瑪莎拉蒂V6發動機結構原理（一）

王鐘原

瑪莎拉蒂V6發動機結構原理（一）

王鐘原

一、前言

在搭載新款F154A V8發動機的Quattroporte發布后，瑪莎拉蒂在隨后的數月時間內又推出了第二款全新V6發動機（設計碼：F160）。

新款V8發動機所呈現出的眾多技術創新及特性同樣可以在V6發動機上看到各自身影：

◆高效流體動力學特性和燃燒室

◆低內阻平行雙渦輪增壓器

◆高壓（20000kPa）燃油直噴（GDI）

◆每側缸排帶雙VVT

◆內部摩擦系數降低和電控油泵，降低了油耗與排放

◆新一代Motronic MED17 發動機控制系統

與V8發動機相同，新型V6發動機在扭矩傳遞與標定功率輸出方面取得了優異成績。與前一代Quattroporte的自然吸氣式4.2L發動機相比，新型3.0L雙渦輪增壓V6發動機可提供近似的功率輸出，但在更低轉速下可實現更高的最大扭矩值和極大地改善了燃油經濟性與排放水平（提高約30%）。根據功率輸出與驅動類型，V6發動機共有3個不同版本。表1顯示了Quattroporte各版本外觀與其專用設計號。表2顯示了Ghibli各版本外觀與其專用設計號。

301kW（410HP）與標準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

◆發動機軟件標定不同

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

設計用于AWD車輛（F160AN）的發動機已針對AWD系統進行了全面改進。其完全不同的油底殼設計與一體式發動機支座完美融合。部分發動機外圍部件（諸如排氣系統和進氣管路）具備不同的布局，以為AWD系統騰出必要的空間。最后，AWD車輛內的發動機在發動機艙中的安裝位置對比RWD版本要略高。

表1 Quattroporte外觀專用設計號

表2 Ghibli外觀專用設計號

瑪莎拉蒂在1970年引進了首款V6發動機（C.114型）—— 傳統上在Quattroporte和高級跑車內安裝V8發動機。該選擇主要由石油危機和隨后對小型和節能型發動機的需求所引發。從技術上來說，配備頂置凸輪軸和獨特的90°V形鋁合金C.114發動機在當時是非常先進的。在瑪莎拉蒂歸屬法國雪鐵龍汽車公司的時期，該型發動機由瑪莎拉蒂首席工程師Giulio Alfieri進行設計，并用在豪華版SM coupé車型中。獨特的90°V形設計降低了SM的發動機罩高度，同時該款發動機為當時最快的前輪驅動產品。終其一生，C.114發動機被用在了諸多車型中，經歷了大量改進。瑪莎拉蒂在于20世紀70年代至1983年間生產的暢銷車型Merak以及不太成功的Quattroporte II車型中采用了該款發動機。該款發動機還進一步用在了法國跑車Ligier JS2上。在20世紀70年代，該車型生產了約200部。C.114發動機以多種版本進行生產。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了2.0L版。大多數版本采用了Weber carburetors，但還提供了Bosch D-jetronic燃油噴射系統。功率輸出范圍從125～155kW（170～210HP）。出于賽車用目的，還生產了可增壓至177kW（240HP）的24氣門版。憑借該款發動機，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領域。從現今來看，Panini系列可視作當時的試驗車輛。截止1983年，共生產了約15000臺C.114發動機。

圖1 F160AM/F160AO發動機1

（一）發動機視圖F160AM/ F160AO，如圖1和圖2所示。

圖2 F160MA/F160AO發動機2

（二）發動機視圖F160AN如圖3和圖4所示。

圖3 F160AN發動機1

圖4 F160AN發動機2

（三）主要技術特點

新型F154 V8雙渦輪增壓發動機所采用的眾多科技創新均可在新型V6雙渦輪增壓發動機系列中找到。以下為新型發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的融合造就了緊湊型剛性發動機結構，從而擁有出色的NVH性能

◆鋁質汽缸蓋帶有每汽缸4氣門和擾流進氣通道，4個連續凸輪正時調節器，用于減少機械摩擦的滾子搖臂總成和液壓間隙調節器

◆1020℃適應性渦輪增壓歧管、低阻廢氣歧管、真空控制廢氣風門、電控進氣旁通閥控制

◆低壓降進排氣系統及高效率中冷器

◆采用旁通閥的可調式排氣系統可實現獨特的排氣噪聲

◆高燃燒效率：帶多孔噴油器的20000kPa燃油直噴系統可促進更完全的燃燒和更優異的啟動性能。與4個凸輪調節器一起確保了更低排放和顯著改善的燃油經濟性

◆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

◆交流發電機由發動機控制單元智能控制

◆發動機標定符合舒適型/運動駕駛模式

◆符合美國超低排放車輛（SULEV）法規

◆預備未來采用啟停系統

（四）技術參數

1.F160AM、F160AN、F160AO技術參數如表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可變氣門正時技術(VVT)，由安裝在發動機前部的鏈條系統驅動。曲軸箱和發動機油底殼由高壓鑄鋁構成，而鑄鐵汽缸套則合鑄在鋁制曲軸箱內。油水熱交換器安裝在曲軸箱頂部的中央，而水泵與節溫器則安裝在前正時鏈護蓋內。帶兩級調壓功能（改善油耗）的鏈條驅動型葉輪式可變供油泵位于發動機油底殼內。安裝在曲軸下方的鑄鋁隔板可避免油底殼機油與旋轉部件直接接觸，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）之間發動機油底殼與發動機支座之間的設計差異。

表3 F160AM/F160AN/F160AO技術參數

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合鑄的鑄鐵構成，如圖10所示。該發動機活塞為瑪莎拉蒂單獨設計。

圖9 F160AN發動機缸體

圖10 發動機汽缸套

圖11 曲軸安裝螺栓位置

圖13 油底殼右側

圖14 油底殼安裝法蘭位置

圖12 F160AN發動機油底殼

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。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部。

F160AN發動機（AWD車輛專用）的油底殼對比后輪驅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，并在右側帶有用于安裝前差速器和左側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動機下支座。由于這些改動，所有全輪驅動車輛的發動機在底盤上的位置偏高。

在F160AN發動機的油底殼右側，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，從前至后

◆汽缸組2（汽缸4-5-6），左側，從后至前，如圖15所示

圖15 發動機布置位置

V6發動機的汽缸編號方式與V8發動機相同。注意1缸位置更為靠前。

（待續）