核心技术日产VQ35DE发动机拆解说明.docx
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核心技术日产VQ35DE发动机拆解说明
[汽车之家汽车技术] 如果说有一款传奇般发动机,持续获得“沃德世界十佳发动机”殊荣,那么毋庸置疑,它就是日产VQ系列发动机了。
无可匹敌平顺性和异常出众油门响应是历届十佳评委会对VQ发动机所给出赞誉之词。
而在此之前,这款发动机也始终保持着日本制造老式,直到被正式引入中华人民共和国,由东风日产发动机分公司进行组装和加工。
而近期,编辑有幸和媒体界同行共同受邀参加了东风日产VQ系列发动机技术阐明会,与会尚有发动机专家吴海军教师,她将使用一台被完全拆解VQ35DE发动机向咱们详细解读日产VQ系列发动机之因此持续14成为“十佳发动机”常胜将军技术亮点。
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●VQ系列发动机基本知识
在VQ35系列发动机开发之初,由于各国对于豪华座驾发动机需3.0L以上排量所达到共识,并且对发动机大小以及车内空间成相对反比追求,同步又出于对车辆平顺性、动力性和可靠性考虑,日产从研发VQ系列发动机伊始就从未放弃过V型6缸构造。
众所周知,V6发动机相比L4发动机体积更大,构造更复杂,而长度却更短。
就在这小社区域内,技术日产开始了它十佳发动机之旅。
VQ系列发动机型号一览(全系V6构造)
排量代码
DE
HR
VHR
DD
DET
DETT
23
VQ23DE
---
---
---
---
---
25
VQ25DE
VQ25HR
---
VQ25DD
VQ25DET
---
30
VQ30DE
---
---
VQ30DD
VQ30DET
VQ30DETT
35
VQ35DE
VQ35HR
---
---
---
---
37
---
VQ37HR
VQ37VHR
---
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---
40
VQ40DE
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---
---
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1988年,日产就开始了全新V6发动机研制工作,当时开发理念当前听起来比较奇怪——羽毛!
其特点就是“顺滑”,日产就是要打造一款动力体现象羽毛般柔滑顺畅发动机,追求前所未有高性能,并将强劲动力以最顺滑方式释放出来,为驾驶者提供畅快淋漓驾驶感受。
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Cefiro(风度)车型上。
『首款搭载VQ发动机CefiroA33车型,含VQ20/25/30DE-K/VQ35DE几款产品』
『日产SuperGT跑车上搭载VQ30DETT发动机』
『95-间沃德全球十佳发动机一览』
问世后次年,VQ发动机就被初次评比年度发动机美国权威杂志《沃德汽车世界》(Ward'sAutoWorld)列入十佳行列,并被称为“地球上运转最平顺、动力最畅快V6发动机”。
从此,VQ系列发动机开始了它光辉历程。
同期先进产品尚有宝马直列6缸发动机,福特V型8缸发动机等。
●先进技术篇
(一):
减少磨擦(损耗)系数
1.采用60度夹角设计
VQ发动机两侧气缸设计成60度夹角,曲柄角度是120度。
曲轴上下左右都形成对称,保持了非常好平衡性。
而L4发动机曲柄形成是平面形状,平衡性相对较差。
另一方面,曲柄长度缩短也等于重量减轻,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重量,减少摩擦损耗,提高控制精准度,这在当前大某些发动机中均有采用。
这某些也是持续可变气门正时控制C-VTC技术实现核心所在。
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发动机气门顶筒采用了钻石级硬度DLC(DiamondLikeCarbon)涂层,这种应用将会使凸轮和气门顶筒之间摩擦减少40%,减少摩擦将会被转化为动力输出到车轮上,同步,减少摩擦还将大幅增长有关零部件使用寿命。
