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文档简介

2014 年款年款 Panamera 1 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 1 发动机发动机 1.1 基本信息基本信息 第一代 Panamera 车型已在动力和驾驶动态方面树立了标准。新款 Panamera 车型 的驱动单元重点专注一件事情:不断优化效率。具体而言就是在显著降低耗油量的 同时实现更好的性能指标。 为了调和这些看似矛盾的目标,采取了大量措施来积极影响效率和动力。 例如,改进的自动起动/停止功能现在可确保车辆在以低于 7 km/h (4 mph) 的速度 滑行至交通信号灯或交叉路口停止时关闭发动机。 Panamera S、4S 和 4S Executive 中的新型 3.0 升 V6 双涡轮增压发动机始终采用 小尺寸设计,实现了卓越性能和超高效率的完美融合,给人留下深刻印象。滑行 功能允许发动机与变速箱断开连接,因此,所有衍生车型几乎都能实现无阻力 “滑行”。 新款 Panamera S E-Hybrid 在效率和动力方面是一大亮点。车辆的新型锂离子蓄电池 可采用外部电源充电。结合更强劲的电机,车辆的性能得到显著提升。 发动机综述 3.0 升 V6 柴油发动机 3.0 升 V6 双涡轮增压发动机* 3.6 升 V6 自然进气发动机 3.0 升 V6 机械增压发动机 4.8 升 V8 自然进气发动机 4.8 升 V8 涡轮增压发动机 * 本手册中介绍的发动机 1.1 基本信息基本信息 1 1.2 V6 柴油发动机柴油发动机 2 1.3 Panamera S 和和 4S 26 1.4 Panamera/Panamera 4 51 1.5 Panamera S E-Hybrid 52 1.6 Panamera GTS 53 1.7 Panamera Turbo 54 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 2 1.2 V6 柴油发动机柴油发动机 新款 Panamera Diesel 将运动性和经济性融于一体。带可变几何涡轮 (VTG) 的 3.0 升 V6 涡轮增压柴油发动机兼具动感和效率,能够输出 184 kW (250 hp) 的功率且最大 扭矩可达 550 Nm。共轨燃油喷射系统以高达 2,000 bar 的压力实现燃油直喷。后轮 驱动 Panamera Diesel 标配 8 速 Tiptronic S 变速箱。耗油量极低,仅 6.3 l/100 km。 1_01_14 Panamera/Panamera 4 单位单位 2013 及及 之前年款之前年款 2014 年款年款 增量增量 3.0 升升 V6 cm 2,967 2,967 = 最大功率及对应的发动机最大功率及对应的发动机 转速转速 kW/hp, rpm 184/250 3,8004,400 184/250 3,8004,400 = 最大扭矩及对应的发动机最大扭矩及对应的发动机 转速转速 Nm rpm 550 1,7502,750 550 1,7502,750 = 最高时速最高时速 km/h (mph) 242 (150 mph) 244 (152 mph) +2 加速度加速度 0-100 km/h (0-62 mph) s 6.8 6.8 = 耗油量(综合耗油量(综合 NEDC) l/100 km 6.5 6.3 -0.2 CO2 排放量排放量 g/km 172 166 -6 3 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 保时捷使用柴油发动机的第一款标准量产车是 2009 年款 Cayenne。这是第一代 3.0 升 V6 柴油发动机。此第一代柴油发动机还安装于 2011 年的新款 Cayenne 中, 但进行了大量改进,包括燃油系统和发动机机油泵的改进并且其重量减轻约 25 kg。 这些改进也整合到了 2012 年款及之后的采用第二代 3.0 升 V6 柴油发动机的车辆中。 此发动机还用于 2014 年款 Panamera Diesel。 最重要改进一览最重要改进一览 发动机气缸体由蠕墨铸铁制成,气缸盖由铝制成,油底壳上部由压铸镁制成 EURO 5、EURO 4、EURO 3(特定于国家/地区) CO2 排放量 167 g/km,EURO 5 涡轮增压柴油发动机带可变几何涡轮 (VTG) Bosch 共轨 CP 4.2 每气缸四个气门 中央涡流活门 两件式链条传动装置 热量管理 配有按需控制机油泵的湿式油池润滑 相比传统灰铸铁,蠕墨铸铁的强度高 一倍,重量轻 15% 左右。 