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G35的VQ35HR引擎解析欣赏  

2008-01-12 20:10:26|  分类: 汽车技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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这是第4代VQ 引擎(也看到有的文章说是5代),有2.5及3.5两个排量。HR代表高转速和高速反应(High revolution and High response)。

比VQ35DE的主要改进有:

80%新零件, 省油10%,

排气符合超级排气标准(SULEV),

是同级引擎最好。

引擎转速从7200最高提到7500转/分

压缩比从10.3:1提高到10.6:1

世界首次使用的无氢DLC(类钻石碳)镀膜,用于减低VALVE Lifter的摩擦力。

加大的进出气阀门

进气端液压控制连续正时调控

排气端电磁控制连续正时调控

隔音引擎盖板

双敲缸探头

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新设计梯式缸体是强度增大。具行家说,这个设计足以使HR的缸体安全的承受改装到1000匹马力。

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强化坚固梯形缸底设计及材料运用,使得新HR在高速运转的时候比原来的DE减少晃动。这是显示高速引擎晃动的图片。浅亮的地方显示引擎晃动。右边的HR比DE又有不少进步。

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新设计气缸头

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等长排气管道,及真正的双排气,以减低后压。

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平行双进气

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曲轴

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铱金(Iridium)火花塞(不是常见的白金(Platinum了)

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阴极(接地端)还是白金,但阳极使用更易点火的铱金。

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引擎盖子打开的样子。

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双排气

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进气,分气。

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这是活塞最具创意的改进。可以看到在高压一边裙边宽于低压端。这样不但可以强化高压端,也减轻低压端的材料用量,减低重量,降低摩擦。这肯定是改装市场最先拿去仿造的东西。

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这张示意图从另一个角度看的清楚些。左边的高压区较之右边的低压端宽厚。

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活塞接杆跟以前的VG和SR引擎类似, 就是日产又回到把他们做的粗粗大大的啦。这根原装接杆应该可以应付600匹马力。侧面的分割线痕迹似乎显示他们是锻造的,而非铸造。 研究过合金车轮的TX都会知道,锻造的轮子强,且轻,当然也远远贵过铸造的轮子。

这个就是世界上首次用于量产车的被类钻石碳镀膜的cam followers, 以减低摩擦。

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比较DE和HR滑轮的制作精细度。达到减少摩擦力40%。

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喷油嘴是多孔的,喷出油滴是50毫微米大小,保证燃烧完全。

VQ35HR这具引擎的安全红区转速从7200rpm/min提升到7800rpm/min。
                     我试这个车的时候用拨片将档位限制在2档上,油门深踩,发动机的自动断油保护出现在7800rpm/min到8000rpm/min的时候,时速接近145,强悍的引擎啊!

这张图表显示HR的动态声音特性。拿来作对比的是Lexus的IS350的3.6V6以及老VQ35DE。看得出新HR的声音一直很平顺,没有另外2个引擎的颠簸起伏。

G35的VQ35HR引擎解析欣赏 - gunwww - gunwww的博客screen.width*0.62) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.62; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" border=0>G35的VQ35HR引擎解析欣赏 - gunwww - gunwww的博客screen.width*0.62) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.62; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" border=0>

新HR的气缸比DE加长了,活塞连接杆(connecting rod)也加长了。这样的好处是,曲轴转动时左右运动的幅度减小,活塞对气缸侧壁的压力减小,进而产生的摩擦里也就少一些。结果就是高速更平顺,油耗跟排气都有改善。左边是DE,右边是HR。

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没个头绪了,想到哪里说道那里吧。大家都听过日产VQ是唯一连续13(?)年的WARD世界10佳引擎大奖的引擎系列。这个图把得奖的都列出来了,蛮有意思。就他跟宝马的直6 较劲了。

G35的VQ35HR引擎解析欣赏 - gunwww - gunwww的博客screen.width*0.62) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.62; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" border=0>其实换长连杆主要还是对高转功率有些好处,油耗到未必……
活塞行程不变的前提下,长连杆的活塞速度相比短连杆是下止点附近更快,上止点附近更慢
这样高转的填充效率当然更好,但是排气也更快了,pumping loss恐怕更大些
因此油耗最终能否改善?难说
而且长连杆对于引擎重量、体积也是个不利因素

