精益求“精”日產VQ發動機技術亮點解析

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對于一向技術實力不錯的日產來說，除了戰神（查成交價|參配|優惠政策）GTR，知名的VQ發動機絕對值得炫耀（查成交價|參配|優惠政策）。在我們之前的發動機拆解話題中，我們也對這款連續十四年獲得世界十大發動機稱號的經典發動機有了初步的了解。那么VQ發動機結構設計和技術有哪些亮點呢？讓我們一個一個給你解釋。

自1994年第一臺VQ發動機誕生以來，每臺VQ系列發動機都有著相同的DNA。以“羽毛”為發展理念的VQ發動機具有高效、安靜、平穩、響應靈敏、重量輕、兼容性強、可靠性高等特點。

天籟（查成交價|參配|優惠政策）是目前唯一使用VQ發動機的國產車型。

1.減摩潤滑技術

●曲軸/凸輪軸軸頸鏡像。

凸輪軸是發動機零件內部壓力最大的零件，也是滑動摩擦，摩擦阻力很大。凸輪軸的加工精度直接影響動力的發揮，其表面的光潔度決定了摩擦阻力的大小。高摩擦阻力不僅影響動力輸出，還直接影響凸輪軸的壽命和油耗。它是發動機最重要、最精密的部分，負責動力傳遞。曲軸的精度直接影響發動機的平順性，曲軸與軸瓦的配合程度極高。如果軸頸表面的加工精度不夠，就會造成嚴重的磨損，嚴重影響曲軸的使用壽命。同時，行駛阻力的增加會導致動力輸出降低，振動和油耗增加。

●氣門頂缸的DLC涂層

眾所周知，由于氣門的工作環境非常惡劣，不僅需要承受氣缸內的高溫高壓，還需要在凸輪軸的驅動下進行高頻開關，因此配氣機構的密封性很難得到保證。一般閥門上有一個叫液壓支柱的部件，其作用是在整個配氣機構冷熱收縮磨損時保證閥門的密封性，但其自重較大。另一方面，VQ發動機采用了氣門氣缸的輕量化設計，其表面涂有類金剛石碳涂層。這種應用將凸輪和氣門缸之間的摩擦減少40%，可以達到無磨損的狀態，減少的摩擦將轉化為動力輸出到車輪。同時，減少的摩擦將大大提高相關部件的使用壽命。

●氣缸噴霧潤滑

一般情況下，發動機氣缸壁是靠飛濺來潤滑的，也就是說，機油是被曲軸的轉動慣性撞上，然后甩到氣缸壁上。這種潤滑方式不能保證氣缸壁隨時得到充分潤滑，潤滑效果也無法保證。而且飛濺潤滑會對曲軸造成很大的阻力，對發動機的效率也有很大的影響。

在VQ發動機中，氣缸上增加了一個噴嘴，可以循環噴油。噴嘴可以將霧化的潤滑油均勻地噴在氣缸壁周圍，大大提高了潤滑效果。但由于這種設計，可以降低油位，曲軸運轉時不再需要甩油，從而降低能耗，提高效率。

另外，由于普通6缸發動機曲軸箱內的空空間較小，很難隨著曲軸的高速運動在各缸內傳遞空氣體。當一個氣缸被壓下時，氣缸下方的空氣體會起到阻擋作用，增加曲軸發動機的阻力，降低效率。另一方面，VQ發動機在氣缸和曲軸箱之間有一個連通孔。當活塞下降時，活塞下方的空氣壓自然會有一個連通孔伸入相鄰的氣缸，減小了活塞的阻力。

點評:要實現自然吸氣發動機更好的動力性能，提高極限轉速是最好的辦法。比如F1發動機最高轉速可以超過19000rpm，2.5L排量可以爆發800馬力以上。可以說轉速越高，發動機所能達到的功率就越高。上述降低阻力和摩擦的技術都是為了有效提高發動機最大轉速，只要發動機達到更高的轉速，就能有更好的動力性能。

2.輕量化和精密加工技術

●輕質缸體

輕量化發動機不僅可以減輕車身整體重量，還能使發動機具有更快的響應速度。而且對于前置發動機車型，輕型發動機還能有效減少車輛轉彎時的推頭現象，實現更均衡的前后重量比。在研發VQ發動機之初，日產工程師就用“羽毛”的概念設計了它，所以輕量化自然是VQ發動機的巨大優勢之一。

為了實現輕量化的需求，需要使用全鋁缸體的材料，日產工程師也通過復雜的結構設計，盡可能的最大化材料的利用率。缸體上的梯形加強件使缸體在減輕重量的同時具有足夠的強度。據日產工程師介紹，VQ發動機缸體改裝潛力非常大，可承受最大功率1000馬力。然而，這種缸體的設計和鑄造技術仍然非常技術性。目前，雖然VQ發動機在國內已經進行了機械加工和裝配，但國內鑄造行業對于復雜的發動機缸體毛坯還沒有達到那個水平，只能依靠進口。

