王鐘原

瑪莎拉蒂V6發(fā)動機結(jié)構(gòu)原理（一）

王鐘原

一、前言

在搭載新款F154A V8發(fā)動機的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（設(shè)計碼：F160）。

新款V8發(fā)動機所呈現(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)動機控制系統(tǒng)

與V8發(fā)動機相同，新型V6發(fā)動機在扭矩傳遞與標(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)動機相比，新型3.0L雙渦輪增壓V6發(fā)動機可提供近似的功率輸出，但在更低轉(zhuǎn)速下可實現(xiàn)更高的最大扭矩值和極大地改善了燃油經(jīng)濟性與排放水平（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點不同：

◆凸輪輪廓線不同

◆更高容量的噴油器

◆發(fā)動機軟件標(biāo)定不同

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

設(shè)計用于AWD車輛（F160AN）的發(fā)動機已針對AWD系統(tǒng)進行了全面改進。其完全不同的油底殼設(shè)計與一體式發(fā)動機支座完美融合。部分發(fā)動機外圍部件（諸如排氣系統(tǒng)和進氣管路）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)動機在發(fā)動機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年引進了首款V6發(fā)動機（C.114型）—— 傳統(tǒng)上在Quattroporte和高級跑車內(nèi)安裝V8發(fā)動機。該選擇主要由石油危機和隨后對小型和節(jié)能型發(fā)動機的需求所引發(fā)。從技術(shù)上來說，配備頂置凸輪軸和獨特的90°V形鋁合金C.114發(fā)動機在當(dāng)時是非常先進的。在瑪莎拉蒂歸屬法國雪鐵龍汽車公司的時期，該型發(fā)動機由瑪莎拉蒂首席工程師Giulio Alfieri進行設(shè)計，并用在豪華版SM coupé車型中。獨特的90°V形設(shè)計降低了SM的發(fā)動機罩高度，同時該款發(fā)動機為當(dāng)時最快的前輪驅(qū)動產(chǎn)品。終其一生，C.114發(fā)動機被用在了諸多車型中，經(jīng)歷了大量改進?，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。該款發(fā)動機還進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)動機以多種版本進行生產(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，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。

圖1 F160AM/F160AO發(fā)動機1

（一）發(fā)動機視圖F160AM/ F160AO，如圖1和圖2所示。

圖2 F160MA/F160AO發(fā)動機2

（二）發(fā)動機視圖F160AN如圖3和圖4所示。

圖3 F160AN發(fā)動機1

圖4 F160AN發(fā)動機2

（三）主要技術(shù)特點

新型F154 V8雙渦輪增壓發(fā)動機所采用的眾多科技創(chuàng)新均可在新型V6雙渦輪增壓發(fā)動機系列中找到。以下為新型發(fā)動機的顯著特點一覽：

◆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氣門和擾流進氣通道，4個連續(xù)凸輪正時調(diào)節(jié)器，用于減少機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、電控進氣旁通閥控制

◆低壓降進排氣系統(tǒng)及高效率中冷器

◆采用旁通閥的可調(diào)式排氣系統(tǒng)可實現(xiàn)獨特的排氣噪聲

◆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)濟性

◆可變排量電控機油泵與低黏度機油的綜合使用降低了損耗并提高燃油效率

◆交流發(fā)電機由發(fā)動機控制單元智能控制

◆發(fā)動機標(biāo)定符合舒適型/運動駕駛模式

◆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、機械部件

（一）曲軸箱

全新F160發(fā)動機為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)動機前部的鏈條系統(tǒng)驅(qū)動。曲軸箱和發(fā)動機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)動機油底殼內(nèi)。安裝在曲軸下方的鑄鋁隔板可避免油底殼機油與旋轉(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)動機油底殼與發(fā)動機支座之間的設(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)動機活塞為瑪莎拉蒂單獨設(shè)計。

圖9 F160AN發(fā)動機缸體

圖10 發(fā)動機汽缸套

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（AWD車輛專用）的油底殼對比后輪驅(qū)動版的油底殼進行了重大改動。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。油底殼還進一步整合了兩個發(fā)動機下支座。由于這些改動，所有全輪驅(qū)動車輛的發(fā)動機在底盤上的位置偏高。

在F160AN發(fā)動機的油底殼右側(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)動機布置位置

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

（待續(xù)）