平治民用引擎系列簡介之三:首嘗V6佈局的M112引擎

平治民用引擎系列簡介之三:首嘗V6佈局的M112引擎

V6引擎是目前眾多中高級車型的引擎佈局形式裡面出現得較晚的一種,世界上首臺V6汽油引擎的概念機出現於1906年,直到1950年才正式被應用到汽車上,如今已經成為中檔車型的標誌性配置。雖然V6的整體尺寸要比直六短,能省出一些引擎艙的空間,對於乘坐空間的佈局本是好事,但實用化被推進得如此之慢,一個很重要的原因是其V6佈局的震動要比傳統的直六引擎大,所以絕大部分的V6引擎均需配備逆向旋轉的平衡軸以抵消這種不安定震動,目前主流的V6引擎採用的夾角大多為15°、60°、90°和120°,而本田的NSX的JNC1和法拉利DINO V6引擎則較為特別地採用75°和65°夾角。世界上首臺被量產裝車的V6引擎是Lancia車廠推出的,被搭載在其Aurelia上;德國車廠們因為一直均以直六引擎作為傳統,讓他們接受V6佈局是較為緩慢的,德國第一臺V6由奧迪推出,安裝第一代A6上;而本文要介紹的M112則在1998年推出,用以接替M104直列六缸引擎。


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圖:這臺便是世界首款量產的V6引擎,1950年投產的Lancia 1.8公升V6引擎,最大馬力56匹。


V6佈局的M112與V8佈局的M113屬於“同一個設計組”出來的產品,兩者同年推出(M113晚幾個月),可以說,M112是M113減少兩個氣缸而來的。兩者的氣缸間距均為106mm,兩列氣缸的夾角均為90°,中缸材質均為鋁合金、缸套均使用Silitec這種硅鋁合金製成,並且連缸蓋的設計都一樣,只是M113的凸輪軸比M112多了一個缸的長度和功能而已。M112的曲軸由四個大瓦點作支撐,與曲軸逆向旋轉且轉速相同的平衡軸被放置在曲軸的上方位置,以抵消120°曲柄角帶來的衝擊力所造成的震動。而平衡軸與凸輪軸均採用鏈條傳動,以保證氣門開啟的精準度和耐用性。


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圖:M112引擎,因為跟V8的M113一起開發,所以很多思路是一致的,例如開放式水道的中缸設計,對於散熱有幫助。


雖然V6引擎在今天來看已經相當普遍,但M112上還是有兩個關鍵設計還是可以介紹一下的,一個是它的可變進氣道系統,另一個則是SOHC配氣機構+雙火花塞的設計。首先是可變進氣道,M112的可變進氣道的進氣歧管由鎂鋁合金製成,比普通的鋁合金要輕。這套可變進氣道系統通過轉速來控制通路,以3500轉為分界點:之前,空氣使用較長的進氣道,保證扭力的充沛;之後,歧管內的一些閥門讓空氣使用較短的氣道,以保證高轉時的進氣填充率。


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還有一個就是SOHC三氣門及雙火花塞設計,也是M112的特色。在它的前任、直列六缸的M104上所配備的配氣機構是DOHC四氣門為引擎進行進排氣工作,而較為特別地,全新的M112則逆潮流而為之,它採用的配氣機構則是單頂置凸輪軸形式、通過兩個進氣搖臂和一個排氣側搖臂分別對進排氣門進行控制,而且搖臂的液壓閥能對氣門間隙進行補償,以保證氣門開啟和關閉的精準度。至於雙火花塞設計,最主要還是為了讓燃油混合氣能充分燃燒,防止失火;兩顆火嘴不會同時跳火,而是會以很少的間隔時間進行引燃,而點火時間則是有ECU管控,也會根據工況而作出不同的配合。但雙火嘴也會帶來活塞過熱的情況,於是專門在中缸上設計了噴油嘴、將機油噴射到活塞下方以幫助冷卻。


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圖:兩顆火花塞被放置於排氣門的左右側,根據實際行車工況進行匹配。


M112引擎一共有五種不同排氣量的參數:2.4L、2.6L、2.8L、3.2L和3.7L,除了3.2L排量中的M112E32ML是由AMG生產外,其他均為自然吸氣、且都由斯圖加特的Untertürkheim工廠負責生產。AMG則為M112E32ML增加了機械增壓器。M112.910首次安裝在1997年的中期改款後的C240(W202)上,排氣量為2398cc,缸徑為83.2mm、衝程73.5mm,最大馬力168匹/5500~6000轉、最大扭力23公斤米/3000~5500轉,壓縮比為10:1。