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 4 3.0 升升 V6 柴油发动机的技术数据柴油发动机的技术数据 发动机型号 90 V 形柴油发动机 发动机编号字母 CRC 气缸总数 6 每气缸气门数 4 涡轮增压器 霍尼韦尔涡轮增加技术 (HTT) GT 2260,带可调式导向叶片 有效排量 2,967 cm3 缸径 83 mm 冲程 91.4 mm 压缩比 16.8 :1 最大功率 184 kW/250 hp 对应的发动机转速 3,800 4,400 rpm 最大扭矩 550 Nm 对应的发动机转速 1,750 2,750 rpm 最大单位容积功率 62.0 kW/l (84.26 hp/l) 怠速转速 700 rpm(空调不运转) 发动机最大转速 4,600 rpm 发动机限速方式 发动机控制(燃油喷射量) 发动机重量 195 kg 型号 6 缸 90 V 形发动机 曲轴箱 蠕墨铸铁 GJV 450 曲轴 锻造,由 4 个轴承支撑,错开曲柄销式设计 曲轴轴承 双体轴承,直径 65 mm 连杆轴承 双体轴承,直径 60 mm 活塞 铸铝,采用盐芯冷却通道和喷油冷却方式 活塞环 2 个压缩环,1 个刮油环 气缸 GJV-450,采用专用夹具珩齿工艺和 UV 光子辐 照工艺 5 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 气缸盖 铝制,整体式,凸轮轴的双固定鞍座错开 气门排列 2 个并列顶置进气门 2 个并列顶置排气门 气门控制 摇臂 气门间隙 液压气门间隙补偿 气门直径 进气门 28.7 mm 排气门 26.0 mm 进气门升程 9.0 mm 排气门升程 8.88 mm 凸轮轴 组合式空心钢凸轮轴 凸轮轴传动装置 套筒链 进气门打开的气门正时 TDC 后 11.5 进气门关闭的气门正时 BDC 后 7.5 排气门打开的气门正时 BDC 前 37.5 排气门关闭的气门正时 TDC 前 15.5 冷却液 16.5 升到 19 升 发动机润滑 配有两级体积流量控制叶片泵的压流润滑 机油冷却 配有节温器控制旁通管的机油/水热交换器 机油滤清器 位于机油泵后方的压力侧 怠速运转时的机油压力: 至少 1.8 bar 的过压(里程超过 1,000 km) 2,000 rpm 时的机油压力: 至少 2.5 bar 的过压(里程超过 1,000 km) 机油压力指示 通过仪表组发出警告 机油油位检查 通过仪表组/PIWIS 检测仪 2 或机油油位表检测 仪 T40178 机油量 8.7 升 机油更换量(含滤清器) 7 升 机油规格 依照技术参考资料 点火顺序 1 - 4 - 3 - 6 - 2 - 5 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 6 功率和扭矩曲线 如上所述,所作改变主要以降低排放量和耗油量为目的。 尽管新型发动的最大扭矩与前代发动机的 550 Nm 相同,最大功率也仅略微增加, 但其功率和扭矩曲线都得到了优化。这可以在下面两个功率和扭矩图中看出: 第 1 代 3.0 升 V6 柴油发动机 01_02_14 第 2 代 3.0 升 V6 柴油发动机 01_03_14 1 扭矩 (Nm) 2 功率 (kW) 1 1 2 2 7 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 曲轴箱曲轴箱 1_04_14 在动力输出侧,曲轴箱通过一个铝制密封凸缘(正时箱盖)密封。 气缸 1 位于右侧动力输出侧的对面(沿行驶方向)。 在专用夹具珩齿工艺中,使用一种专用夹具来模拟气缸盖;对气缸套表面进行机 加工时,该专用夹具通过螺钉固定到气缸体上。这基本可以消除后来因拧紧气缸 盖螺钉而导致气缸套发生的所有静变形。完美的圆孔使得活塞环预应力显著降低。 气缸体的最后处理步骤是前代发动机所使用的 UV 光子辐照工艺。激光束熔化气缸 套的表面,使氮气渗透材料。这使得气缸表面变得平滑而坚固。 1 2 3 1 气缸体气缸体 90 V 形气缸曲轴箱 蠕墨铸铁 (GJV 450) 制成的均质单体 凭借厚壁的不断减少和设计优化, 气缸体的重量减轻 8 kg 气缸套的最终机加工先采用专用夹具珩 齿工艺,再采用 UV 光子辐照工艺 2 梯形车架梯形车架 由球墨铸铁 (GJS 600) 制成的坚固梯形 车架 曲轴箱的加强件 主轴承总成 3 油底壳上部油底壳上部 由压铸镁制成 气缸体和油底壳之间的隔离装置位于 曲轴箱中间 塑料挡板用于在油底壳中沉淀机油中的 杂质 机油油位和机油温度传感器位于由钢板 制成的油底壳的下部(未显示) 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 8 曲轴传动装置曲轴传动装置 1_05_14 由材料 42 CrMoS4 制成的锻造曲轴使 90 V 形发动机实现了错开曲柄销式设计, 以获得相同的点火开关间距。 曲轴冲程为 91.4 mm。曲轴由四个轴承支撑,主轴承 3 设计为止推轴承以补偿轴 向间隙。 主轴承销和连杆轴承销均经过感应淬火,以确保具备足够的强度,错开曲柄销区 域借此以抗剪效应形式提出重大挑战。 可通过去除中部配重并采用顶销减重孔来减轻重量。 出厂时已经为气缸体和轴承盖分配了正确公差组的轴瓦。轴瓦上的彩色圆点用于 进行标识。 1 错开式连杆轴承销 2 冷却油环通道 3 项目 4 曲轴的横向孔 4 连杆轴承的机油供给孔 5 梯形连杆 6 平衡轴 1 2 3 4 5 6 在 6 缸发动机中,点火开关的间距为 120。由于两个气缸列之间呈 90 V 形 角,因此三个曲轴轴颈需要 30 的曲轴 弯程。这种类型的曲轴被称为“错开曲柄 销式曲轴”。 