Отличие VQ35HR от VQ35DE

Как многие знают, на Nissan 350Z ставились 2 разных мотора: VQ35DE ~283 л.с.(дорестайловые Z, 2002-2005 г.в.) и VQ35HR 313 л.с. (рестайловые Z, 2006*-2008). У DE-мотора была еще модификация Rev-Up (Zэтки 2006 г.в. на МКПП: www.drive2.ru/l/8718963/)
*HR в 2006 году был на американских 350Z. В Европе HR это 2007-2008 г.в.

Хотелось бы разобраться, чем конкретно отличается HR- от DE-. Так сказать, свести в одном посте (и комментах) всю инфу.
Итак, многие обладатели Ниссанов и Инфинити не отличают эти моторы, просто видят две цифры «3» и «5» в индексе мотора и/или в названии модели Ниссана или Инфинити и думают, что моторы одинаковые или «почти одинаковые».
VQ35DE cтавился на тучу моделей Ниссана и Инфинити, золотые его времена пришлись на середину 2000-х. Если взять в процентах куда ставился (и ставится) этот мотор, то 52% — это Ниссан, и только 32% — Инфинити, 16% — Рено и Самсунг.
VQ35DE стоит и в русском суперкаре Marussia! Жаль, что сам проект выпуска русского суперкара ныне закрылся (update 07/08/2018: новосибирская контора выкупила часть Марусь и восстанавливает, первая восстановленная Маруся с VQ35DE стоит 10 000 000 руб.: news.drom.ru/Marussia-B1-62657.html)
Интересно, что с появлением VQ35HR пропорция и ориентация установки поменялись: теперь Инфинити c VQ35 стало больше всего – 50%. Ниссан — 40%. Рено и Самсунгу HR не достался. Зато достался Митсубиши – 10%. Неофициально VQ35HR использовал Митсуока на своих тачках "под старину".
Причем ниссановские 40% — это стали только модели для JDM-рынка (Сима, Фуга, Скайлайн). Единственной леворукой моделью Nissan (именно Nissan, не Infiniti) в этих 40%, которой достался HR, – является рестайловый 350Z (2006-2008 г.в.). Больше ни одна леворукая модель Ниссана не удостоилась установки HR. Кстати, потом также стало и с мотором VQ37VHR — единственной леворукой моделью Nissan, которой он достался, стала снова Zэтка, только уже 370Z.
Зная продажи* 350Z по годам —
2002 — 13,253 (de)
2003 — 36,728 (de)
2004 — 30,690 (de)
2005 — 27,278 (de)
2006 — 24,635 (de+hr с августа 2006**)
2007 — 18,957 (hr)
2008 — 10,337 (hr)
— примерно получаем, что где-то 80% на рынке Zэток с мотором DE, 20% Zэток с мотором HR.
*взяты продажи на основном рынке — в США.
**в США в 2006 году уже стали появляться 350Z с HR, вот например (американка, продавалась на авто.ру в мае 2018):

Другими словами HR- ставился Nissan'ом только в машины, сделанные на перфоманс-платформе FM (front-midship) — платформа, предусматривающая такую компоновку, когда мотор смещен ЗА переднюю ось для почти идеальной развесовки по осям в целях лучшей управляемости. В отличие от DE-, который ставили во всё, что движется :-)

VQ35HR был впервые анонсирован Ниссаном для журналистов 22 августа 2006 года:

Так как HR – это все-таки VQ-серия, то у Ниссана стояла задача закрепить и улучшить славу моторов этой серии как «мягких» в работе, «эластичных», с отличным откликом на педаль газа, «легких» в плане ощущений набора оборотов и работы мотора в целом. По сути надо было улучшить и так хороший мотор, сделав его лучшим в классе атмосферных V6 этого объема.

Первое отличие VQ35HR от VQ35DE «нарисовалось» из цели уменьшить трение и вибрации на высоких оборотах. Для целей уменьшения трения юбки поршней (c молибденовым покрытием сразу были и в DE) в VQ35HR были сделаны ассиметричными, а длина шатунов увеличена c 144.2 мм (DE) до 152.2 мм (HR), что позволило уменьшить давление на стенки цилиндров:

