6 日產VQ系列發動機

是什么讓VQ系列發動機創造了連續十四年榮獲世界十佳的奇跡，而最新的VQ發動機又采用了什么新技術使之能在行業中繼續領跑。

日產VQ發動機因其平穩度和高功率輸出被公認為世界上最好的V6發動機之一。那么它的奇跡是怎樣產生的呢？這還得從頭說起。1988年，日產開始了全新V6發動機的研制工作，當時的開發理念現在聽起來還比較奇怪——是“羽毛”。柔軟輕盈的羽毛和堅硬機械的發動機能有什么聯系呢？沒錯，日產目的是要打造一款動力表現象羽毛般柔滑順暢的發動機，它采用輕量化設計，追求高性能和高效率，讓強大的動力以最柔和舒暢的方式釋放出來，提供給駕駛人的是收放自如的駕駛樂趣，所謂的“以柔克剛、剛柔并濟”，說的就是這個道理。

1994年，被命名為VQ30DE的全新V6發動機終于面世，問世后的第二年，它就被首次評選年度發動機的《沃德汽車世界》（Ward's Auto World）列入十佳行列，并被稱為“地球上運轉最平順、動力最暢快的V6發動機”，這是對VQ30DE性能表現的最好點評。從此，VQ系列發動機開始了它的光輝歷程。

1994年，日產在日本IWAKIP工廠開始投產VQ發動機，并裝載在當年上市的CEFIRO（風度）上。為了研發此款發動機，日產投資了約570億日元，共獲得近400件專利。

1995年VQ發動機第一次榮獲《沃德汽車世界》“世界十佳發動機”獎項。

1995年之后的十年間，VQ發動機歷經多次的更新換代，連續數年蟬聯此權威獎項。

2003年，裝配有VQ發動機的天籟在日本本土銷售了3.3萬輛。2004年，國產天籟依舊應用了VQ發動機，成為國內首款裝載3.5升發動機的中高級轎車。

最新的VQ37HR裝在英菲尼迪G37車上

2007～2008年，VQ37HR發動機又使VQ發動機繼續蟬聯“世界十佳發動機”獎項，并成就了VQ系列發動機連續14次蟬聯此獎項的業界神話。（1）性能新高度

從1994年誕生到現在，日產VQ系列發動機一直在持續改善，總目標是簡單、輕量化、低磨損和響應迅速。最新一代VQ發動機經過重新設計后，尺寸和剛度都發生了改變，剛度變得更強了，但重量卻有所降低（實際上，3.5升VQ發動機與上代重量持平，2.5升VQ發動機重量減輕了8千克，同時重心有所降低）。總之，它們是讓人印象深刻的發動機。通過降低所有運動部件的摩擦，增加曲軸和相關部件的剛度，新一代VQ發動機做到了全工況平滑運轉。

新款3.5升發動機叫VQ35HR（它廣泛裝備英菲尼迪G35、M35、FX35、EX35和日產Skyline、350Z等高性能車型，從這一代機型開始，VQ發動機的后綴從DE轉變成HR，說明發動機制造和理念方面都有重大升級）。后面這個“HR”是日產給它定下的全新目標，“HR”是“High Revolution和High Response”的縮寫，翻譯過來就是“更高轉速、更迅捷反應”，這個簡練的后綴表明，VQ系列發動機站到了一個更高的平臺。

當然，提升發動機最高轉速是所有自然吸氣發動機的追求目標，F1賽車發動機就是最好的例子，正因為它的最高轉速高達19000轉/分，才能從排量只有區區2.4升的V8發動機當中壓榨出高達514.5千瓦（700馬力）的驚人動力。要在排量一定的情況下增加動力，除了采用增壓技術之外，提升發動機最高轉速就是最有效的方法了。事實證明，VQ35HR達到了設計目標，在新一代G35身上，它的極限轉速直抵一般機型難以企及的7500轉/分，比上一代車型的發動機提高了500轉/分。最大功率也隨之有顯著提升，在6800轉/分達到了232千瓦（316馬力），超出前代發動機26千瓦（35馬力）。

千萬別以為提升500轉/分是很容易的一件事，尤其對于強調平順性的VQ系列發動機來說，這具有非常高的挑戰性，絕大部分的零部件都得經過重新設計。因為，要提高轉速，機械部件尤其是諸如活塞、連桿、缸體這些最關鍵的機械部件的剛性和強度都要隨之提高，這種難度不亞于重新設計一款發動機。但對設計師來說，新型發動機對性能的追求必須一絲不茍。

最高轉速的攀升換來的是更加出色的極限動力性能，而在同樣的轉速下，VQ35HR的動力參數也全面超越了前代，各種工況下的動力潛能相應提升。（2）新VQ發動機的主要優勢

1）全工況運轉平穩——通過加長連桿、梯形缸體等一些結構改善，新VQ系列發動機顯著減少了內摩擦。其結果是在發動機所有工況，甚至到7500轉/分的紅線轉速，發動機都能做到超乎尋常的運轉平穩，節氣門響應異常靈敏。