9 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 活塞和连杆 1_06_14 锻造连杆以一定的斜角分裂开。由于连杆在断裂过程中分裂(裂解),因此连杆轴 承盖仅安装在一个位置且仅位于正确的连杆上。 铝活塞经过特别设计,结合盐芯冷却通道和喷油冷却方式,使凹槽边缘和环封套能 够实现最佳的冷却效果。这样,高热负荷将在点火压力达到 185 bar 时被抵消。 盐芯冷却通道通过如下工艺形成,即:在铸造铝活塞的过程中注入易溶盐芯以形 成冷却通道(参见图 1_07_14)。 该通道通过曲轴箱上安装的喷油嘴获得机油(参见图 1_08_14)。活塞运动产生 振动器效果。从而产生大量热交换。进入活塞的大约一半热量被释放到带冷却通 道的活塞的机油中;其余热量通过环形截面和活塞柄消散到气缸壁。 1 2 3 4 A B 1 连杆轴承盖 2 轴瓦 3 连杆 4 活塞 1_08_14 1_07_14 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 10 皮带传动装置皮带传动装置 1_09_14 1 发电机 2 冷却液泵 3 助力泵 4 空调压缩机 5 减震器 6 张紧器 7 导向轮 与第一代相同,皮带传动装置连接曲轴、三相发电机、冷却液泵、助力泵和空调 压缩机。不同的是,液压张紧装置已由机械弹簧式张紧器所替代。 导向轮和张紧轮使用由聚乙烯制成的双面 V 形皮带。 1 2 3 4 5 6 7 7 7 11 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 链条和气门传动装置链条和气门传动装置 1_10_14 第一代 3.0 升 V6 柴油发动机的变速箱侧双轨链条传动装置在新型 V6 柴油发动机 中得到进一步优化。链条和传动链张紧装置数目从四个降至两个,因此省略了中间 链轮。 在正时传动机构中,具有 206 个链节的相对较长套筒链用于驱动两个进气凸轮轴。 为了消除链条在使用期限内变长的情况,链销还附带了耐磨涂层。 辅助传动链也设计成套筒链。它为内部 V 形槽后部的燃油高压喷射泵以及同一壳体 内的机油与真空混合泵提供动力。因此,不再需要齿带传动装置来为安装在第一 代 3.0 升 V6 柴油发动机前部的燃油高压泵提供动力。 由于燃油高压泵驱动轴上的链轮可沿轴向移动,因此,尽管发动机安装在新的位 置,仍能进行组装和拆解。 1 凸轮轴和平衡轴的正时链条 2 燃油高压泵 CP4.2 3 平衡轴 4 正时链条的传动链张紧装置 5 辅助传动机构的传动链张紧装置 6 曲轴 7 辅助传动机构的正时链条 8 两级体积流量控制机油泵 9 真空泵 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 12 气缸盖气缸盖 1_11_14 气缸盖设计已完全颠覆。四个凸轮轴轴承座不再整合到气缸盖中,而是通过螺钉与 四个轴承盖一起拧紧到气缸盖上。 四气门燃烧过程沿用前代车型,进气侧有一个涡流口和一个进气道,气缸盖的排气 管有两个排气口。进气口的涡流和流量特性得到进一步优化。 A 机油分离器模块 B 压力调节阀 C 细机油分离器 D 封盖 E 涡流 F 闭合弹簧 a 窜气入口 1 组合式空心凸轮轴 2 具有齿隙补偿的直齿轮 3 具有液压气门间隙补偿的摇臂 4 凸轮轴固定鞍座 5 电热塞 13 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 凸轮轴 1_12_14 组合式空心凸轮轴也为轻量级概念做出了贡献。第一代采用三个组合式凸轮轴和 一个实心凸轮轴,以便能够在驱动燃油高压泵时吸收力和振动,而第二代则采用 四个组合式空心凸轮轴。 为优化气门驱动的摩擦特性,凸轮轴轴承直径从 32 mm 减至 24 mm。 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 14 齿隙补偿 1_13_14 凸轮轴具有齿隙补偿功能。 每个凸轮轴的直齿轮都包括两个部分。 宽直齿轮 (3) 通过收缩配件以过盈配合的方式安装到凸轮轴 (4) 上,并且前侧有几 个斜面。 窄直齿轮 (2) 具有拼接凹陷,可以沿径向和轴向移动。 规定的轴向力通过碟形弹簧产生 (1)(参见图 1_13_14),同时其还通过斜面将轴 向运动 (a)(参见图 1_14_14)转换为旋转运动 (b)。这种运动将导致两个从动直齿 轮的齿发生偏置,从而产生齿隙补偿。 1 碟形弹簧 2 窄直齿轮 3 宽直齿轮 4 凸轮轴 1_14_14 15 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 气缸盖中的通风道 如果喷油器密封环 (4) 周围区域发生泄漏,增压气体可以经通风道从燃烧室排出。 通风道位于排气歧管上方的气缸盖中。 1_15_14 通风道能够防止燃烧室中的过压通过曲轴箱通风系统到达涡轮增压器的压缩机侧, 并防止因过压而可能导致故障。 一个或多个通风道发生机油溢出表明喷油器上用于密封喷油器孔以防止机油泄漏的 O 形环发生故障。 1 喷油器 2 O 形环 3 通风道 4 铜密封环 01_16_14 通风道 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 16 机油泵机油泵 使用叶片泵作为机油泵。