6.使用低张力活塞环
7.不对称活塞裙设计
普通发动机都采用内径中心轴与曲轴中心轴垂直设计,在做功行程初始阶段,活塞连杆与曲柄中心轴在同始终线上,活塞下行阻力极大,影响了扭力输出,日产使用气缸偏置技术使这一老式设计弊病得到有效改进。
除了VQ发动机以外,日产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)
由于此偏差存在,做功行程中活塞下行时,活塞连杆推动曲柄角度发生变化,曲柄旋转角度变化速度加快,连杆与曲柄配合更符合力学杠杆原理,有助于发动机曲轴发力,做功初段扭力增长,同步避免了发动机在熄火时产生“死点”现象,使发动机容易启动、运转更加顺畅,低速扭矩增长。
这种设计提高了燃油经济性和动力性,同步减少了发动机震动和噪音。
8.活塞裙镀钼涂层
活塞环采用低张力设计,以提高汽缸内密封性。
同步不对称活塞裙又能将面压较小一侧裙幅度减小,以减少摩擦。
活塞主体裙处也做了镀钼解决以减少摩擦力,并在活塞最上方装有活塞环槽内进行了氧化铝膜(PVD)解决。
9.缸体连通孔设计
缸体连通孔设计对于V6发动机来说是一项全新尝试,它将汽缸下部在与其相邻汽缸地方打开一种连接销孔,当活塞下行时,活塞下面空气压力将通过该销孔释放到邻区以减少运营阻力,同步这某些释放压力又可觉得邻区相反方向运营汽缸提供一定限度动力。
●先进技术篇
(二):
高效率冷却技术
在这某些中,日产VQ系列发动机在高效率冷却技术方面重要体当前:
增大冷却液覆盖面积、高流量水泵及油泵、机油热量互换器和匹配低粘度润滑油四大方面,其中咱们重要讲是最后一种方面——匹配低粘度润滑油。
之前咱们已经提到过,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,以得到似镜面光泽。
其成果就是极大地减少了核心发动机部件轴承表面上摩擦,减少了摩擦阻力,使发动机运转平顺,减少了磨合期磨损量,更加延长了发动机寿命,而高精度带来另一种好处是:
可以使用低粘度润滑油(5W-30),即可保证较高机油压力,又有较好散热性、运转阻力也更低,进一步减少了油耗。
●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,对进气量需求也不同样,转速越高,所需要进气越多,VQ发动机进气系统可以依照转速自动调节,低速时只从一种进气口进气,防止过量喷油导致油耗增长,同步减小进气噪音,随着行驶速度提高,可变进气控制系统会打开第二个进气口,两个进气口同步进气,以保证发动机高速吸气需要,从而提高发动机高速时动力。
通过对两个动力阀进行最佳控制,不单提高了低、中速区域进气量,虽然在高速运转时由于进气通道面积提高,输出动力也得以改进。
进气量提高,给客户直接带来好处就是发动机输出功率和扭矩得到改进,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)可以依照发动机转速变化持续调节进气门启动时间及点火时机,高速时会气门提前打开,使发动机在高转速时可以吸入更多空气。
但是这项技术在当前已经非常普遍,甚至许多10万元如下车型中都已有所配备。
呼吸之道!
浅析可变气门正时/升程技术
小贴士:
日产VVEL可变气门升程技术
其实除了C-VTC技术之外,作为技术派厂商代表日产近年来还推出了VVEL可变气门升程技术,这项技术一方面被装配在第四代英菲尼迪G37采用VQ37VHR和FX50车型采用VK50VE发动机上,可在一定范畴内实现无级持续调节,针对不同发动机转速均有相应气门升程。
而日产也宣布将在把VVEL技术应用到自己大某些车型上。
若您想理解更多关于可变气门升程技术内容,可点击如下文章:
异曲同工之妙3种可变气门升程技术简介
●先进技术篇(四):
增强点火系统效率
1.使用铱金火花塞
或许诸多人都懂得,火花塞种类有三种:
1.普通镍金属火花塞 2.铂金火花塞 3.铱金火花塞。
铂金和铱金属于贵重金属,因而生产成本较高,因此大多数汽车都采用普通火花塞。
普通火花塞电极由镍锰合金制成(熔点在1500℃左右),由于镍锰合金耐高温和耐腐蚀性较差,长时间使用电极会烧蚀,导致点火电极间隙变化,还会发生漏点火现象,而点火不稳定则会使发动机抖动,甚至不能正常工作。
因此普通火花塞普通在行驶3万公里或一年后都要进行检查或更换。