●裂解加工和真圓加工技術

普通發動機連桿的大部分。一般分為兩個半圓進行加工，加工后組裝在一起。這樣，雖然加工時加工精度很高，但兩個半圓用螺栓螺母擰緊后裝配在一起，會受到擰緊力的影響而發生部分變形，增加連桿軸瓦與曲軸之間的摩擦阻力，造成磨合期間磨損嚴重，增加油耗。

“連桿大頭采用裂解工藝制造”

另一方面，VQ系列發動機連桿大部分采用開裂加工技術，連桿整體大部分在模擬環境中一起加工。開裂的連桿是整體生產的，開裂過程中產生的不平整表面的配合產生了非常精確的界面。兩個零件斷裂后，重新連接并用防松螺栓緊固。螺栓采用進口固定扭矩扳手和扭矩角法分多步擰緊。加工大圓孔保證了連桿大圓孔的圓度。整體鑄造的連桿比傳統連桿更輕，這種加工裂紋體的新工藝可以保證連接面的精度。

普通發動機是由缸筒和缸蓋分開加工而成。組裝發動機氣缸蓋時，必須擰緊氣缸蓋的螺釘。這時，缸筒會變形變圓。發動機運轉時，活塞環與缸筒壁的摩擦阻力增大，密封性能下降，導致磨合時磨損和油耗大。

VQ發動機采用的真圓加工工藝是F1賽車發動機的加工工藝，日產最早將其應用于普通民用車輛。真圓加工可以保證日產發動機的缸徑比其他普通發動機更圓，發動機運轉時活塞環與氣缸的摩擦更均勻，配合間隙更精確，可以有效延長發動機的使用壽命。

點評:借助這些高精度加工工藝，VQ發動機不僅重量輕、散熱快，而且磨合期大大縮短。發動機一般需要3000公里左右的磨合期。而配備VQ發動機的天籟，其磨合期只有1000公里。但由于這些技術對工藝的要求較高，制造成本相比普通發動機會相應增加。

3.進氣和排氣控制以及燃油噴射/點火技術

在VQ發動機上，您可以找到幾乎所有當前的進氣和排氣控制技術。這些技術的結合可以使VQ發動機在任何轉速下都獲得足夠的新鮮空氣體，并且每個轉速階段的燃燒效率都非常充足。這些進排氣技術包括:C-VTC可變氣門正時技術、NICS可變進氣歧管技術、樹脂進氣歧管、等長進排氣、進氣動力氣門，還采用了最新的VVEL 37VHR連續可變氣門升程技術。

“未來將廣泛應用于日產發動機的VVEL技術”

其中，技術含量最高的是VVEL可變氣門升程技術。目前只有寶馬和日產有連續可變氣門升程技術。這項技術可以在不同的發動機轉速下匹配合適的氣門升程，使低速時扭矩充沛，高速時馬力強勁。在低速時，系統使用較小的氣門升程，有利于增加氣缸內的湍流，提高燃燒速度，增加發動機的低速輸出扭矩，而在高速時，使用較大的氣門升程可以顯著增加進氣量，從而提高高速時的動力輸出。

銥火花塞點火能量高，使用壽命長。

VQ發動機與銥火花塞匹配，銥火花塞通常僅用于高性能車輛。普通車輛一般使用普通火花塞，因為成本高。銥可以在火花塞上做得更薄，因為它的硬度更高。薄電極可以使點火更集中，能量更強，火花塞路線更穩定，有效提高燃燒的有效性和有效性。此外，銥星火花塞在10萬公里內基本不用檢查就能更換，更適合高性能發動機長期高速使用。

“微粉化噴油器可以使混合比更加均勻”

傳統發動機的每個噴嘴一般設計4-8個孔，其噴油顆粒大，燃燒不完全，導致油耗增加，混合氣濃度高，還會造成氣門積碳，增加進氣阻力，改變進氣流動方向，形成湍流，影響油氣混合，導致油耗增加，影響三元催化器的使用壽命。

日產發動機，包括VQ發動機，都配備了微粉化的燃油噴嘴，每個噴嘴有12個，而傳統的噴嘴有4個孔。噴射的燃油粒徑減小約40%，可產生霧效應，增加燃油與空氣體的接觸面積，使混合氣更均勻，燃燒更充分。

點評:憑借高性能，各種進氣、排氣、噴油技術無疑大大提高了燃油利用效率，不僅讓發動機在各種轉速區間保持最佳工況，還進一步提高了經濟性，排放更環保。

總結:

雖然VQ發動機誕生已超過16年，但其在技術上的領先地位是毋庸置疑的。各種精密的制造技術和獨特的設計將是未來很長一段時間內同級別自然吸氣發動機的標桿。