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消失的章節

2015-06-25 00:51:26馬爽
汽車與運動 2015年5期
關鍵詞:發動機設計

馬爽

隨著L4增壓發動機的強勢崛起,V6自然吸氣發動機近些年的日子并不好過。從最近5年的“沃德十佳發動機”獲獎的名單中我們可以發現, V6自然吸氣發動機上榜的數量就像瀕臨滅絕的珍稀物種一樣在逐年減少,在2015年的榜單中,V6自然吸氣發動機更是幾乎“絕種”。

不可否認,在當前環境下增壓發動機已經從之前的“非主流”成為了現階段的主角。國內無論是合資還是自主品牌,增壓車型都成為了產品的賣點之一,難怪博格華納和霍尼韋爾中國的工廠即便是晚上仍然燈火通明。另外,對成本控制向來都精打細算的日系車企們都紛紛推出增壓車型,曾經崇尚大排自吸的車輪上國度對于增壓更是鐘愛有加,就連“任性”的馬拉內羅的工程師們都對增壓拋出了橄欖枝,California T就是最好的證明。

不過就我個人而言,以上這一切仍舊無法改變我是一名大排量自然吸氣發動機“腦殘粉”的事實。并不是我思想守舊,也不是我排斥增壓發動機,更不是我跟不上科技前進的步伐,只是我始終眷戀著大排量自然吸氣發動機那種純粹、原始的駕駛感受。本期專題中,各位看官將會欣賞到V12、V10、V8以及V6自然吸氣發動機在售的代表車型,但是首先請跟隨我把目光轉到本篇文章的兩位主角身上,它們就是搭載著2.5L V6發動機的雷克薩斯IS250和搭載3.7L V6發動機的英菲尼迪Q50。這兩款V6發動機可以說是當前國內在售車型中V6自然吸氣發動機的點睛之作。

所謂V6發動機是指采用V形排列的6缸發動機形式。目前,市面上大多V6發動機的汽缸夾角為60°~90°,這樣的設計可以使曲軸連桿在每次發動機做功時受到兩個不同方向的力,而且這兩個力的行程可以相互抵消,有效減少發動機做功時所產生的震動。所以,V6發動機最主要的特點就是動力輸出線性、發動機運轉平順。

提到日產V6發動機大家首先想到的肯定是搭載在有著“東瀛戰神”之稱的GT-R身上的那臺代號為VR38DETT雙渦輪增壓發動機,其實日產真正的瑰寶應當屬于VQ系列,該系列發動機研發于1983年,并于1994年正式問世至今。這次我們所介紹的VQ37HR發動機正是這一系列發動機最新的代表之作。

作為一款高轉速自然吸氣發動機,VQ37HR發動機采用了VQ系列傳統的60°的汽缸夾角和120°的曲柄角度,這種設計可以使曲軸形成上下左右完全對稱的效果,從而在運轉時使發動機達到最佳的平衡效果。另外,偏置缸體式設計也是VQ系列發動機的經典設計之一,這一設計可以提高發動機曲軸做功的能效。相鄰汽缸壁連通銷孔的巧妙設計還可以使活塞向下做功時將部分空氣壓力釋放到臨近的汽缸中。不僅減少了活塞向下的阻力還有助于提高臨近汽缸活塞的向上做功,有效避免發動機熄火后再啟動時上下止點的問題。這兩項別出心裁的設計不僅可以提升發動機在低轉速區間的扭矩輸出,還可以減少缸內活塞上下做功的阻力,發動機轉速升降也更加輕快。

雖然,VQ37HR是由VQ35HR發動機升級而來,但是和大多數提高排量不同的是VQ37HR發動機并沒有改變缸徑的尺寸,和VQ35HR發動機一樣同為95.5mm。只是增加了缸內活塞的行程,從之前的81.4mm增加到86mm。這樣一來壓縮比也就提高到11:1,從而進一步提升發動機的性能和效率。當發動機轉速為7000rpm時可以爆發出258kW的最大功率,而且在5200rpm時就可以達到361Nm的峰值扭矩。英菲尼迪Q50 5.3s的 0~100km/h加速成績詮釋了VQ37HR真正的實力。

此外,VQ37HR發動機還采用了最新的連續可變氣門正時(CVTS)和連續可變氣門升程技術 (VVEL)。通過一顆直流伺服電機通過蝸桿齒輪和一組凸輪機構連接,電機旋轉的角度變換就能帶動凸輪對氣門部分的升程進行控制,因為伺服電機的轉動位置是無極的,所以能對氣門的升程進行連續無極的控制。該發動機采用全鋁制造,不僅結構緊密而且重量更輕。每缸采用4氣門結構,而且噴油嘴的噴孔數量為12個,遠高于一般發動機的4~8個,這樣的設計有利于汽油的霧化效果更好,更加充分燃燒。不僅提高了燃油效率,還能有助于發動機提升動力。也正因為如此,英菲尼迪Q50才能擁有9.8L/100km這驚人的綜合油耗。