铱金火花塞属于高性能火花塞,普通属于改装配件,多用于强调性能改装车或赛车,原厂汽车只有高性能跑车作为标配,普通车型由于成本较高普通都采用普通火花塞。
铱金火花塞10万公里内基本可以免检查更换,因而更加适合高性能发动机长时间、高转速状况下使用。
2.可变点火正时(同燃油适应系统)
诸多状况下,依照咱们所去地区不同,有时也许会发生加不到适当标号汽油状况,特别是豪华轿车车主,若降级使用低标号汽油,则汽油会在压缩过程中提前自燃,产生爆震现象,给发动机导致严重伤害。
为理解决这一矛盾,提高发动机对燃油适应能力,东风日产系列发动机均设有燃油适应系统。
这套系统大大提高了发动机对燃油适应能力。
燃油适应系统是一种闭环控制点火时机可变系统,在发动机机体上安装了爆震传感器,当发动机产生爆震现象时(汽油标号过低),爆震传感器随后向电脑发出爆震信息,电脑及时对点火时间进行延迟以防止爆震产生,保护发动机。
当爆震消失后,再逐渐向前调节点火时间,将点火时间精准控制在爆震临界点之前,如此往复以获得最佳动力性能。
燃油适应系统使东风日产VQ发动机可以扩大燃油使用范畴,在保证环保规定高压缩比同步,又能适应低一级标号汽油(例如使用97号汽油发动机可以安全使用93号汽油)不会对发动机导致伤害。
3.微粒化喷油嘴
现今汽油发动机喷油嘴共有两种安装方式,一种为进气管喷射,另一种则是大众所极力推崇缸内直喷技术。
相比较前者而言,缸内直喷技术对喷嘴材质规定很高,但如果可以配合分层燃烧技术,便可以达到较好节油效果。
但是由于国内油品等各方面因素,分层燃烧技术尚未被得到普及,汽油中烯烃含量较高也使得在高温环境下易产生胶质堵塞喷嘴。
因而在国内,进气管喷射依然为大某些厂商所使用。
VQ发动采用了微粒化喷油嘴,每个喷油嘴12喷孔(内径130微米),老式喷嘴为4孔(内径250微米),喷出燃油粒径缩小约40%。
喷油射程缩短,产生雾团效果更佳,增长燃油与空气接触面积之后使得混合气体,更加均匀,燃烧更充分
●先进技术篇(五):
精密加工技术
1.真圆加工技术
普通发动机是缸筒与缸盖分别单独加工而成。
组装发动机缸盖时,必要旋紧缸盖螺丝,此时缸筒会发生变形失圆,发动机运营时,活塞环与缸筒壁摩擦阻力增长,密封性能下降,导致磨合期磨损量大,磨合期油耗增长,如果变形量过大,活塞环还会将缸筒内壁抗磨涂层磨穿,这时磨损将无法控制,使发动机寿命严重缩短。
真圆加工是在加工发动机缸筒时,将一种模仿缸盖以组装发动机相似力矩固定在缸体上,然后再加工缸筒内径,缸筒加工完毕再将模仿缸盖拆掉,拆掉缸盖时,缸体张力会使缸筒变形,但是在安装原则缸盖后,又恢复了缸筒圆度。
真圆加工技术拥有如下特点:
1.装配缸盖后缸筒变形较小,内壁更加平滑。
2.可使用低张力活塞环,减少滑动摩擦阻力,减少油耗。
3.缸筒与活塞环间隙更小,提高汽缸密封性性能,提高发动机动力,润滑油消耗较少。
4.缩短磨合期时间,磨合期使用速度高,延长发动机使用寿命。
5.减少发动机噪音,减少震动,发动机运转平顺。
2.裂解加工连杆
普通发动机连杆与曲轴相连某些,普通是分为两个半圆进行加工,加工后再组装在一起。
这种方式尽管在加工时也许精度很高,但是用螺柱和螺母扭紧后,也许会因受扭紧力影响而产生局部变形,使连杆轴瓦与曲轴之间摩擦力阻力增大,磨合期磨损严重,油耗增长。
VQ系列发动机通过开裂解决连杆是整体生产,随后再进行开裂过程产生了非常精准接口。
两个某些在断裂后重新连接,使用防松脱镙栓代替螺丝和螺母来紧固,螺栓拧紧采用进口定值扭矩扳手及扭矩转角法分多步进行拧紧,再加工大头圆孔,这样就保证了连杆大头孔圆度。
集成锻造连杆比老式连杆重量轻,并且通过裂体加工新工艺能保证连接面精密度,摩擦更小。
高精度结合刚性、削减零部件点数、减少了活动部件重量,轻量化,使发动机运转顺畅、减少磨损同步又延长了发动机寿命。
编辑总结:
以日产VQ35发动机为例拆解解说工作到此为止了,在很长一段时间里,日产VQ系列发动机一度是V6自然吸气发动机代表之作,因而VQ发动机可以说代表了当前国内市场上自然吸气发动机最高水平之一。
在经历了科鲁兹全车拆解、日产VQ发动机拆解之后,如果有也许,汽车之家还会竭力为人们奉献尽量多技术类拆解文章,但愿人们可以喜欢。
(文/图/摄汽车之家黄正桥)
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- 核心技术 日产 VQ35DE 发动机 拆解 说明