技术日产Nissan-VQ35DE发动机拆解说明

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如果说有一款传奇般的发动机,连续14年获得“沃德世界十佳发动机”的殊荣,那么毋庸置疑,它就是日产的VQ系列发动机了。无可匹敌的平顺性和异常出色的油门响应是历届十佳评委会对VQ发动机所给出的赞誉之词。而在此之前,这款发动机也一直保持着日本制造的传统,直到2009年被正式引入中国,由东风日产发动机分公司进行组装和加工。

● VQ系列发动机的基本知识

在VQ35系列发动机开发之初,由于各国对于豪华座驾的发动机需3.0L以上排量所达成的共识,并且对发动机的大小以及车内空间成相对反比的追求,同时又出于对车辆平顺性、动力性和可靠性的考虑,日产从研发VQ系列发动机伊始就从未放弃过V型6缸的结构。众所周知,V6发动机相比L4发动机体积更大,结构更复杂,而长度却更短。就在这小小的区域内,技术日产开始了它的14年十佳发动机之旅。

1988年,日产就开始了全新V6发动机的研制工作,当时的开发理念现在听起来比较奇怪——羽毛!其特点就是“顺滑”,日产就是要打造一款动力表现象羽毛般柔滑顺畅的发动机,追求前所未有的高性能,并将强劲的动力以最顺滑的方式释放出来,为驾驶者提供畅快淋漓的驾驶感受。为了研发此款发动机,日产投资了约570亿日元,共获得近400 件专利。1994年,日产在日本IWAKIP工厂开始投产VQ发动机,并装载在当年上市的Cefiro(风度)车型上。

『首款搭载VQ发动机的Cefiro A33车型,含VQ20/25/30DE-K/VQ35DE几款产品』

『05年日产Super GT跑车上搭载的VQ30DETT发动机』

『95-06年间沃德全球十佳发动机一览』

● 先进技术篇(一):降低磨擦(损耗)系数

1.采用60度夹角设计

VQ发动机的两侧气缸设计成60度夹角,曲柄角度是120度。曲轴的上下左右都形成对称,保持了非常好的平衡性。而L4发动机的曲柄形成的是平面的形状,平衡性相对较差。另一方面,曲柄长度的缩短也等于重量的减轻,可以有效减少震动。

2.采用双顶置凸轮轴

双顶置凸轮轴可以减少配气机构的重量,减少摩擦损耗,提高控制精确度,这在目前大部分发动机中都有采用。这部分也是连续可变气门正时控制C-VTC技术实现的关键所在。

3.曲轴、凸轮轴镜面加工

4.减小凸轮背面宽度,提高张紧器表面光滑度

5.气门顶筒DLC涂层

VQ发动机的气门顶筒采用了钻石级硬度的D LC(Diamond Like Carbon)涂层,这种应用将会使凸轮和气门顶筒之间的摩擦减少40%,减少的摩擦将会被转化为动力输出到车轮上,同时,减少摩擦还将大幅增长相关零部件的使用寿命。

6.使用低张力活塞环

7.不对称活塞裙设计

一般发动机都采用内径中心轴与曲轴中心轴垂直设计,在做功行程的初始阶段,活塞连杆与曲柄中心轴在同一直线上,活塞下行阻力极大,影响了扭力的输出,日产使用的气缸偏置技术使这一传统设计的弊病得到有效改善。除了VQ发动机以外,日产的MR、HR系列发动机也都采用了气缸偏置技术,即气缸内径中心轴与曲轴中心轴之间采用了偏置的设计,(HR系列(1.6L)偏置8mm,MR系列(2.0L)系列偏置10mm)

由于此偏差的存在,做功行程中活塞下行时,活塞连杆推动曲柄的角度发生变化,曲柄旋转角度变化速度加快,连杆与曲柄的配合更符合力学的杠杆原理,有利于发动机的曲轴发力,做功初段扭力增加,同时避免了发动机在熄火时产生的“死点”现象,使发动机容易启

动、运转更加顺畅,低速扭矩增加。这种设计提高了燃油经济性和动力性,同时减少了发动机的震动和噪音。

8.活塞裙镀钼涂层

活塞环采用低张力设计,以提高汽缸内的密封性。同时不对称活塞裙又能将面压较小一侧的裙幅度减小,以降低摩擦。活塞主体裙处也做了镀钼处理以减少摩擦力,并在活塞最上方装有活塞环的槽内进行了氧化铝膜(PVD)处理。

9.缸体连通孔设计

缸体连通孔的设计对于V6发动机来说是一项全新的尝试,它将汽缸下部在与其相邻汽缸的地方打开一个连接销孔,当活塞下行时,活塞下面的空气压力将通过该销孔释放到邻区以降低运行阻力,同时这部分释放的压力又可以为邻区相反方向运行的汽缸提供一定程度的动力。

● 先进技术篇(二):高效率的冷却技术

在这部分中,日产VQ系列发动机在高效率冷却技术方面主要体现在:增大冷却液覆盖面积、高流量水泵及油泵、机油热量交换器和匹配低粘度润滑油四大方面,其中我们主要讲的是最后一个方面——匹配低粘度润滑油。

之前我们已经提到过,日产VQ系列发动机采用了镜面加工技术,曲轴和凸轮轴轴颈用抛光带进行磨光,以得到似镜面的光泽。其结果就是极大地减少了关键发动机部件轴承表面上的摩擦,减少了摩擦阻力,使发动机运转平顺,减少了磨合期的磨损量,更加延长了发动机的寿命,而高精度带来的另一个好处是:可以使用低粘度润滑油(5W-30),即可保证较高的机油压力,又有较好的散热性、运转阻力也更低,进一步降低了油耗。

● 先进技术篇(三):提高进气效率技术

1.进气管增设双动力阀,可变进气控制系统NICS

发动机在不同转速时,对进气量的需求也不一样,转速越高,所需要的进气越多,VQ 发动机的进气系统可以根据转速自动调整,低速时只从一个进气口进气,防止过量喷油造成油耗增加,同时减小进气噪音,随着行驶速度的提高,可变进气控制系统会打开第二个进气口,两个进气口同时进气,以保证发动机高速的吸气需要,从而提高发动机高速时的动力。

通过对两个动力阀进行最佳控制,不单提高了低、中速区域的进气量,即使在高速运转时由于进气通道面积的提高,输出的动力也得以改善。进气量的提升,给客户直接带来的好处就是发动机的输出功率和扭矩得到改善,高速时发动机动力更强。

2.可变气门正时

可变气门正时控制系统(C-VTC)可以根据发动机转速的变化连续调整进气门开启的时间及点火时机,高速时会气门提前打开,使发动机在高转速时能够吸入更多的空气。不过这项技术在目前已经非常普遍,甚至许多10万元以下的车型中都已经有所配备。

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