作為地球上銷量最高的V6發動機系列之一,這臺VQ37HR絕對不辱使命。其實僅從賬面上的參數你可能并不這樣認為,但是其充沛的動力性、靈敏的響應以及那暴力的動力輸出,將V6發動機的優點發揮到了極致。

說實話,當初雷克薩斯取消IS300時我還在想,我一定會懷念那臺代號3GR-FE發動機。可是當我開過了全新IS250后,我的想法卻是那臺代號為3GR-FE的發動機可以放心地“走”了。苦于中國的油品問題,之前我們一直都未能真正地體驗到4GR-FSE發動機的真正實力。隨著全新雷克薩斯IS250的到來,豐田終于“誠心誠意”地也把它引入到了國內,我們再也不用對著“島國”的Mark X流口水了。

GR系列發動機可以說是豐田目前的主力機型,該系列發動機采用60°汽缸夾角和每汽缸4氣門設計,由于采用了全鋁才制造不僅機構非常緊湊,而且重量也得到了一定的控制。目前,該系列發動機共有5個系列7個型號,雷克薩斯IS250所搭載的4GR-FSE V6自然吸氣發動機可謂是該系列2.5L排量中最為出色的。可能國內的讀者對于5GR-FE發動機更為熟悉,因為國內版本的銳志和皇冠都采用了這款2.5L V6發動機。雖然,同為2.5L它是他們卻有著本質的區別,因為可以說5GR發動機是一款“中國特色”的發動機,只有中國才有。而4GR-FSE發動機采用了83mm缸徑和77mm的缸內活塞行程,細長的缸體設計使得該發動機可以獲得更高的壓縮比。 12:1的壓縮比不僅可以提高發動機的經濟性還有助于動力性的提升。而且,83mm缸徑與77mm沖程比更接近于1的設計使得發動機整體性能更加均衡。

當然,豐田引以為傲的連續可變正時氣門“Dual VVT-i”自然必不可少,它最大的優勢就是保證發動機即便在低轉速時仍然可以獲得足夠的扭矩輸出。得益于加入了D-4缸內直噴技術,4GR-FSE發動機可以擁有渦輪增壓發動機般寬廣的扭矩輸出平臺。這也使得該發動機可以再在初段和中段獲得充沛的動力。以雷克薩斯IS250為例,雖然其6400rpm時可以爆發出153kW的最大功率,但是252Nm的峰值扭矩只需要發動機在4800rpm時就能夠全部爆發,而且1500rpm左右時可以保證80%的扭矩輸出,2000rpm左右時將會提供90%的扭矩輸出。

總體上講,這款發動機可以說是GR系列中表現最為均衡的一款。雖然排量只有2.5L,但是8.2s的0~100km/h加速成績和9L/100km的油耗則展現了其比肩3GR-FE發動機充沛的動力輸出和比5GR-FE發動機更高效的燃油經濟性。

拍攝當天可謂是一波三折,早高峰時段我冒著小雨橫跨半個四環路去接我們的攝影師。出門后面對著全紅的東四環,我將駕駛模式調至ECO模式,這讓本就腳感略重的IS250 F-Sport油門踏板變得更加沉重。轉速表上你可以清晰地看到6擋手自一體變速器始終小心翼翼地維持著發動機以較低的轉速狀態運轉。懸架方面,IS250則表現出了雷克薩斯一貫的水準,細小的顛簸都會被處理得非常干凈。在如此擁堵的路況中,這臺V6發動機所表現出的平順與安靜是惟一能讓我感到愜意的事情。

隨著路況逐漸變好,車速也在不斷提高,80km/h情況下發動機的轉速只有1250rpm。此時,我將模式調至NORMAL模式,油門和變速器的響應瞬間變得輕快許多,得益于較低且寬廣的扭矩爆發區間,只需輕踩油門踏板你就能感覺到充沛的動力響應,而且這一切來得都是那么柔順,應對日常道路行駛絕對游刃有余。

終于,經過了近2個小時的車程和又一次刷新紀錄的等待時間,我終于接到了我們的攝影師,惟一讓我感到一絲欣慰的就是好在風云變幻的不僅是我的膀胱,還有撥開烏云的那一抹陽光。

進入山路,沒有理由不讓那塊可以左右平移的儀表盤變成紅色。隨即我將旋鈕調至SPORT模式,發動機、變速器和油門踏板也變得更加積極,駕駛激情立刻被點燃。直道加速方面這臺發動機的表現只能說是中規中矩,中段的提速還是比較明顯,但是后程可以明顯感覺到發動機有些疲軟,畢竟2.5L的排量還是有些偏小。

