瑪莎拉蒂V6發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)原理（一）

王鐘原

瑪莎拉蒂V6發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)原理（一）

王鐘原

一、前言

在搭載新款F154A V8發(fā)動機(jī)的Quattroporte發(fā)布后，瑪莎拉蒂在隨后的數(shù)月時間內(nèi)又推出了第二款全新V6發(fā)動機(jī)（設(shè)計碼：F160）。

新款V8發(fā)動機(jī)所呈現(xiàn)出的眾多技術(shù)創(chuàng)新及特性同樣可以在V6發(fā)動機(jī)上看到各自身影：

◆高效流體動力學(xué)特性和燃燒室

◆低內(nèi)阻平行雙渦輪增壓器

◆高壓（20000kPa）燃油直噴（GDI）

◆每側(cè)缸排帶雙VVT

◆內(nèi)部摩擦系數(shù)降低和電控油泵，降低了油耗與排放

◆新一代Motronic MED17 發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)

與V8發(fā)動機(jī)相同，新型V6發(fā)動機(jī)在扭矩傳遞與標(biāo)定功率輸出方面取得了優(yōu)異成績。與前一代Quattroporte的自然吸氣式4.2L發(fā)動機(jī)相比，新型3.0L雙渦輪增壓V6發(fā)動機(jī)可提供近似的功率輸出，但在更低轉(zhuǎn)速下可實(shí)現(xiàn)更高的最大扭矩值和極大地改善了燃油經(jīng)濟(jì)性與排放水平（提高約30%）。根據(jù)功率輸出與驅(qū)動類型，V6發(fā)動機(jī)共有3個不同版本。表1顯示了Quattroporte各版本外觀與其專用設(shè)計號。表2顯示了Ghibli各版本外觀與其專用設(shè)計號。

301kW（410HP）與標(biāo)準(zhǔn)243kW（330HP）版相比有以下3點(diǎn)不同：

◆凸輪輪廓線不同

◆更高容量的噴油器

◆發(fā)動機(jī)軟件標(biāo)定不同

美國、加拿大車輛所采用的258kW（350HP）發(fā)動機(jī)在技術(shù)上與243kW（330HP）版相同。動力輸出的增加純粹由專用校準(zhǔn)軟件所實(shí)現(xiàn)。

設(shè)計用于AWD車輛（F160AN）的發(fā)動機(jī)已針對AWD系統(tǒng)進(jìn)行了全面改進(jìn)。其完全不同的油底殼設(shè)計與一體式發(fā)動機(jī)支座完美融合。部分發(fā)動機(jī)外圍部件（諸如排氣系統(tǒng)和進(jìn)氣管路）具備不同的布局，以為AWD系統(tǒng)騰出必要的空間。最后，AWD車輛內(nèi)的發(fā)動機(jī)在發(fā)動機(jī)艙中的安裝位置對比RWD版本要略高。

表1 Quattroporte外觀專用設(shè)計號

表2 Ghibli外觀專用設(shè)計號

瑪莎拉蒂在1970年引進(jìn)了首款V6發(fā)動機(jī)（C.114型）—— 傳統(tǒng)上在Quattroporte和高級跑車內(nèi)安裝V8發(fā)動機(jī)。該選擇主要由石油危機(jī)和隨后對小型和節(jié)能型發(fā)動機(jī)的需求所引發(fā)。從技術(shù)上來說，配備頂置凸輪軸和獨(dú)特的90°V形鋁合金C.114發(fā)動機(jī)在當(dāng)時是非常先進(jìn)的。在瑪莎拉蒂歸屬法國雪鐵龍汽車公司的時期，該型發(fā)動機(jī)由瑪莎拉蒂首席工程師Giulio Alfieri進(jìn)行設(shè)計，并用在豪華版SM coupé車型中。獨(dú)特的90°V形設(shè)計降低了SM的發(fā)動機(jī)罩高度，同時該款發(fā)動機(jī)為當(dāng)時最快的前輪驅(qū)動產(chǎn)品。終其一生，C.114發(fā)動機(jī)被用在了諸多車型中，經(jīng)歷了大量改進(jìn)?，斏僭谟?0世紀(jì)70年代至1983年間生產(chǎn)的暢銷車型Merak以及不太成功的Quattroporte II車型中采用了該款發(fā)動機(jī)。該款發(fā)動機(jī)還進(jìn)一步用在了法國跑車Ligier JS2上。在20世紀(jì)70年代，該車型生產(chǎn)了約200部。C.114發(fā)動機(jī)以多種版本進(jìn)行生產(chǎn)。2.7L的最初功率隨后提高到了3.0L，并同時還為意大利市場生產(chǎn)了2.0L版。大多數(shù)版本采用了Weber carburetors，但還提供了Bosch D-jetronic燃油噴射系統(tǒng)。功率輸出范圍從125～155kW（170～210HP）。出于賽車用目的，還生產(chǎn)了可增壓至177kW（240HP）的24氣門版。憑借該款發(fā)動機(jī)，瑪莎拉蒂通過Merak的渦輪增壓原型版本首次步入了渦輪增壓技術(shù)領(lǐng)域。從現(xiàn)今來看，Panini系列可視作當(dāng)時的試驗車輛。截止1983年，共生產(chǎn)了約15000臺C.114發(fā)動機(jī)。

圖1 F160AM/F160AO發(fā)動機(jī)1

（一）發(fā)動機(jī)視圖F160AM/ F160AO，如圖1和圖2所示。

圖2 F160MA/F160AO發(fā)動機(jī)2

（二）發(fā)動機(jī)視圖F160AN如圖3和圖4所示。

圖3 F160AN發(fā)動機(jī)1

圖4 F160AN發(fā)動機(jī)2

（三）主要技術(shù)特點(diǎn)