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2.8L 版本

代號M112E28(M112.920)於1997年開始使用,其通過增大缸徑至89.9mm而令排氣量增加至2.799cc,最大馬力197匹/5800轉、最大扭力27公斤米/3000轉,其搭載車型是C280(W202)上。而經過在此修改的M112.922則使用在中期改款後的S280(W220)、E280(W210)及SL280(R129)上,最大馬力204匹/5700轉、最大扭力27.5公斤米/3000~5000轉。


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圖:M112E28的排氣量雖然放在C280上已經算大排量之列,但如果放到體重更大的R129或者W140這類重型車上,只能算是剛入門級別,S280的百公里加速需要10秒以上。


3.2L 版本

M112E32(M112.943)是應用得最為廣泛的型號,1997年投入使用,缸徑與E28相同的89.9mm,衝程增加至84mm,而連桿則換上了鍛造材質,以適應更大的缸內爆炸力;壓縮比同樣為10:1。最大馬力從190匹~224匹不等,這主要取決於使用的車型:馬力最小的是使用在Viano 3.0 V6(W639)上的190匹;使用在G320(W463)上為215匹;使用在C320(W203)、CLK320(W208)、SLK320(R170)、ML320(W163)及克萊斯勒的Crossfire上均為218匹;放在E320(W210/211)、S320(W220)、SL320(R129)等大中型車型上,最大馬力可達到224匹、而最大扭力則為32.1公斤米/3000~4800轉。


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圖:很多車型搭載過M112E32引擎,例如這臺SL320用的便是最高馬力設定的224匹版本,畢竟是Mercedes的旗艦級開蓬跑車,是不能用低功率版本的。


3.2L AMG版本

之前提到的由AMG負責生產的M112E32ML引擎,其最大變化就是安裝了機械增壓器,而機械參數方面與普通的M112E32相同,但壓縮比只有9:1。此引擎2000年投產後搭載於C32 AMG(W203)上,最大馬力354匹/6100轉、最大扭力46公斤米/4400轉。


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圖:M112系列中最為強大的肯定就是這臺用於C32 AMG上的M112E32ML(M112.961)引擎,使用一具有IHI製造的雙螺桿機械增壓器完成強制進氣,只需5.2秒便可破百。


2.6L 版本

2000年,屬於小排量級別的M112.910退役,交由M112.950接替,這臺引擎的缸徑為89.9mm,但衝程只有68.2mm,屬於短衝程設定,排氣量2597cc,最大馬力170匹/5500轉,扭力則有24.4公斤米,最大馬力部分與E24相同,但峰值提早了400轉產生,最大扭力則延後了1500轉,其實從缸徑與衝程的比例就可以知道,這是一臺馬力型引擎,需要扭力的時候只能繼續深踩油門。該引擎用於新一代的C-Class(W203)C240及CLK240(W209)、E240(W211)上,到2006年退役。


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圖:其實,以C-Class這種中小型級別的FR車型,小排量的V6引擎應該是推重比最佳的動力佈局,但奈何這些年都向小排量發展,偌大的C-Class用上了1.5L直四,多少有點兒不是味兒了,所以我們私底下總是說:買奔馳嘛,預算不夠要麼不買,要買就應該買“大馬拉小車”的型號,例如C300或者C400之類的。


3.7L 版本

M112中排氣量最大的、也是出現得最晚的是M112E37,缸徑再次擴大至94mm,衝程則保留原來的84mm,排氣量為3724cc,壓縮比10。2002年首先搭載於S350(W220)上,最大馬力有245匹/5700轉,最大扭力35.7公斤米/3000~4500轉。之後的ML350(W163)、SL350(R230)等也開始陸續使用。


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圖:2002年的新一代SL-Class SL350便是搭載這臺M112E37引擎作為動力系統,而SL350在2003年曾推出過的Mille Miglia紀念版型號可算是一代經典限量版型號,總計只有12輛


2004年Mercedes推出了全新的M272引擎,但M112並沒完全能停產,直至2007年才將搭載車型位置移交M272。但應該說,M272的整體設計思路依然延續了M112,例如V型90°夾角佈局等,依然使用跟M112一樣的平衡軸,同樣具備可變進氣歧管系統、但配氣機構升級為DOHC四氣門,也加入了VVT,關於M272留待日後再續吧。


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