v6的发动机试制

V6发动机缸体的试制造车网年02月20日为满足集团发展大功率轿车提供动力的需求，我公司组织技术力量设计和试制了V6发动机，包括从图样设计到零部件试制，直到完成发动机整机装配并点火成功的全过程。本文意在分析试制过程中遇到的问题及对策，与业界共享。V6发动机缸体的试制，首先要解决V6发动机缸体毛坯的问题。缸体毛坯是压铸铝合金，由于缸孔内镶合金缸套，这就增加了压铸毛坯的难度，因为往往在双金属结合处会由于热应力的不同而拉裂，而压铸机模温度和合金缸套预热温度的匹配如何自动控制是V6发动机毛坯是否压铸成功的关键。毛坯的压铸模设计和压铸模加工周期都较长，由于缸体质量大于40kg，根据缸体投影面积来选择压铸机，压铸机吨位要求在2500t以上。压铸机问题解决后，还要选择合适的压铸模设计和制造厂家，由于V6缸体压铸模具尚未做过，我们组织压铸厂、模具制造商和我公司的技术人员进行多次商讨，就压铸工艺、模具制造工艺以及压铸模结构等相关细节达成一致。其他问题，尽可能按照立足国内的原则，充分依靠国内各单位的大力协作，V6发动机缸体毛坯终于压铸出来了。试制背景原公司缸体的结构是直列形式，在柔性生产线上加工。V6发动机缸体不可能利用原有设备加工，另外，由于V6发动机缸体本身各要素的加工精度和相互位置精度高，质量和尺寸也较原缸体大很多，相应对设备的要求也更加苛刻。由于我公司和国内某机床公司有长期友好合作关系，我公司决定V6发动机缸体试制采用通用设备，外协加工。缸体的密封性检测设备由我公司设计制造运到机床公司，便于加工过程中对缸体进行密封试验。我公司选派技术人员和机床公司技术人员组成试制小组，根据机床公司设备来编制工艺、设计夹具和选择刀具。试制流程对于试制样机，先计划少量试制缸体，再根据加工中出现的问题，以后在小批量试制时，对工艺进行有效调整。1．编制工艺原则（1）采取工艺集中方式，对V6发动机缸体的前端面、后端面、左侧面、右侧面、上平面、左缸盖结合平面、右缸盖结合平面以及底平面的所有要素（孔、槽和平面等），无后续精加工工序的，都按在一次定位夹紧中，加工到图样要求。（2）尽可能少用专用刀量具，多用通用刀量具，以降低试制成本。（3）尽可能选用少量机床，以减少加工缸体上下机床的辅助时间和缸体在机床间运输时间。（4）尽可能少设计制造夹具。设计夹具时，保证产品精度为原则，夹具结构尽可能简单，采用手动夹紧，定位尽量考虑在一台夹具上完成缸体的多面加工，夹紧压板夹紧工件位置要适当，防止夹紧元件和加工刀具干涉，以降低试制成本。2．编制工艺（1）选择5台设备，1台汉江机床公司的立式加工中心机床，1台日本的卧式加工中心机床（刀库容量60把刀具，带高精度回转工作台……），1台德国高精度的卧式座标镗床，1台昆明机床公司的T-60卧式镗床，1台立式珩磨机床。（2）专用刀具包括小直径铰刀，特殊螺距的丝锥，用插补法加工主轴承孔曲轴止推面的刮刀，以上刀具由专用刀具供应商设计并定时提供。（3）夹具设计共3套：分别为加工底面夹具、加工前端面夹具（利用高精度回转工作台回转，可分别加工后端面、主轴承孔、左侧面和右侧面）以及加工左缸盖结合平面夹具（利用高精度回转工作台回转，可加工右缸盖结合平面）。（4）编制工序①OP-10，本工序在立式加工中心机床上加工，先加工上平面，铣平为止，上平面在左缸盖平面和右缸盖平面之间，它是缸体毛胚设计的工艺初基准，先铣平。②OP-20，用加工底面夹具，以上平面和两个预压铸定位孔为基准定位，在立式加工中心机床上加工底面孔系，主要有粗、精铣底面；粗、精镗两个定位销孔φ14H7至尺寸；粗、精铣主轴承座结合面；粗、精铣主轴承座结合面及主轴承盖用定位止口；钻、攻主轴承座结合面螺纹孔；钻、铰冷却活塞用的喷咀孔及钻，攻与下缸体连接的螺纹孔等。③OP-30，本工序在卧式加工中心机床上加工，定位基准为底面和底面两个φ14H7定位孔定位，利用高精度回转工作台回转，用加工前端面夹具，在日本卧式加工中心机床上加工前端面，后端面孔系及主轴承孔粗加工。