新型F154 V8雙渦輪增壓發(fā)動機(jī)所采用的眾多科技創(chuàng)新均可在新型V6雙渦輪增壓發(fā)動機(jī)系列中找到。以下為新型發(fā)動機(jī)的顯著特點(diǎn)一覽：

◆全新系列輕鋁合金缸蓋60°V6

◆小型化與渦輪增壓技術(shù)的融合造就了緊湊型剛性發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)，從而擁有出色的NVH性能

◆鋁質(zhì)汽缸蓋帶有每汽缸4氣門和擾流進(jìn)氣通道，4個連續(xù)凸輪正時調(diào)節(jié)器，用于減少機(jī)械摩擦的滾子搖臂總成和液壓間隙調(diào)節(jié)器

◆1020℃適應(yīng)性渦輪增壓歧管、低阻廢氣歧管、真空控制廢氣風(fēng)門、電控進(jìn)氣旁通閥控制

◆低壓降進(jìn)排氣系統(tǒng)及高效率中冷器

◆采用旁通閥的可調(diào)式排氣系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的排氣噪聲

◆高燃燒效率：帶多孔噴油器的20000kPa燃油直噴系統(tǒng)可促進(jìn)更完全的燃燒和更優(yōu)異的啟動性能。與4個凸輪調(diào)節(jié)器一起確保了更低排放和顯著改善的燃油經(jīng)濟(jì)性

◆可變排量電控機(jī)油泵與低黏度機(jī)油的綜合使用降低了損耗并提高燃油效率

◆交流發(fā)電機(jī)由發(fā)動機(jī)控制單元智能控制

◆發(fā)動機(jī)標(biāo)定符合舒適型/運(yùn)動駕駛模式

◆符合美國超低排放車輛（SULEV）法規(guī)

◆預(yù)備未來采用啟停系統(tǒng)

（四）技術(shù)參數(shù)

1.F160AM、F160AN、F160AO技術(shù)參數(shù)如表3所示。

2.F160AM/F160AN 性能曲線如圖5所示。

3.F160AO 性能曲線如圖6所示。

二、機(jī)械部件

（一）曲軸箱

全新F160發(fā)動機(jī)為60°V形布局6汽缸3.0L配置，如圖7所示。四根頂置凸輪軸采用了連續(xù)可變氣門正時技術(shù)(VVT)，由安裝在發(fā)動機(jī)前部的鏈條系統(tǒng)驅(qū)動。曲軸箱和發(fā)動機(jī)油底殼由高壓鑄鋁構(gòu)成，而鑄鐵汽缸套則合鑄在鋁制曲軸箱內(nèi)。油水熱交換器安裝在曲軸箱頂部的中央，而水泵與節(jié)溫器則安裝在前正時鏈護(hù)蓋內(nèi)。帶兩級調(diào)壓功能（改善油耗）的鏈條驅(qū)動型葉輪式可變供油泵位于發(fā)動機(jī)油底殼內(nèi)。安裝在曲軸下方的鑄鋁隔板可避免油底殼機(jī)油與旋轉(zhuǎn)部件直接接觸，并可為4個主曲軸支承軸頸提供額外的剛度。注意F160AO/F160AM版（如圖8所示）和F160AN版（如圖9所示）之間發(fā)動機(jī)油底殼與發(fā)動機(jī)支座之間的設(shè)計差異。

表3 F160AM/F160AN/F160AO技術(shù)參數(shù)

圖5 F160AM/F160AN特性曲線

圖6 F160AO特性曲線

圖7 汽缸

圖8 F160AO/F160AM缸體

濕式汽缸套由在鋁制曲軸箱內(nèi)合鑄的鑄鐵構(gòu)成，如圖10所示。該發(fā)動機(jī)活塞為瑪莎拉蒂單獨(dú)設(shè)計。

圖9 F160AN發(fā)動機(jī)缸體

圖10 發(fā)動機(jī)汽缸套

圖11 曲軸安裝螺栓位置

圖13 油底殼右側(cè)

圖14 油底殼安裝法蘭位置

圖12 F160AN發(fā)動機(jī)油底殼

從在工廠裝配期間拍攝的圖11中可看到，曲軸坐落在4個主支承軸頸內(nèi)。各軸頸蓋均通過4個直向螺栓和2個可提供額外強(qiáng)度的橫向螺栓固定至曲軸箱上。注意曲軸信號盤位于曲軸箱內(nèi)部。

F160AN發(fā)動機(jī)（AWD車輛專用）的油底殼對比后輪驅(qū)動版的油底殼進(jìn)行了重大改動。該油底殼具有供傳動軸中段橫穿油底殼的敞口，并在右側(cè)帶有用于安裝前差速器和左側(cè)傳動軸支承軸承的法蘭，如圖12所示。油底殼還進(jìn)一步整合了兩個發(fā)動機(jī)下支座。由于這些改動，所有全輪驅(qū)動車輛的發(fā)動機(jī)在底盤上的位置偏高。

在F160AN發(fā)動機(jī)的油底殼右側(cè)，可看到用于前傳動軸的通道和用于安裝前差速器的法蘭，如圖13所示。

發(fā)動機(jī)油底殼可用作安裝左前傳動軸中央支承軸承的法蘭，如圖14所示。

1.汽缸編號

發(fā)動機(jī)的六個汽缸按照如下方式布置：

◆汽缸組1（汽缸1-2-3），右側(cè)，從前至后

◆汽缸組2（汽缸4-5-6），左側(cè)，從后至前，如圖15所示

圖15 發(fā)動機(jī)布置位置

V6發(fā)動機(jī)的汽缸編號方式與V8發(fā)動機(jī)相同。注意1缸位置更為靠前。

（待續(xù)）