该泵的供给特性可通过安装的可旋转调节环进行更改。 这样便可以实现对体积流量的控制,从而根据发动机负荷和转速减小所需的驱动力。 1_17_14 机油压力可通过控制面 (1) 和 (6) 施加到该调节环 (2) 上,而调节环在控制弹簧 (5) 力的作用下旋转。 1 控制面 1 2 调节环 3 支承 4 叶片 5 控制弹簧 6 控制面 2 7 供油空间 a 作用机油压力 17 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 低供油速度 在低转速范围内,实现机油压力控制的通电(端子 15)电磁阀在得到发动机控制 模块的接地信号后启动,并打开通向调节环第二个控制面 (6) 的油道。两股机油流 随后以相同的压力作用于两个控制面。产生的力大于控制弹簧的力。调节环按逆时 针方向旋转,从而缩小叶片之间的供油空间 (7)。 将根据发动机负荷、发动机转速、机油温度和其他工作参数切换较低压力水平, 以减小机油泵的驱动力。 高供油速度 根据转速与扭矩关系图谱,DME 会将实现机油压力控制的电磁阀从接地连接断开, 从而关闭通向控制面 2 的油道。这样,当前机油压力将仅作用在控制面 1 上,并以 较小的力与控制弹簧的力相抵。然后,控制弹簧使调节环沿顺时针方向绕支承转动。 此时,调节环从中心位置转出,从而增大各个叶片之间的供油空间。 因为叶片之间有了更大的空间,所以可以供给更多的机油。机油流量增加后,会受 到来自机油孔和曲轴轴承间隙的阻力,从而使机油压力增大。这便实现了具有两个 压力级的体积流量控制机油泵。图 1_18_14 显示机油温度为 100 C 时的机油压 力特性。 1_18_14 断电 已切换 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 18 真空泵真空泵 真空泵位于油底壳中,并通过法兰直接连接到机油泵。它通过带转动叶片的转子 产生真空。 1_19_14 油底壳中真空泵的安装位置具有以下优势: 摩擦优化驱动 重心降低 车辆发动机与发动机舱盖之间的空间增大,行人保护功能增强 真空经油底壳上部的浇注道导入外部用螺钉拧紧的真空管路。从而向连接的部件 (特别是真空制动助力器)提供所需的真空。 1 球形阀 2 机油泵盖 3 驱动轴 4 叶片 5 调节环 6 控制弹簧 7 机油泵壳体 8 吸入管路 9 真空泵壳体 10 球形阀 11 带真空泵叶片的转子 12 真空泵盖 19 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 曲轴箱通风曲轴箱通风 发动机通风系统的机油分离系统从内部 V 形槽转移到气缸盖,包括气缸盖罩中的 粗细机油分离器。两个曲轴箱通风口导向压力调节阀,并从压力调节阀导向涡轮 增压器的进气侧。 粗机油分离器使用迷宫式装置预清洁窜气后,涡流口产生快速旋转的气体。结果 是,最小油滴因离心力的作用而抛入涡流口,并从涡流口流回气缸盖。 1_20_14 压力调节阀 压力调节阀调节曲轴箱通风系统的气流和压力补偿。其位于涡流口背后,属于弹簧 膜片阀。控制口与进气歧管相连。进气歧管压力作用于膜片,从而开启阀门。 当节气门关闭时,进气歧管中存在真空。在真空的作用下,压力调节阀关闭以对 抗弹簧力(参见图 1_21_14)。如果压力调节阀发生故障(膜片故障)(参见图 1_22_14),则可能损坏旋转轴密封件。如果压力调节阀未关闭,则曲轴箱内会蓄 积过量真空(通过进气歧管)。旋转轴密封件向内拉,因此可能产生泄漏。 如果阀门未打开,则曲轴箱内会蓄积过量压力。这也会损坏轴密封环。 1_21_14 1_22_14 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 20 机油冷却器机油冷却器 机油冷却器还包括机油侧的机油冷却器旁路,以支持热量管理。冷却液始终流过机 油冷却器。 旁通管在机油温度小于 103 C 时通过蜡膨胀元件打开。机油的主要体积流量流过 机油冷却器。 1_23_14 1_24_14 1 2 1 驱动轮支座 2 节温器 1 2 3 4 5 6 1 冷却液泵壳体 2 气缸体 3 顶销 4 由膨胀元件组成的节温器 5 导套 6 压缩弹簧 21 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 机油回路机油回路 1_25_14 1 凸轮轴轴承 2 补偿元件 3 传动链张紧装置 4 涡轮增压器 5 油雾分离器 6 止回阀 7 节流点 8 喷嘴 9 主轴承 10 节温器 11 热交换器 12 机油温度传感器 13 滤清器旁通阀 14 机油滤清器 15 用于降低机油压力的机油压力开关 16 机油压力开关 17 电磁阀 18 真空泵 19 机油泵 20 过载保护阀 21 轴承销,机油泵驱动轮 22 进油滤网 23 机油油位传感器 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 22 冷却系统冷却系统 1_26_14 1 独立加热模式切换阀(选装), 辅助加热器切断阀 2 加热器热交换器 3 自动变速箱油热交换器 4 自动变速箱油热交换器的切断阀 5 独立暖风系统/辅助加热器的温度 传感器 6 独立暖风系统(选装)/辅助加热器 7 加热器热交换器的电动冷却液泵 8 止回阀 9 止回/通风阀 10 冷却液膨胀箱 11 止回阀 12 发动机气缸体 13 气缸盖,气缸列 2 14 DME 冷却液温度传感器 15 气缸盖,气缸列 1 16 EGR 冷却器 17 机油温度传感器 18 机油冷却器 19 冷却液切断阀 20 用于热量管理的冷却液温度传感器 21 机械冷却液泵 22 图谱控制式节温器 23 散热器出口冷却液温度传感器 24 散热器风扇 25 冷却液散热器 23 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 热量管理 柴油发动机达到所需工作温度需要的时间比汽油发动机长。