前端面孔系主要有缸体与前链罩结合面的螺纹孔和前链罩结合面的定位孔；主油道前端的堵塞孔；正时链的张紧轮安装孔；水泵安装螺纹孔等。后端面孔系主要有缸体与后变速器结合面的螺纹孔和后变速器结合面的定位孔及主油道后端的堵塞孔等。主轴承孔粗加工（留半精镗和精镗余量），用插补法加工第3档主轴承孔的曲轴止推面。④OP-40，卧式加工中心回转工作台回转加工，加工缸体左侧面孔系。⑤OP-50，卧式加工中心回转工作台回转加工加工缸体右侧面孔系。⑥OP-60，本工序在卧式加工中心机床上加工，定位基准为前链罩结合面和与前链罩结合面两φ14H7定位孔定位，用加工左缸盖结合平面夹具，加工与左缸盖结合平面上的孔系，主要有与左缸盖结合的螺纹孔和与左缸盖结合的定位孔；油道孔及粗、精镗缸套孔（留半精珩和精珩余量）等。⑦OP-70，卧式加工中心回转工作台回转加工：在卧式加工中心机床上加工与右缸盖结合的平面上的孔系，主要有与右缸盖结合的螺纹孔和与右缸盖结合的定位孔；油道孔及粗、精镗缸套孔（留半精珩和精珩余量）等。OP-75工序为按缸孔的顺序安装主轴承盖，保证螺栓拧紧转矩达到图样规定设计值。⑧OP-80，本工序用加工前端面夹具（定位基准为底面和底面两个φ14H7定位孔定位），在T-60普通卧式镗床上刀校主轴承孔两侧面与定位面的距离尺寸，防止曲轴回转时，曲轴主轴颈外侧与其干涉。⑨OP-90，本工序采用加工前端面夹具（定位基准为底面和底面两个φ14H7定位孔定位），在德国高精度坐标卧式镗床上加工主轴承孔，刀具采用山特维克可乐满高精度镗杆和高精度可调切削单元，分别进行半精镗主轴承孔（单边留0.2~0.3mm精镗余）和再精镗主轴承孔达到图样要求，由于刀具和机床等构成的高精度高刚性工艺系统保证了主轴承孔的精度，经三坐标测量机检测结果得出尺寸、位置度以及粗糙度都达到图样的设计要求。⑩OP-100，分别半精珩，精珩左缸孔和右缸孔，再珩平台网纹，按机标平台网纹标准规定验收。结语V6发动机缸体与479直列发动机缸体相比，工序要复杂得多。我们在试制过程各个阶段，始终加强三坐标对缸体各要素的跟踪检测，以控制质量。试制经验加深了我们对V6发动机缸体加工工艺的认识，为今后制定批量生产工艺，建批量生产线，打下了坚实的基础。V6发动机V6是指发动机的缸数及缸排列方式，V6说的是6缸发动机，缸排列为V型，这样排列的每个气缸都相互协调，所以噪音很少，运转很平顺。V形发动机长度和高度尺寸小，布置起来非常方便，而且一般认为，V形发动机是比较高级的发动机，也成为轿车级别的标志之一一般装在中高档轿车上。中文名V6发动机外文名V-6engine具体意义6缸发动机用处中高档轿车分类日本V6、福特V6、奔驰V6目录1.1日产V62.2福特V63.3奔驰V6日产V6编辑V6外观V6发动机是凝聚尖端技术的全新第四代VQ引擎，带来超越同级车的卓越静音性与动力性。早在1988年，日产以羽毛的开发理念开始了全新V6发动机的研制，旨在打造一款以轻量化设计为目标，追求高性能高效率，以最柔最舒畅的方式释放强大动力的发动机，从而为消费者提供完全收放自如的驾驶乐趣。此后，通过不断地革新和升级，这款发动机连续十四年获得美国权威汽车杂志“Ward’sAutoWorld”评选的“十佳发动机”，创造了一个工业史上的奇迹。V6引擎（VQ25DE及VQ35DE）为全新第4代VQ引擎（2.0L装备MR20DE引擎）。该引擎是日产专为其高档车打造，也是全球唯一一款连续14年荣获“世界十佳引擎”称号的传奇引擎，当然也是日产的王牌动力。引擎犹如汽车的心脏，是衡量汽车操控性能的重要因素。为了将凝聚了日产顶尖技术的D平台性能发挥得淋漓尽致，新一代天籁研发团队——“梦之队”依然搬出了日产V6全观看家的王牌动力——VQ引擎。为了进一步提高第三代VQ引擎的性能，“梦之队”根据全球消费者的反馈，对多达9项技术进行改进，从而诞生了第四代VQ引擎，使新一代天籁达到自如的操控性和舒适驾乘性能的绝佳平衡。