玛莎拉蒂V6发动机结构原理（一）

王钟原

玛莎拉蒂V6发动机结构原理（一）

王钟原

一、前言

在搭载新款F154A V8发动机的Quattroporte发布后，玛莎拉蒂在随后的数月时间内又推出了第二款全新V6发动机（设计码：F160）。

新款V8发动机所呈现出的众多技术创新及特性同样可以在V6发动机上看到各自身影：

◆高效流体动力学特性和燃烧室

◆低内阻平行双涡轮增压器

◆高压（20000kPa）燃油直喷（GDI）

◆每侧缸排带双VVT

◆内部摩擦系数降低和电控油泵，降低了油耗与排放

◆新一代Motronic MED17 发动机控制系统

与V8发动机相同，新型V6发动机在扭矩传递与标定功率输出方面取得了优异成绩。与前一代Quattroporte的自然吸气式4.2L发动机相比，新型3.0L双涡轮增压V6发动机可提供近似的功率输出，但在更低转速下可实现更高的最大扭矩值和极大地改善了燃油经济性与排放水平（提高约30%）。根据功率输出与驱动类型，V6发动机共有3个不同版本。表1显示了Quattroporte各版本外观与其专用设计号。表2显示了Ghibli各版本外观与其专用设计号。

301kW（410HP）与标准243kW（330HP）版相比有以下3点不同：

◆凸轮轮廓线不同

◆更高容量的喷油器

◆发动机软件标定不同

美国、加拿大车辆所采用的258kW（350HP）发动机在技术上与243kW（330HP）版相同。动力输出的增加纯粹由专用校准软件所实现。

设计用于AWD车辆（F160AN）的发动机已针对AWD系统进行了全面改进。其完全不同的油底壳设计与一体式发动机支座完美融合。部分发动机外围部件（诸如排气系统和进气管路）具备不同的布局，以为AWD系统腾出必要的空间。最后，AWD车辆内的发动机在发动机舱中的安装位置对比RWD版本要略高。

表1 Quattroporte外观专用设计号

表2 Ghibli外观专用设计号

玛莎拉蒂在1970年引进了首款V6发动机（C.114型）—— 传统上在Quattroporte和高级跑车内安装V8发动机。该选择主要由石油危机和随后对小型和节能型发动机的需求所引发。从技术上来说，配备顶置凸轮轴和独特的90°V形铝合金C.114发动机在当时是非常先进的。在玛莎拉蒂归属法国雪铁龙汽车公司的时期，该型发动机由玛莎拉蒂首席工程师Giulio Alfieri进行设计，并用在豪华版SM coupé车型中。独特的90°V形设计降低了SM的发动机罩高度，同时该款发动机为当时最快的前轮驱动产品。终其一生，C.114发动机被用在了诸多车型中，经历了大量改进。玛莎拉蒂在于20世纪70年代至1983年间生产的畅销车型Merak以及不太成功的Quattroporte II车型中采用了该款发动机。该款发动机还进一步用在了法国跑车Ligier JS2上。在20世纪70年代，该车型生产了约200部。C.114发动机以多种版本进行生产。2.7L的最初功率随后提高到了3.0L，并同时还为意大利市场生产了2.0L版。大多数版本采用了Weber carburetors，但还提供了Bosch D-jetronic燃油喷射系统。功率输出范围从125～155kW（170～210HP）。出于赛车用目的，还生产了可增压至177kW（240HP）的24气门版。凭借该款发动机，玛莎拉蒂通过Merak的涡轮增压原型版本首次步入了涡轮增压技术领域。从现今来看，Panini系列可视作当时的试验车辆。截止1983年，共生产了约15000台C.114发动机。