燃油在燃烧室内燃烧时 产生的热损失低于汽油发动机,因此耗油量特别低。 尽快使发动机预热将提供巨大的额外省油潜力。为加快这一过程,Panamera Diesel 配备了全面的热量管理系统。该新颖冷却理念提高了效率。这主要通过以下方面 实现: 发动机处于工作温度时气缸盖温度低(主要), 发动机处于工作温度时发动机气缸体中的冷却液温度高达 105 C(同时), 并且 能让柴油发动机尽快升温。 冷却系统的要求通过以下措施得以实现: 使用采用分流式冷却概念的却系统(见下方) 使用燃油辅助加热器 这一冷却概念还包括机油侧机油冷却器旁路,该旁路通过节温器切换,以进一步 加快预热。 分流式冷却概念 第二代柴油发动机使用采用分流式冷却概念的冷却系统来实现上述目标。冷却液 将流过两个并行独立冷却系统中的气缸体和气缸盖。 1_27_14 1_28_14 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 24 位于内部 V 形槽前端持续运转的冷却液泵将气缸体中的冷却液输送到发动机单元 的出口侧。此处,体积流量将在气缸盖和气缸体之间分流,然后在流经这两部分 系统之后,流回冷却液泵的进口侧。 为了快速加热发动机气缸体,冷却系统由以电控气动方式启用的冷却液切断阀分 隔为气缸体和气缸盖冷却系统。 1_29_14 气缸盖冷却 气缸盖冷却系统包括: 两个气缸盖的冷却液室 机油和 EGR 冷却器 自动变速箱油热交换器 带 PTC 辅助加热器的加热器热交换器 燃油辅助加热器或 独立暖风系统(选装) 带可加热蜡膨胀元件的单级图谱控制节温器可用于控制气缸盖温度。 1 球形阀 2 下拉室 3 机油热交换器 25 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 气缸体冷却 可通过每侧的一个止回阀在气缸列外侧向气缸体提供冷却液。DME 控制单元根据 用于热量管理的冷却液温度传感器发出的温度信号启用阀门。当冷却液切断阀打 开时,冷却液只能流过气缸体。当冷却液切断阀打开时,冷却液从气缸体流向散 热器。当节温器关闭时,冷却液从节温器流入膨胀箱;当节温器打开时,冷却液 经冷却器流回冷却液泵。 止回阀 止回阀阻止冷却液在两个气缸列之间回流,以避免气缸体意外散热。 止回/通风阀 气缸列的水套通过气缸盖密封垫与气缸盖中的歧管相连。这可确保气泡即使在冷却 液不流动的情况下也能离开系统最高点处的气缸体系统。通风管从歧管导向通风 阀,该通风阀将气缸盖系统的永久通风系统与气缸体系统的通风系统互相连接起 来。通风阀借助浮球将两部分系统彼此密封起来。一旦气缸体系统进行了通风, 则热量也将不可能通过永久出风口从冷却系统中散发。该阀同时还具有止回阀的 功能。 1_30_14 1 从气缸盖冷却回路到膨胀箱 2 从气缸体冷却回路 1 2 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 26 1.3 Panamera S 和和 4S 新款 Panamera S 和 4S 车型由新型 3.0 升 V6 双涡轮增压发动机提供动力。 该单元基于前代车型的 3.6 升 V6 自然进气发动机,但除曲轴箱等少数部件外, 其余部件均经过全面的重新开发。 由于 90 V 形布置和极为紧凑的设计,因此保留了 Panamera 的经典轮廓和卓越的 抓地性能。 新型 3.0 升 V6 双涡轮增压发动机始终采用小尺寸设计,实现了卓越性能和超高效 率的完美融合,给人留下深刻印象。 在开发此新型发动机的过程中,特别考虑到了要使单位功率达到最大,同时要使 废气排放量和耗油量达到理想值。 1_31_14 这些发动机具有两款变型,即 V6 双涡轮高增压 (HP) 和低增压 (LP),前者功率为 309 kW 或 420 hp,扭矩为 520 Nm;后者功率为 235 kW 或 320 hp,扭矩为 420 Nm,适用于燃油品质较差的国家/地区。HP 发动机特点是增压压力较高。 27 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 比较比较 V8 自然进气发动机和自然进气发动机和 V6 双涡轮双涡轮 (HP) 由于采用小尺寸设计并增强了自动起动/停止和滑行功能,Panamera S 和 4S 车型 比前代车型更高效、更强劲。 