連續低速過彎中,IS250立刻展現出了穩健的整體動態表現,其中懸架系統的功勞自然不可辱沒。前雙叉臂懸架經過改良后穩定桿剛性提高20%,后多連桿懸架則采用了簧筒分離式設計,整體更加偏重于運動性。出彎后,我全力踩下油門踏板,變速器的響應十分警覺迅速連降兩擋。高速過彎中,IS250的極限范圍比我預想中的要高,你能夠清晰地感覺到其精準的轉向和線性的車身軌跡。隨后,我將變速器變為手動模式,配合著換擋撥片將發動機轉速保持在4500rpm。這時IS250 F-Sport變得更加活躍起來,油門踩到底的話,直到6300rpm時發動機才會強制升擋。偏運動的懸架設計不僅可以減少車身在彎道中的側傾,而且彈簧的回彈表現極佳,始終保持車身擁有較為穩定的姿態。很快,我們到達了目標地點,接下來我則要感受一下全新Q50能給我帶來什么驚喜。

可以說英菲尼迪Q50剛推出時官方宣傳最多的就是那套大名鼎鼎的DAS線控轉向技術和一大堆高科技般的主被動安全系統。但是說實話最吸引我的卻還是那臺3.7L V6發動機,雖然這臺發動機已經服役N年,但是它至今仍是V6自然吸氣發動機中最強勁的代表之一。

啟動發動機后Q50默認的模式為標準,即便如此這臺3.7L V6發動機仍然表現得極為亢奮,變速器的響應也非常靈敏。半腳油門下去,轉速表上的指針并不像增壓車型那樣活躍,但是強有力的推背感已經將你按在了座椅上。這才是一臺大排量的自然吸氣發動機應有的水準。山路中得益于前后較寬的輪距,高速中車輛非常穩健,彎道中也有著不錯的表現。

此外英菲尼迪還提供了運動、經濟、雪地以及個性模式讓駕駛者選擇,而且每種模式不僅可以改變發動機和變速器的響應,還可以改變DAS的轉向力度和響應速度。可以說每種模式之間的差別還是非常明顯的。

標準模式已經無法滿足我的欲望,我迫不及待地將按鍵推向運動模式。該模式下,VQ37HR發動機幾近瘋癲的狀態令我著迷。這臺3.7L V6發動機可以說有著極為狂躁的動力輸出,這也是你在自然吸氣發動機中很難體會到的風格。它比增壓發動機輸出更加線性,但是又比普通自然吸氣發動機亢奮。油門踩到底,看著轉速表的指針在不斷攀升,直至7000rpm時258kW的最大功率才會爆發。當然,此時伴隨我的還有那儀表盤上不斷頻閃的VDC警示圖標。得益于7擋手自一體變速器,換擋平順且敏捷,而且你幾乎感覺不到任何遲滯和扭矩不足的情況發生。此時,渾厚的排氣聲浪已經在山谷中回蕩開來。

懸架方面,我認為Q50并沒有繼承先輩G系列Sedan的運動基因,甚至比剛才的IS250 F-Sport調校還偏軟,可能是因為這代Q50更加趨向家用的原因。高速入彎中,車身的側傾比較明顯,好在底盤扎實、懸架的韌性不錯彌補了一定的不足,而且英菲尼迪標志性的寬大且厚實的座椅包裹性極佳,支撐力度十足。

再來說下DAS,作為世界上第一款搭載線控轉向技術的量產車型Q50可謂是出盡了風頭。但是,對于這套DAS轉向系統外界的反響褒貶不一。喜憂參半是我個人對它的評價。可對轉向力度和響應速度分別調整的設計非常體貼,你既可以讓你手中的這個方向盤像奧迪一樣輕巧,也可以讓它變成無轉向助力的廂式貨車。運動模式下,方向盤只需要很小的轉向幅度就能通過彎角的感覺很棒,只是此時的方向盤感覺過于沉重。而且只有Q50S車型才會配備換擋撥片,所以激烈駕駛時難免會對換擋操作造成不便。另外,也許你和我一樣希望通過方向盤獲得與路面的交流,但是Q50細膩、精準且不會因為路面的顛簸帶來任何的震動的轉向特點徹底阻斷了我和路面的溝通。也就是說,即便前輪掉進了坑里你的方向盤也會紋絲不動地“站”在那里。當然,也有人說過這是我思想守舊不愿意接受新鮮事物的偏見。只是在我看來,既然熱愛駕駛我還是希望能夠和車進行更多的交流。

如今,性能V6自然吸氣發動機在豪華品牌中已經越來越稀少,就連德國的幾位大佬們也紛紛轉投增壓陣營。日前,英菲尼迪推出了全新的3.0T發動機,雷克薩斯也即將推出2.0T的IS車型,在當今環境下增壓發動機看來已經是大勢所趨。只是在我看來,V6自然吸氣發動機線性的動力輸出、平順的發動機運轉以及它所帶給駕駛者的那種純粹、原始的駕駛感受是那些增壓發動機所永遠無法替代的。

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