所以主要贡献在一阶和二阶。

计算公式与数值大小此处略，只说结果：L3和L5的一阶/二阶惯性力矩都不平衡，L4是二阶惯性力不平衡，而L6是一/二阶力和力矩全平衡。

网上说的很多的三缸惯性力平衡比四缸差，就是说的这个，不过三缸可以用平衡轴抵消一阶惯性力矩的不平衡，所以如果你只看和四缸比，理论上加平衡轴就能解决L3在惯性力/力矩这块的弱势。

气体压力/力矩影响

其实这块力/力矩本身不是重点，真正影响平顺性的主要跟点火的频率（点火间隔）有关。现在主流都是四冲程的机型，所以完整的一次进气/压缩/做功/排气曲轴要转两圈720°。

对于单缸来说，曲轴转两圈点火一次。那对多缸来说，就是曲轴转两圈所有缸各点火一次。对L3来说就是曲轴两圈点火3次：3*240°。对L4来说就是曲轴两圈点火4次：4*180°。

以此类推：L5就是5*144°，L6是6*120°，前面是缸数，后面是点火间隔角度。又能推出，曲轴转一圈L3点火1.5次、L4点火2次，L5点火2.5次，L6点火3次。

可以看见，L3点火频率较低，发动机是通过悬置安装在车架上，而悬置有减震的需求，刚度不会特别大，所以其本身的固有频率比较低，那L3较低的点火频率在低转速、也就是怠速的时候会落在悬置的固有频率区间，就容易引起悬置的共振，而这个才是真正引起怠速抖动的关键点。

请注意，我前面都标出了L，也就是直列的点火间隔角才能这么算，先理解直列做基础，目前网上那些把V和L混在一起讲，然后就说缸数越多越平顺，就是标准的一知半解引起的误导。

说了这么一大段，除了科普下基础知识之外，好像还是验证了L3“天生残疾”这件事？

重点如果只是如此的话这篇文标题就不是这样了，接下来其实我真正要给你们揭发的，是与L3曲轴结构一致的V6，延续了这个“天生残疾”的特征。

依旧从这两个方面来分析，先是惯性力/力矩，来看下面几个图：

V6，V8，V12其实都是以L3，L4，L6为基础，并且曲轴与直列的结构基本一致，在惯性力和力矩这块的不平衡特性与直列也是一致的。

也就是说，V6与L3一样，在一阶和二阶的力与力矩都不平衡，V8用平面曲轴的话与L4一样二阶惯性力不平衡，而V12则与L6一样惯性力与力矩全平衡。

看到这有人就要问了，L6和V12平顺性这么好，怎么不都用上呢？

从V6、V8和V12这几个图中也可看出，L6和V12最大吃亏的地方就是长度方向的尺寸。而且，曲轴很长，还会有另外一个相比缸数少、较短的曲轴更严重的问题：曲轴的扭转振动，这就不展开了。

可见没有一个是完美的，否则L6也不会就宝马一家在持续坚持了。

综上所述，说AR这个V6是法家的V8切掉两缸而来，就有点扯远了，曲轴结构完全不一致，当然，说是同源也不能算错，毕竟研发团队全部来自法家，但整个平台与V8无关。

再来看下点火间隔，网上一些文章说V6是120°的点火间隔，我依旧只能说，这是一知半解。

看V6的点火间隔，除了看各曲柄销夹角外，还需要考虑V角：

曲轴一缸方向侧视简图

一般目前V6用的最多的就是60°和90°的V角（水平对置H6相当于180°的V角，大众的VR6是极小V角，一般在15°左右，H6和VR6的惯性力/力矩平衡特性也与普通V6不一样，还有120°的V角，这些本文就不展开了）。

无论是60°还是90°的V角，都没有办法做到均匀的点火间隔，而点火不均匀，对平顺性影响很大，那网上说的均匀120°点火间隔是怎么来的呢？

目前在大部分有舒适倾向的V6车上，其V6发动机的曲轴会用一个叫“连杆错位角”的设计来做到无论60°还是90°的V6都能点火均匀，也就是安装左右两缸连杆的曲柄销（连杆颈）有错开的角度，如下图所示：