Panamera S 和和 4S 单位单位 2013 及及 之前年款之前年款 2014 年款年款 增量增量 排量排量 cm 4,806 2,997 -1,809 最大功率及对应的发动最大功率及对应的发动 机转速机转速 kW/hp, rpmn 294/400 6,500 309/420 6,000 +15/+20 -500 最大扭矩及对应的发动最大扭矩及对应的发动 机转速机转速 Nm rpm 500 3,5005,000 520 1,7505,000 +20 -1,750-0 最高时速最高时速 km/h (mph) 283/282* (176/175*) 287/286* (178/177*) +4/+4* (+2.5/+2.5*) 加速度加速度 0-100 km/h (0-62 mph) S 5.4/5.0* 5.1/4.8* -0.3/-0.2* 耗油量(综合耗油量(综合 NEDC) l/100 km 10.5/10.8* 8.7/8.9* -1.8/-1.9* CO2 排放量排放量 g/km 247/254* 204/208* -43/-46* 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 28 满载曲线满载曲线 V6BT LP 1_32_14 V6 双涡轮 LP 发动机规格(仅适用于燃油品质较差的国家/地区) 发动机型号发动机型号 (MKB) M46/60 (CWFA) 排量排量 cm 2,997 缸径缸径 mm 96 冲程冲程 mm 69 气缸间距气缸间距 mm 108 压缩比压缩比 9.5:1 最大功率及对应的发动最大功率及对应的发动 机转速机转速 kW/hp rpm 235/320 6,000 最大扭矩及对应的发动最大扭矩及对应的发动 机转速机转速 Nm rpm 420 1,800 限速限速 rpm 6,700 A 扭矩 (Nm) B 功率 (kW) C 发动机转速 (rpm) A B C 29 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 满载曲线满载曲线 V6BT HP 1_33_14 V6 双涡轮 HP 发动机规格 发动机型号发动机型号 (MKB) M46/60 (CWDA) 排量排量 cm 2,997 缸径缸径 mm 96 冲程冲程 mm 69 气缸间距气缸间距 mm 108 压缩比压缩比 9.5:1 最大功率及对应的发动最大功率及对应的发动 机转速机转速 kW/hp rpm 309/420 6,000 最大扭矩及对应的发动最大扭矩及对应的发动 机转速机转速 Nm rpm 520 1,800 限速限速 rpm 6,700 A 扭矩 (Nm) B 功率 (kW) C 发动机转速 (rpm) A B C 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 30 曲轴箱曲轴箱 保时捷 Panamera S 和 4S 的曲轴箱采用两件式“全包”合金结构 (AlSi17Cu4Mg) 设计。在全包设计中,曲轴箱的密封面绝大部分均闭合在气缸盖上。但留有机油和 冷却液的孔和通道。这种设计使整个结构都得到了额外加固。这将减少气缸变形并 有助于降低机油消耗量。 1_34_14 曲轴箱所采用的合金是一种过共晶合金,在这种合金中能够形成硅晶体,从而生 成耐磨表面。气缸衬套通过多次特殊珩磨操作(螺旋滑动珩磨)进行机加工。 31 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 曲轴箱下部与上部一起进行机加工并配成一对。 为尽可能减轻重量,去掉了球墨铸铁轴衬,并减小了壁的厚度。 1_35_14 曲轴箱的上部和下部经低压冷铸工艺制造而成。 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 32 V6 双涡轮增压发动机的轻质结构 正时箱盖由镁制成。由于燃油高压泵的集成式支座,气门室盖采用压铸铝部件。 在技术可行的位置使用铝制螺钉进行螺纹连接。 1_36_14 新款 Panamera S 和 4S 的 V6 双涡轮增压发动机中还使用了 VarioCam 升级版凸轮 轴调节系统。除持续调节进气和排气凸轮轴的气门正时外,该系统还能改变进气门 的气门升程。与直接燃油喷射结合时,可提高输出功率和扭矩值,同时降低耗油 量。新一代 V6 双涡轮增压发动机中还使用了全铝构造的轻质凸轮轴调节器。这一轻 质结构设计减少了旋转质量。调节速度因此提高,发动机的响应更为灵敏。 33 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 曲轴/轴承 落锻曲轴在四个轴承上转动,同时具有六个平衡重。主轴承 3 设计为止推轴承。 轴向间隙由插入轴承半体之间的两个止推垫圈决定。主轴承为直径 64 mm 的双体 轴承。由于曲轴箱的下部由全铝合金制成,因此主轴承得到加固,并已对定位凸耳 进行了改造以避免混淆。 1_37_14 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 34 平衡轴 90 V6 双涡轮增压发动机中产生的一阶自由惯性矩由曲轴箱上的平衡重和平衡轴 上的质量来抵消。由于平衡轴应尽量位于发动机中部下方居中位置,因此它直接 安装在机油泵壳体的旁边。 