2）同級別中頂級動力輸出——改進進排氣系統，提升燃燒效率，造成同級中頂級的動力輸出水平。同時，燃油經濟性和排放水平也是一流的。

3）令人振奮的加速聲響——對稱進排氣系統使發動機聲響隨著轉速的升高線性和清晰地增長，音效令人振奮。（3）新VQ發動機的主要技術

新一代VQ35HR和VQ25HR采用了眾多新技術和工藝，使得它們擁有更高的轉速、更大的功率，同時油耗和排放有所降低。1）加長連桿（僅VQ35HR）。

為了支撐高轉速，日產采用了賽車發動機的降低摩擦技術：加長連桿7.6毫米，同時相應增加缸套的長度。這樣的結果是降低了活塞的傾斜程度，減少了對汽缸壁的側向力。因此也就降低了高速時的摩擦力。導致活塞能更平穩地高速運動，發動機的高速特性有了保障。2）新梯形結構。

VQ35HR發動機

VQ35HR發動機缸體

VQ35HR發動機氣缸蓋

VQ35HR發動機進氣集成器

VQ35HR發動機節氣門體

VQ35HR發動機活塞

VQ35HR發動機排氣歧管

VQ35HR發動機加長連桿

高速時，曲軸的變形導致了振動的增加。對此，VQ35HR采用梯形結構支撐曲軸，這種結構增加了發動機的整體剛性，大大減少了高速時的振動。3）增加曲軸剛性。

在發動機高速工況下，曲軸有可能產生彎曲和扭曲現象，造成噪聲、振動和對主軸頸潛在的損傷。為解決上述問題，日產新VQ系列發動機采用加大直徑的主軸頸，并增加了曲軸的整體剛性。這樣高速振動被降低了。4）不對稱活塞裙。

活塞裙的作用是防止活塞在氣缸內搖擺，新VQ系列發動機利用非對稱的活塞裙設計減小了運動摩擦。小活塞裙應用在受側向力較小的一面，減小摩擦損失達到7.6%，支持了發動機的平穩運行。5）對稱進排氣系統。

為降低進氣阻力，新VQ系列發動機對稱布置雙進氣系統。與通常的單進氣系統相比，能造成發動機更有效的進氣分配。6）直線進氣口（僅VQ35HR）。

為了維持高轉速和高動力輸出，新VQ發動機采用了直線進氣口設計，進氣路徑變得更加暢通平直。進氣阻力降低了18%，顯著改善了進氣效率。在高速、高負荷時發動機有足夠的進氣量，這是保證充沛動力的重要前提。7）CVTC連續可變氣門正時。

進排氣都采用了連續可變氣門正時系統，優化了發動機的氣門控制。進氣端采用電液控制可變氣門系統（CVTC），而排氣端使用電磁氣門控制（e-VTC），氣門控制靈活，改善了燃燒效率。8）優化氣門直徑。

理論上加大氣門直徑可以增加空氣流量，但實際上也有可能增加空氣流動阻力，特別是當旁邊氣門有干擾氣流的情況下。新VQ發動機沒有盲目擴大氣門直徑，而是經過優化設計，把進氣過程中的阻力降低，

對稱進排氣系統

優化氣門直徑，加大進氣流量

最新的12孔噴嘴與原噴嘴對比

加長連桿減少摩擦力

增加進氣效率。9）提高壓縮比。

VQ發動機通過提高壓縮比獲得更好的燃燒熱效率和更高的動力輸出，同時還能改善燃油經濟性。為了應對壓縮比升高帶來的氮氧化物問題，排氣后處理方面增加了相應的內容。10）無氫菱形碳涂層。

作為改善臨界表面摩擦特性的方法之一，日產給氣門挺桿用上了無氫菱形碳涂層。這一納米技術提供了極端光滑的表面處理，戲劇般地降低了40%的摩擦損失。針對該涂層，用特殊的機油添加劑形成耐久、超低磨損的潤滑油膜。摩擦損失的顯著降低，轉換到燃料端，就是燃燒效率的提升。據悉，配合其他改善措施，燃油效率可提升10%，排放處于一流水平。11）鏡面拋光。

曲軸和凸輪軸的主軸頸是發動機的關鍵部位，因此加工工藝非常嚴格。VQ發動機在這些部位采用了精細的拋光工藝，使得主軸頸像鏡面一樣光滑。同樣也能起到降低摩擦的作用。12）精細霧化燃油噴射。

由噴油器噴出的油滴越小，則燃油與空氣的混合效果越好，燃燒更完全，碳氫化合物的排放也少。新VQ發動機的采用12孔噴嘴（每個噴嘴的直徑只有130微米），相比以前的4孔噴嘴（噴嘴直徑250微米），新噴嘴能保證噴油更離散，霧化效果更好，帶來更好的燃燒效率。

13）銥火花塞。

火花塞中心電極采用銥合金，提高了點火能量。使得即使是剛起動的發動機都有穩定的燃燒過程，降低了有害物質的排放。

新發動機功率提升

銥火花塞