V-hot 與 V-cold 引擎:運作方式、差異、各系統的優缺點

Antonio Roncero    @roncero_antonio    18 July 2023     4 min.
V-hot 與 V-cold 引擎:運作方式、差異、各系統的優缺點

這類引擎被稱為 V-hot 或 Hot inside V,指的是排氣歧管與渦輪增壓器位於汽缸組所形成之 V 型內側的引擎。

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你一定聽過 V-hot 引擎,也被稱為 “Hot inside V”,或者用西班牙語說,“熱 V 型”引擎。如果我告訴你,在引擎中說到“hot”(熱)或“caliente”(熱)那一側,通常指的是 排氣系統所在的那一側,而 冷側則是進氣端,你應該就能大致想像了。

V-hot 與 V-cold 引擎的差異

沒錯,在 V 型引擎中,兩個汽缸組各自都有自己的“hot”(熱)側與“cold”(冷)側。而且 通常,尤其是在自然吸氣引擎上,會把“冷”側配對在 V 型內側,把“熱”側放在外側。這樣一來就能在 V 型中央使用單一進氣歧管,並把排氣歧管輕鬆地從 V 型兩側導向引擎下方。

En la imagen, un motor de competición con configuración "V-cold", con los turbocompresores fuera de la V que forman los cilindros.

這種“V-cold”配置並非自然吸氣引擎的專利,同樣可以完美搭配渦輪增壓。此時通常會在引擎兩側、也就是 V 型外側,為每個汽缸組各配置一具渦輪增壓器。無論是汽油或柴油引擎,有很多 V 型引擎都採用這種“V-cold”方案。

 

我特別記得 Audi RS 6(C6 世代,2008 年)上搭載的 V10 TFSI。之所以會想到它,是因為這輛車在高溫環境下“快速”駕駛時,散熱確實很吃力。不過問題並非直接源於外側渦輪的配置,而是引擎本身體積非常龐大,而 RS 6 的引擎室內空間又非常擁擠。

Audi Rs 6 Avant Performance

事實上,在 2012 年發表的下一代 RS 6 中,已經把 5 公升的 V10 TFSI 換成了更緊湊的 4 公升 V8,並採用了 “V-hot” 配置,把排氣側與渦輪增壓器放在 V 型內側。不過這種設計絕非新發明:早在 1980 年代,Audi 就已在其一級方程式賽車上採用§21§。而我記憶中最早測試過的 V-hot 引擎之一,就是 2008 年的第一代 BMW X6 xDrive 50i,其搭載了兩具 Twin-Scroll 雙渦管渦輪增壓器,由同一個排氣歧管的廢氣驅動。我也不能忘記其他“hot”V8,例如 Mercedes-AMG GT,或是第一代 Porsche Panamera Turbo。事實上,在這支影片中你可以看到 AMG GT 的 V8 實際運轉的樣子。

https://www.youtube.com/watch?v=kkNKNYNFflw&t=81s

為什麼 “V-hot” 引擎比較好?

但是,對於渦輪增壓引擎而言,為什麼 V-hot 配置比較好呢?首先,正如你所知,讓渦輪增壓器運轉的動力來自引擎的廢氣。渦輪增壓器與排氣歧管距離越近,廢氣抵達渦輪的路徑就越短,因此壓力、溫度與速度的損失也越少;總之,廢氣所含的能量損失就越少。這樣可以提升增壓系統的效率,從而減少 渦輪遲滯(turbo-lag),也就是渦輪的響應延遲。

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光是這一點就已經相當可觀。但還有其他技術層面,甚至工業層面的優勢。把渦輪增壓器放在 V 型中央的 V-hot 引擎,體積會顯著更緊湊,這讓引擎室內可以更靈活地安裝其他附加模組,或調整轉向與懸吊的布局。此外,引擎的“冷”與“熱”區段也能更清楚地區分(用這個詞再貼切不過了)。另一方面,主要由於前述的緊湊性,V-hot 引擎也更容易應用於更廣泛的車款,相較之下,渦輪位於 V 型外側的 V-cold 則需要更大的引擎室。

 

至於這種 V-hot 配置可能帶來的問題,如同已經證明的,並非無法解決:透過能承受極高溫度的材料,以及水冷與油冷的 intercooler 中冷器等冷卻系統,就能精準控制溫度。另一個缺點是增壓系統的重量位置較高,不過這通常可以透過乾式油底殼潤滑系統來抵消。

V-hot 與 V-cold 引擎圖片集

 

 

 


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