1_38_14 包含机油泵和平衡轴的模块壳体必须能够在所有发动机运行条件下可靠传输施加的 力和力矩。 平衡轴由滑动轴承支撑。轴与发动机转速相同,旋转方向相反。 35 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 扭转减振器 扭转减振器用于减少曲轴上的扭转振动以及最大限度减小部件应力(例如皮带传动 装置)。 由于涡轮增压直喷汽油发动机会产生较高的气力激发(振动),所以选择了减震 性能最佳的减震器设计。粘性减震器的一个飞轮漂浮在曲轴箱内的硅油中。这就 使得惯性更大的质量能够针对旋转不太均衡的曲轴进行反向运动。 此外,还提供一个经过优化的锁紧孔。 1_39_14 连杆 使用激光束在锻造连杆的大头上形成一个长度为 162.4 mm 的预定断点。连杆在 此点断裂(裂开)。两个部分通过以这种方式形成的断面相互对齐。为防止装配 错误,连杆上还贴有配对号标签并且紧固螺钉的孔偏移。 连杆轴承在端盖设计为双体轴承,在杆端设计为三体轴承。其直径为 52 mm。 连杆轴承通过曲轴箱内的孔供油。 1_41_14 1_40_14 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 36 活塞 1_42_14 锻造活塞设计为铝合金制凹头式活塞。这一特殊轻质设计用于减轻活塞重量,进而 增加发动机活力。 通过丝网印刷 (Ferroprint) 涂覆的掺杂铁微粒的塑料涂层用于改进磨合特性和提升 抗咬死性能。活塞环的 DLC(类金刚石)涂层减少了发动机摩擦。 气缸列 1 和 2 的活塞有所不同。 活塞顶部凹槽的位置和形状可以使喷射的燃油进行涡旋并与吸入的空气相混合。 气缸盖气缸盖 1_43_14 气缸盖和凸轮轴支座组成共有部件,实现横流式冷却。 37 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 气门驱动的技术数据 进气门直径 38.3 mm 进气门 1 大升程 10.3 mm 进气门 1 小升程 3.6 mm 进气门 2 升程 2.5 mm 排气门直径 33.0 mm 排气门升程 9.85 mm 进气门角度 13.5 排气门角度 15.4 喷油器安装角度 29.0 凸轮轴轴承直径 28.0 mm 1_44_14 为了确保换气循环正常并能够实现所需的气门升程调节,进口侧的凸轮轴轴承比 出口侧的凸轮轴轴承高 9 mm。此布置可优化进气口。 以这种方式设计冷却系统的目的是让承受高热负荷的零配件得到最佳冷却。 气缸盖由 AlSi7Mg 制成。 1 排气侧 2 进气侧 3 可切换挺杆 4 排气门挺杆 1 2 3 4 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 38 带气门升程调节的凸轮轴控制装置(VarioCam 升级版) 由于对可变气门驱动的要求较高,Panamera S 和 4S 的 V6 双涡轮增压发动机的进 气和排气凸轮轴首次使用了 VarioCam 叶片式调节器。由于排气调节器必须在发动 机关闭时逆发动机旋转方向进行调节,所以额外配备了扭转弹簧来辅助调节。两个 叶片式调节器均可通过图谱控制持续调节。 VarioCam 调节范围 进气凸轮轴:50.0 曲轴转角(25.0 凸轮轴转角) 排气凸轮轴:55.0 曲轴转角(27.5 凸轮轴转角) 1_45_14 VarioCam 调节系统的一个新特点是中央气门螺栓。该螺栓的任务是在凸轮轴与叶片 式调节器之间建立力的传输。该螺栓中还集成了 4 向比例控制阀。该阀通过凸轮轴 轴承 1 提供。与凸轮轴轴向对齐的执行器(电动机械电磁阀)负责控制该阀,因此 也能进行调节。 中央气门概念的优势包括提高调节系统的调节速度和控制精度。这可以通过极短的 油道以及因此产生的短控制距离实现。另一项优势是:由于凸轮轴和叶片式调节 器采用中央布置,因此安装尺寸极为紧凑。 3 1 2 1_46_14 39 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 气门驱动装置 1_47_14 进气和排气凸轮轴基圆直径为 34 mm,并具有恒定升程进气位置 (40 mm) 和高压 泵驱动装置 (36 mm)。 两个进气门之间的进气侧实现了不同的升程,以便在燃烧室内获得稳定的充气运动 (涡流)。进气门 1 仍设计为可在 3.6 与 10.3 mm 之间切换,而进气门 2 的升程 恒定为 2.5 mm。所有气缸的排气门升程均为 9.85 mm。 此外,燃油高压泵由两个进气凸轮轴通过冲程为 4.7 mm 的三段式凸轮驱动。 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 40 气门,气门弹簧 1_48_14 V6 双涡轮增压发动机的进气门和排气门的气门杆直径为 6 mm。进气门为单金属气 门,而冲程恒定的进气门还另外经过盐浴氮化处理。排气门为双金属气门,即气门 头和气门杆下部采用的材料与气门杆上部采用的材料有所不同。此外,V6 双涡轮 增压发动机的排气门还加注了钠。 可切换进气门的进气门弹簧设计为锥形双弹簧组。这可以实现非常紧凑的设计。 蜂窝状单弹簧适用于升程恒定的进气门。这可以利用良好的固有阻尼产生非常低 的弹簧力。