一般V角是60°的就再用一个60°的连杆错位角，V角是90°的就再用一个30°的连杆错位角，这样就能做到点火间隔120°的均匀点火。

总结下就是V6在惯性力/力矩的不平衡特性与L3一样，若对NVH有更高要求则需要加平衡轴；点火频率的表现也有L3的特质，但是通过“连杆错位角”可以避开低阶次。

好了，我说了这么多，你以为我就是为了告诉你虽然V6是L3衍生而来、有L3的特性，但进行精巧的设计后还是能避开L3的最大弱点，还是舒适的吗？

太天真，这不我们主角机型还没登场嘛。

再仔细看看我描述有连杆错位角的V6前面的定语：舒适倾向。明显AR的这款V6可不是舒适向的，而研发团队为何要让他们2.9T的V6与F1的V6T布置一致呢？

对，就是突出性能！

我们来看下这款性能向V6T的主体到底是怎样的结构。

曲轴没有连杆错位角，V角为90°（自豪的在发动机盖上标红），点火间隔不均匀，点火顺序为1-6-3-4-2-5，此机做完一个完整工作循环（曲轴两圈720°）点火间隔为：90°-150°-90°-150°-90°-150°，这么看可能除了能看出不均匀但看不出其他的，没事，我们画几个框：

这么看，是不是就发现跟L3有梦幻联动了？

对，这款性能取向的V6与L3有着一样的点火阶次1.5阶，怠速抖动大也同样会在这款V6上出现，上面这个框图中出现了三个角度，240°对应1.5阶，还有150°对应2.4阶，90°对应4阶，是不是感觉低频的阶次比L3还丰富？

而且，看了下，这款发动机大概率是没有平衡轴去抵消惯性力不平衡的。

怎么样？意不意外？惊不惊喜？刺不刺激？

嗯，所以F1的V6T也是如此。GP工原话：“under the hood beats a heart that beats like a Formula 1 V6”。

这个2.9 V6T心脏能像F1的一样跳动。

这款发动机作为一款源自欧洲对环境保护有责任的机型，还有闭缸功能，V6在某些工况下会停掉一侧整排的气缸不再点火，闭成L3。

对，你没看错，L3。

根据GP工的说法，研发团队为了在两个模式切换时不让客户感觉出来，花了不少心思，简单粗暴的来说，就是要让V6和L3抖的一样，怎么样？这么贴心的工程师团队，感动不感动？

那性能向的机型就这么不关心NVH了吗？

其实在发动机开发中，很多指标都是冲突的，想要性能超强、NVH超好、发动机结构极其紧凑、油耗超低等等，是根本不可能的事情，所以舒适向或者性能向，还是经济向，侧重点不同，就会为了关注某些指标而不得不弱化另一些。

对于性能向的发动机来说，NVH是不被重视的一项，毕竟让曲轴多带动一根平衡轴会消耗输出，与性能机就是要压榨更多的扭矩用在动力输出上这个性格特点不符。

而为了操控，性能车一般不会特别大，重量配比又有要求，那对发动机的大小和重量也是有限制的，带平衡轴同样会让发动机体积更大。

按照GP工描述，AR这款性能机这种90°V角不做连杆错位角的布置在长度上更紧凑，有利于发动机的尺寸控制。

这类机型会追求轻量化，也就是会在材料上下功夫，活塞、曲轴和连杆等零件的减重也就减小了不平衡质量，更精的制造工艺在保证发动机高性能的同时也会减少很多NVH问题等等，具体有些什么措施和策略要看研发团队实力了，光看报道和拆解发动机看结构，其实并不能了解所有，毕竟研发的精髓不可能仅靠这些就被大家都知晓了。

但无论怎样，我想，搭载这款高性能V6的四叶草，踩一脚油门就能让人忘记所有烦恼，带它跑在赛道上的兴奋情绪也不会让你想起方向盘上能不能立硬币。