翻看一下VQ引擎的荣耀之旅就能看出为何新一代天籁的梦之队倚重于它了：装备InfinitiG35、M35、FX35、EX35和NISSANSkyline、350Z等豪华车型，自1994年首次诞生以来，便开始了其光辉的历程——全球唯一连续14年获得美国权威“Ward’sAutoWorld”颁发的“全球十佳发动机”的VQ引擎，在同级别量产车型中完全找不到与之匹敌的竞争对手。媒介的溢美之辞也充分反映了这款世界顶级引擎的绝佳性能：“在任何转速下都有非常轻快的油门反应”（1998年世界十佳引擎获奖评价）；2000年，媒介对它的评价采用了猫的比喻：“像猫一样灵敏的加速、无可匹敌的平顺感，造就了驾驶的最大乐趣；2001年VQ引擎因其“绝无令人不安的震颤、油门反应非常出色，当之无愧的最佳V6发动机”而再获殊荣，而到了2006年，VQ引擎因其“在各档位下都有极其出色的加速感，在任何转速下动力表现都堪称完美”，依旧笑傲世界十佳引擎风云榜。全新第四代VQ引擎利益点：全新第四代VQ引擎动力更强劲，输出更顺畅。技术原理：通过9项技术改进，不仅保持了V型6缸引擎的性能特点，较上一代VQ引擎功率提升7.6%(马力），扭矩提升5%，同时大幅提升燃油经济性。航天级的超低摩擦技术利益点：降低油耗，提高动力效能。技术原理：在引擎活塞表面覆盖达到钻石级硬度的航天级陶瓷材料，并且用于赛车技术的真圆孔缸体加工技术也在制造过程得以运用，较上一代VQ引擎摩擦力降低40%。NICS可变进气控制系统V6图片说明利益点：动力更加强劲。技术原理：新一代天籁还采用了NICS可变进气控制系统(如图6-1)，通过感应器根据引擎转速自动调节进气阀门，提高进气效率，使引擎在中低转速降低噪音，在高转速提高动力输出，较上一代VQ引擎扭矩提升5%C-VTC连续可变气门正时智能控制传送装置利益点：高燃油经济性与高动力完美结合。技术原理：新一代天籁采用了C-VTC连续可变气门正时智能控制(如图6-2)，使引擎能够根据行驶状况，智能控制最佳点火时间，以达到最佳的输出功率和扭矩表现。自动平衡高刚性发动机缸体利益点：降低引擎噪音，行驶平稳。技术原理：新一代天籁通过缸盖、缸体的高刚性化和自适应平衡器的使用，减少引擎振动。福特V6编辑v6是EcoBoost家族的第一个发动机。该发动机第一次亮相是在2007年林肯MKR概念车，使用的名称是TwinForce。该发动机的设计可以输出相当于典型的6.0L或者更大的V8发动机的动力，同时比V8发动机又能提高15%的燃油经济性和降低温室气体排放。在林肯MKR车上，TwinForce概念发动机使用E85乙醇混合汽油（85%的乙醇，15%的汽油）可以输出415马力和542牛.米的扭矩。在2008年底特律车展上，当该发动机再次在林肯MKT概念车上展出的时候，名称变更为EcoBoost。ECoBoost发动于2009年5月19日在福特克利夫兰（Cleveland）发动机第一工厂正式投产。该量产发动机使用福特Duratec35V6发动机机体。燃油供应系统把燃油压力提高到190巴（2150磅），以能进行燃油缸内直接喷射。它使用两个盖瑞特(Garrett)GT15涡轮增压器可以达到170000转/分的转速提供1.06巴（12磅）的压力。该发动机能比自然进气的发动机多消耗超过25%的空气。通过使用直接燃油喷射技术，该发动机只需使用常规级的汽油，虽然推荐使用优质的汽油。EcoBoostV6首先搭载在2010年林肯MKS上，接下来是2010年福特Flex、2010年福特金牛座（Taurus）SHO以及2010年林肯MKT。该发动机的燃油供应系统是与罗伯特·博世有限公司（RobertBoschGmbH）联合开发的。福特在E85乙醇混合汽油直喷和汽油喷油嘴基础上试制出3.5LGTDIEcoBoost发动机，该发动机可以达到305磅（27巴）的制动压力，可调校为在3000转/分时输出约750牛.米的扭力