此处还安装了圆柱形双气门弹簧组,以确保排气门在排气系统中的压 力较高时关闭。 41 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 真空泵真空泵 如果发动机停止节流的情形有增无减,则意味着真空供应已不足以应对不利的条 件(例如,在高海拔和高度动态驾驶条件下,车外空气压力较低)。为此,采用 了由凸轮轴驱动的机械式单叶片泵。 1_49_14 泵供给量为 260 cm/转。 1 进气开口 2 转子 3 辅助负荷连接 4 曲轴箱中的排气门 5 带导块的叶片 6 壳体 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 42 皮带传动装置皮带传动装置 三相发电机、冷却液泵、助力或串联泵以及空调压缩机等辅助装置均由扭转减振 器通过由聚乙烯制成的 V 形皮带驱动。免维护皮带张紧器在所有运行状态下确保 正确的皮带张力。 1_50_14 43 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 润滑油系统润滑油系统 为了在所有驾驶情况下保证可靠的机油供应,Panamera S 和 4S 中的 V6 双涡轮增 压发动机采用整体干式油池润滑系统。油底壳设计成两个部分,即上部和下部。 机油/水热交换器和机油滤清器直接安装在油底壳的上部。 新开发的塑料机油挡油盘根据 V6 BT 的曲轴传动几何进行了调整,并减少了由窜气 引起的机油起泡。 机油挡油盘 1_51_14 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 44 可变机油泵 V6 双涡轮增压发动机还配备按需控制的电子机油泵以减少驱动损失,从而在降低 耗油量的同时提高发动机的效率。机油泵及其供给量在整个发动机图谱上通过压 力和机油量进行控制。换言之,每种发动机工作状态(例如,不同的发动机转速 和负荷)都设定了所需的机油压力和规定的机油量。机油泵巧妙地集成在油底壳 中,由曲轴通过链条直接驱动。 1_52_14 与 V8 双涡轮增压发动机一样,V6 双涡轮增压发动机还有一条用于润滑涡轮增压器 的附加压力机油管路。涡轮增压器吸油泵集成在主机油泵内,以抽取润滑油。 45 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 根据发动机转速、发动机负荷、机油温度和发动机转速预期变化的输入变量,将用 DME 控制单元中的图谱来定义特定的控制阀位置。控制阀位置可用来调节施加于 齿轮上的控制活塞(可轴向移位)的机油压力。另一侧(弹簧活塞)无机油压力, 而只有弹簧力作用。控制阀在未通电状态下会完全打开,因此控制活塞处无机油 压力(通道 B),且齿轮不会发生位移。反之,控制活塞侧在通电状态下会承受机 油压力(通道 A),因此齿轮会发生位移,以抵抗弹簧作用力。 齿轮发生位移后,齿轮的齿只能部分啮合。功率、摩擦力以及能量要求都因此降低。 1_53_14 喷油嘴 喷油嘴安装在曲轴箱的上部,以降低活塞温度。喷油冷却还具有可用于提升气缸衬 套润滑性的好处。为了确保在转速较低和机油温度较高时获得所需的机油压力, 这些喷嘴仅在机油压力为 1.8 bar 左右时打开。 1_54_14 1 主动小齿轮 2 固定齿轮 3 可轴向移位齿轮 4 控制阀 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 46 确定机油油位 机油油位测量会在以下条件的车辆上进行:正在行驶且行驶距离超过 50 km (31 英里)的车辆以及发动机发热(机油温度高于 65C)、水平停放(发动机 关闭时间超过 120 秒)且点火开关打开的车辆。 确定机油加注量 发动机舱盖打开后,机油油位将会重置。当发动机舱盖处于关闭状态时,可立即测 量机油油位。前提条件:机油油温高于 65C 并且发动机关闭时间超过 120 秒。 如果这些前提条件未满足,则多功能显示器上会显示“Oil level available only after short time/distance”(只有在行驶一小段时间/距离后才会显示机油油位)消息。 如果在未满足条件的情况下,在打开发动机舱盖后立即使车辆起步,则必须至少 行驶 15 km(9 英里)或者必须在发动机达到工作温度(机油温度高于 70 C)的 情况下将车辆的发动机关闭 2 分钟并保持点火开关打开,才能在多功能显示器上 查看机油油位。最低与最高标记之间的量差为 1.5 升。如果机油油位指示功能发 生故障,则多功能显示器上会显示“Failure Oil level measurement”(机油油位测 量失败)消息。 自 2014 年款起,机油油位指示器不再显示扇形,而是显示连续条形。如果显示 “MIN”(油位下限)警告,则该警告还包括有关可加注最大机油量的指示。 正常 1_55_14 油位下限 1_56_14 油位低于下限 1_57_14 油位超出上限 1_58_14 47 发动机发动机 2014 年款年款 Panamera 曲轴箱通风曲轴箱通风 燃烧过程中,每个发动机都会将一些燃烧气体吹过活塞,吹向曲轴箱 这些气体称 为

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