解析天籟之心 日產(chǎn)VQ系列發(fā)動機(jī)技術(shù)詳解
設(shè)計(jì)特點(diǎn):
1、輕量化
更強(qiáng)勁的動力和更輕的重量是發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)中永恒的主題。輕量化除了可以使整車質(zhì)量減少外,還能極其有效地加快發(fā)動機(jī)的響應(yīng)速度,正如背著100斤負(fù)重的劉翔肯定跑不過一個小孩子一樣。
為了做到輕量化,VQ系列采用全鋁合金制造,并且通過一些列細(xì)致的工程設(shè)計(jì),最大限度地提高材料利用率。在V6發(fā)動機(jī)中,缸體的設(shè)計(jì)和鑄造技術(shù)是難點(diǎn)之一。很遺憾的是,雖然VQ目前是在國內(nèi)機(jī)加工和裝配,但對于復(fù)雜的發(fā)動機(jī)缸體毛坯件,國內(nèi)依然沒有這樣的鑄造水平,只能全部進(jìn)口。
發(fā)動機(jī)輕量化對于整車的布置帶來很大的優(yōu)勢。我們都知道,前驅(qū)車容易推頭,車頭越重的車輛越容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。而輕便的發(fā)動機(jī)能將車頭有效地降低重量,減輕推頭的現(xiàn)象,提高操控性能。
氣門開閉采用“頂筒”設(shè)計(jì)。“頂筒”是其工藝亮點(diǎn)之一,一般這個位置安放的是一種叫做“液力挺柱”的零件,其作用是在整個配氣機(jī)構(gòu)熱漲冷縮和發(fā)生磨損的時候保證氣門的密封性,但自重較大。VQ采用超輕質(zhì)量“頂筒”予以取代,結(jié)構(gòu)很簡單,但必須要做到的是“頂筒”永不磨損。因此,“頂筒”上具有鉆石級硬度的涂層,終身不磨損,免維護(hù)。
樹脂進(jìn)氣道。高強(qiáng)度的樹脂材料不但能減輕重量,而且可以避免金屬進(jìn)氣道對空氣的預(yù)熱從而保證充氣效果(被預(yù)熱的空氣膨脹,進(jìn)入氣缸的空氣就少了)。而在隔音性能上,樹脂也優(yōu)于鋁合金。
2、低摩擦
第四代VQ比上一代VQ在摩擦阻力上減少了40%,這更是令人咂舌的數(shù)字。要知道,內(nèi)部摩擦是發(fā)動機(jī)提高性能最大、最頑固的敵人。
真圓加工技術(shù)。氣缸的真圓加工技術(shù)來自賽車發(fā)動機(jī)。我們都知道賽車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速極高,因此需要極小的內(nèi)部摩擦力。因?yàn)榻饘俨牧嫌袕椥,因此剛加工裝配好的氣缸內(nèi)壁不可能是圓的,而是有多凸出和扭曲的部分,這也是為什么發(fā)動機(jī)需要很好地磨合,目的就是為了把凸出和扭曲的部分磨圓。真圓加工技術(shù)就是保證加工出來的氣缸盡量地接近圓柱形(當(dāng)然不可能純圓),其最直接的好處就是縮短磨合期。天籟1000公里的磨合期是同級車?yán)镒钌俚。由于?nèi)部配合出色,摩擦阻力自然大大減少。
一般來說,鏈傳動會比皮帶傳動噪音更大,但是皮帶由于老化和張緊力變化的原因,噪音也會隨之加大,同時由于皮帶輪壓力會增加發(fā)動機(jī)磨損和油耗。因此,VQ系列采用超薄靜音正時鏈條,達(dá)到皮帶般的噪音水平,正時鏈條安裝在發(fā)動機(jī)內(nèi)部,由機(jī)油潤滑, 正時鏈條不會變形,耐用、可靠性強(qiáng)、壽命長,終身免維護(hù),可保證發(fā)動機(jī)在使用多年以后都不會影響氣門正時系統(tǒng)工作,使動力與油耗始終如一。
氣缸噴射潤滑。熟悉汽車技術(shù)的網(wǎng)友都知道:氣缸是很難做到均勻潤滑的。以往的氣缸是通過曲軸把油底殼的機(jī)油甩上汽缸壁潤滑,但這樣的方式即不能保證任何時候都能全面潤滑、同時對曲軸也是一種阻力。因此VQ增設(shè)噴油嘴對氣缸進(jìn)行環(huán)形噴油,同時將機(jī)油液面降低,曲軸運(yùn)行時不再需要進(jìn)行甩油工作,減少能耗,精確潤滑。
曲軸/凸輪軸軸頸鏡面化。曲軸是動力輸出軸,承受載荷可想而知。凸輪軸是發(fā)動機(jī)內(nèi)部消耗功率最多的組件,減少這兩部分的摩擦是整體減摩的重中之重。VQ系列采用鏡面的加工工藝,最大限度地減少摩擦。在凸輪軸上,VQ采用”削薄“凸輪軸背面的做法,進(jìn)一步減少摩擦。
“頂筒”上的鉆石級涂層、曲軸上的“鏡面”加工都是低摩擦設(shè)計(jì)的典型工藝。
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