说实话,对比2GR-FSE,同样的峰值功率,但Nissan是在高转速上尽力压榨
而Toyota/Yamaha是靠混合喷射实实在在的提高BMEP
Nissan终归是输半口气的,看IS 350和新G35的实际表现就很清楚……

VQ35HR是不是好引擎,绝对是。但若让我说出当前最好的一颗大排量NA V6来
不得不说,还得是2GR-FSE……

 

HR的最大缺点就是油耗。但不得不承认高速区,HR的7500rpm 峰值是丰田2GR-FSE的6600rpm不可比及的。IS350在0到100比G35稍快,但在高速时用VQ35HR的G35比IS350加速就快了。FSE的优势在于直喷和11.8:1 的超高压缩比,也是他省油的原因,不过也是为什麽被作为不能进入国内市场的因素。在没用直喷的情况下,HR的输出已经和用直喷的FSE相当。普遍认为日产要是在HR加上直喷的话,330马力不是问题。而FSE还有什麽别的办法来对抗那?

据我所知,Nissan确实在搞直喷版,到时候没有意外,会成为No.1的V6

但问题是,这不是还没搞出来了嘛……所以只能说它暂时落后于Toyota啦G35的VQ35HR引擎解析欣赏 - gunwww - gunwww的博客

至于你说HR的7500rpm峰值是2GR-FSE的6600rpm不能比的,这恐怕没有道理

你为什么要更高的红线?归根结底还不是为了让峰值数据能继续拉高吗?

关键不是峰值到底出现在多高的转速,而是峰值到底有多高

很遗憾,VQ35HR的峰值并不能比2GR-FSE更高

这种情况下,综合考虑实用性、油耗,其实是峰值出现的越早越好,优势是在2GR-FSE这一边的

如果你说高速时VQ35HR加速快……这么说恐怕毫无根据

这里其决定作用的更多的还是变速器,如果你做最高档加速测试,IS 350估计会输

但输的不是引擎,而是6AT的最高档传动比低嘛,这在日常使用中是优点,省油啊

整体上考察两台引擎的动力的话,你会看到2GR-FSE恐怖的扭矩输出面前,VQ35HR不能不说是没有机会的……

说到压缩比,直喷机的高压缩比正是优势所在嘛

你知道,对于直喷机来说,11.8的压缩比本身并不会对汽油标号有什么更高的要求

导致中国不能用的问题,还是中国的汽油含硫量问题

更早更快达到峰值,对加速是有利。但更高的红线使引擎能在最强的转速段加长,也就能使加速延续,而不用再往上换高档。比较一下楼上罗列的G35跟IS350的加速时间比较就很清楚了。过了100英里,G35的优势就出来了。再看看从130 到140, IS350用了9.34秒,儿G35用了6.4秒。这可不是一般的差别,在高速上超车的话,IS350只有看G35尾灯的份儿了。特别是在最后140到150mph (224公里到240公里),IS350竟需要15.27秒,已经是强弩之末,没有了力气,相反G35此时只用时8秒加速比从130到140还强壮,因为此时正好在VQ35HR的峰值扭力区。

IS350的终极传速比(final drive ratio)是4.08:1, 而G35是3.692:1.这说明IS350 使用了更高的传速比,才达到在低速区加速的微弱优势。以此来弥补他扭矩曲线不如VQ更宽的现实。过高的传速比,加上过低的红线,决定了IS350在低速强高速弱的特性。

还是看Road&Track同一次对比测试出来的结果吧:

http://www.roadandtrack.com/assets/download/02073car.pdf

两部车测试总重正好都是3805磅,IS 350是6AT,G35 Sport是6MT,变速器上IS吃的亏不可谓不小

但是直到0-110mph加速,IS 350都是占优的

举个例子,0-60mph,IS 350是4.9s,G35 Sport则是5.4s,IS 350优势明显

只到测试的最后,0-120mph数据,G35 Sport才以19.5对19.8的微弱优势扳回

而1/4英里测试呢,IS 350是13.5s@103.1mph,G35 Sport则是13.9s@101.8mph

IS 350也优势明显,所有这些优势,请不要忘记IS是以6AT对G35的6MT!