图1 F160AM/F160AO发动机1

（一）发动机视图F160AM/ F160AO，如图1和图2所示。

图2 F160MA/F160AO发动机2

（二）发动机视图F160AN如图3和图4所示。

图3 F160AN发动机1

图4 F160AN发动机2

（三）主要技术特点

新型F154 V8双涡轮增压发动机所采用的众多科技创新均可在新型V6双涡轮增压发动机系列中找到。以下为新型发动机的显著特点一览：

◆全新系列轻铝合金缸盖60°V6

◆小型化与涡轮增压技术的融合造就了紧凑型刚性发动机结构，从而拥有出色的NVH性能

◆铝质汽缸盖带有每汽缸4气门和扰流进气通道，4个连续凸轮正时调节器，用于减少机械摩擦的滚子摇臂总成和液压间隙调节器

◆1020℃适应性涡轮增压歧管、低阻废气歧管、真空控制废气风门、电控进气旁通阀控制

◆低压降进排气系统及高效率中冷器

◆采用旁通阀的可调式排气系统可实现独特的排气噪声

◆高燃烧效率：带多孔喷油器的20000kPa燃油直喷系统可促进更完全的燃烧和更优异的启动性能。与4个凸轮调节器一起确保了更低排放和显著改善的燃油经济性

◆可变排量电控机油泵与低黏度机油的综合使用降低了损耗并提高燃油效率

◆交流发电机由发动机控制单元智能控制

◆发动机标定符合舒适型/运动驾驶模式

◆符合美国超低排放车辆（SULEV）法规

◆预备未来采用启停系统

（四）技术参数

1.F160AM、F160AN、F160AO技术参数如表3所示。

2.F160AM/F160AN 性能曲线如图5所示。

3.F160AO 性能曲线如图6所示。

二、机械部件

（一）曲轴箱

全新F160发动机为60°V形布局6汽缸3.0L配置，如图7所示。四根顶置凸轮轴采用了连续可变气门正时技术(VVT)，由安装在发动机前部的链条系统驱动。曲轴箱和发动机油底壳由高压铸铝构成，而铸铁汽缸套则合铸在铝制曲轴箱内。油水热交换器安装在曲轴箱顶部的中央，而水泵与节温器则安装在前正时链护盖内。带两级调压功能（改善油耗）的链条驱动型叶轮式可变供油泵位于发动机油底壳内。安装在曲轴下方的铸铝隔板可避免油底壳机油与旋转部件直接接触，并可为4个主曲轴支承轴颈提供额外的刚度。注意F160AO/F160AM版（如图8所示）和F160AN版（如图9所示）之间发动机油底壳与发动机支座之间的设计差异。

表3 F160AM/F160AN/F160AO技术参数

图5 F160AM/F160AN特性曲线

图6 F160AO特性曲线

图7 汽缸

图8 F160AO/F160AM缸体

湿式汽缸套由在铝制曲轴箱内合铸的铸铁构成，如图10所示。该发动机活塞为玛莎拉蒂单独设计。

图9 F160AN发动机缸体

图10 发动机汽缸套

图11 曲轴安装螺栓位置

图13 油底壳右侧

图14 油底壳安装法兰位置

图12 F160AN发动机油底壳

从在工厂装配期间拍摄的图11中可看到，曲轴坐落在4个主支承轴颈内。各轴颈盖均通过4个直向螺栓和2个可提供额外强度的横向螺栓固定至曲轴箱上。注意曲轴信号盘位于曲轴箱内部。

F160AN发动机（AWD车辆专用）的油底壳对比后轮驱动版的油底壳进行了重大改动。该油底壳具有供传动轴中段横穿油底壳的敞口，并在右侧带有用于安装前差速器和左侧传动轴支承轴承的法兰，如图12所示。油底壳还进一步整合了两个发动机下支座。由于这些改动，所有全轮驱动车辆的发动机在底盘上的位置偏高。

在F160AN发动机的油底壳右侧，可看到用于前传动轴的通道和用于安装前差速器的法兰，如图13所示。

发动机油底壳可用作安装左前传动轴中央支承轴承的法兰，如图14所示。

1.汽缸编号

发动机的六个汽缸按照如下方式布置：

◆汽缸组1（汽缸1-2-3），右侧，从前至后

◆汽缸组2（汽缸4-5-6），左侧，从后至前，如图15所示

图15 发动机布置位置

V6发动机的汽缸编号方式与V8发动机相同。注意1缸位置更为靠前。

（待续）