说到0-120mph加速,原因也很简单

看看双方的齿比

-- IS 350 G35 Sport

1 - 3.52 - 3.79

2 - 2.04 - 2.32

3 - 1.40 - 1.62

4 - 1.00 - 1.27

5 - 0.72 - 1.00

6 - 0.59 - 0.79

终传比IS 350是4.08,G35是3.69

那么你可以算一下除了第一档,IS 350的总传动比始终都低于G35 Sport

到了最高档呢,IS 350总传动比只有2.41,而G35 Sport却达到2.92!

什么原因导致高速再加速的差别是一目了然的

R&T实测的IS 350的油耗是19.5mpg,而G35 Sport只有17.5mpg

考虑到MT对AT的优势,那么IS的档位设置的油耗优势是非常明显的

当然,除了档位,引擎本身也是一个原因

而IS 350能有如此的档位设置,优势归根结底也还是引擎带来的

如果回归到引擎设计的基本物理原理

峰值功率相当,但2GR-FSE的扭矩优势是非常明显的,那么加速中2GR-FSE的平均功率也就大大超过VQ35HR

VQ35HR的扭矩劣势必然要求更高的总传动比来补偿

而VQ35HR唯一的转速优势也会因为这个更高的总传动比而被抵消

因为理论上,加速要的是功率,而不是扭矩,更不是转速,是它们的乘积

一部引擎如果达到一定的功率,转速低些才是最大的本事,高转速必然代表更大的内耗

为什么F1拼的是转速?因为排量限制了嘛,BMEP太难提高了嘛

如果能提高BMEP,那么绝对比提高转速来的好

2GR-FSE对比VQ35HR就是这样的例子

只有当直喷版的VQ35/VQ37出来,Nissan才有机会压倒Toyota……

G35是吃亏在传动器上。下面是IS350和G35的dyno图。用来比较引擎,所以传动器自动手动就无关紧要了。通俗地说,起始加速靠的是扭力,而高速加速靠的是马力。IS350的扭力区总体看起来很平顺,乍看G35倒显得起伏大一些。但是他的引擎转速区域要长的多。在5200rpm 马力跟扭力交叉的时候,IS350跟G35都是245马力左右,可是G35维持这个245马力以上的动力直到7500红线,而IS350的马力在达到6400的峰值之后,马上就开始低落,再过200转就红线啦。这5200rpm之后直到红线的转速区,IS350有1400rpm,G35有2300rpm, 这900rpm更多的运转区,得以使G35在高速加速时强过IS350的表现。

当然车子的加速是引擎,传动器以及车重都有关系。这2具引擎马力,扭力类似,但FSE更省油,但HR有更高的红线,但就运动性能来说,HR更胜一筹。

G35的VQ35HR

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IS350的2GR-FSE

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此外,VQ35HR是SULEV,比欧洲4的排放标准还严,而2GR-FSE是ULEV, 也就是说前者的废气排放基本上是后者的一半或更少。

                   5年5万英里                                                11年12万英里

NMOG

CO

NOx

PM

HCHO

NMOG

CO

NOx

PM

HCHO

ULEV 0.040 1.7 0.05 - 0.008 0.055 2.1 0.07 0.01 0.011
SULEV - - - - - 0.010 1.0 0.02 0.01 0.004

 

单纯考虑转速没有意义的,因为还有齿比的问题
2GR-FSE在很长的转速区间内扭矩都要高出VQ35HR不少,从工程上说,它就有条件配合低些的总齿比
VQ35HR就不行,因为那样最终的输出扭矩就太弱了
那么考虑齿比的问题后,VQ35HR的转速优势就不一定存在了,你要换算这个东西的
相反,日常中更明显表现出来的还是中低转下的劣势
(当然是相对2GR-FSE,其实VQ35HR并非一个扭矩不良的引擎,相反,它已经很强了,只不过2GR-FSE更强……)

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