В вопросе о трении и длине шатуна подходим к интересному моменту – сравнению параметра R/S у HR и DE.
R/S – это отношение длины шатуна к ходу поршня (Rod to Stroke ratio), эта характеристика и сам диаметр кривошипа коленвала существенно влияют на «дыхание» мотора: ведь по своей сути, ДВС – это насос, который прокачивает через себя определенный объем смеси воздуха с топливом за определенный промежуток времени.
Далее по мере чтения отличий будет понятно, что все улучшения, которые сделали в HR, были продиктованы именно изменением R/S и его обеспечением.
Многие источники считают, что «золотой серединой» для блока цилиндров является величина R/S 1,75.
Считаем, что получается:
HR длина шатуна – 152.2, ход поршня 81.4 мм
DE длина шатуна – 144.2, ход поршня тот же 81.4 мм
R/S HR = 152.2/81.4 = 1.87
R/S DE = 144.2/81.4 = 1.77
R/S DE ближе к золотой середине, но отличие с HR минимум.
Тут стоит сразу заметить насколько изначально Nissan грамотно сделал архитектуру VQ35. Не зря мотор был лучшим мотором года (World’s Best Engine of the Year) несколько раз – как видим, это была не просто маркетинговая/журналистская премия: техническая часть, — то, что скрыто и неочевидно, — тоже оказалась на высоком уровне.
Небольшое отступление от золотого R/S в HR было продиктовано просто целями, которым должен был отвечать HR согласно требованиям времени (быть мощнее, экономичнее, экологичнее).

Что дает более высокий R/S:
— более полное сгорание топливной смеси, более высокое давление на поршень после прохождения ВМТ, более высокая температура в камере сгорания.
— в результате хороший момент на средних и высоких оборотах.
— длинный шатун уменьшает трение пары «поршень-цилиндр» (как уже и было сказано выше), а это особенно важно при рабочем ходе поршня, т.к. меньшая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости (как бы меньше будет забивать его "вбок", в стенку цилиндра)
— но с другой стороны чем ниже R/S, тем менее хорошее наполнение цилиндров на низких и средних оборотах, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ).
— чем ниже R/S, тем большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ (не используйте в HR низкооктановое топливо, о чем еще раз повторюсь ниже, но уже с точки зрения другого аспекта)

Что дает более низкий R/S:
— обеспечивает очень хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних оборотах
— так как скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров
— более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более гомогенной (однородной) что способствует лучшему сгоранию. Преимущества: более низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на блоке цилиндров с высоким соотношением R/S (ниже как раз прочитаете про различие в портинге ГБЦ у HR и DE).
— но с другой стороны малая величина RS означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень как бы в горизонтальной плоскости, как бы забивать его в стенку блока цилиндров сильнее (на картинке 4-2-1 выше как раз видно, что у HR шатун длиннее и за счет этого угол наклона меньше и поршень за счет этого давит на стенку цилиндра меньше).
Для блока цилиндров более низкий R/S означает следующее:
1) Большая нагрузка на шатун (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным.
2) Увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок блока цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки (я думаю на этом моменте вы уже догадались откуда у пробеговых DE проблема с жором масла?).
3) Более короткий шатун также увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ блока цилиндров и увеличение трения.
4) Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения (меньший R/S) положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения. Но на высоких оборотах из-за инерционности потока во впускной трубе происходит эффект запирания на впускном клапане (т.е объем цилиндра над поршнем растет быстрее, чем может заполняться через клапанную щель, что ведет к ухудшению наполнения и мощностных характеристик на высоких оборотах). В случае длинного шатуна (больший R/S) на малых оборотах происходит обратный выброс смеси, но на высоких нет явления запирания.

То есть сколько сразу нюансов решилось у DE просто изменением длины шатунов, сделанном в HR, при этом от условной золотой середины (1.75) R/S у HR отошел совсем не сильно, решение чисто в японском стиле — просто и гениально, при этом недорого и эффективно.

Целям же снижения вибраций послужил другой блок цилиндров (выше на 8 мм, чем DE-блок) и добавление нового мощного усилителя блока (снизу), который «держит» коленвал (решение, пришедшее из мира тюнинга и гонок). Это позволило сделать конструкцию более жесткой в целом и уменьшить вибрации. В коленвале HR, в свою очередь, были увеличены коренные шейки и вкладыши:

Новый блок также позволил опустить центр тяжести на 15 мм по сравнению с DE, что делает тачки с HR чуточку более интересными в управлении :)
Степень сжатия была увеличена до 10.6:1 (против 10.3:1 у DE). Это означает, что HR- чуть более требователен к качеству топлива, чем DE.

Далее решили поработать над впуском и выпуском VQ35HR: впуск сделали симметричным (всем известные 2 воздушных фильтра — самый простой визуальный способ отличить HR от DE, открыв капот), а выпускные коллекторы равнодлинными.
Изменили Y-pipe и добавили к нему дополнительные виброгасители:

Проделанные улучшения позволили снизить сопротивление на впуске на 18%, а на выпуске на 25% по сравнению с VQ35DE.
Сам интэйк пленум (впускной коллектор) на HR стал пластиковым вместо алюминиевого на DE.

Кулачки распредвалов и толкатели клапанов подверглись безводородной DLC обработке (Hydrogen free DLC – diamond like carbon), что позволило снизить трение на 40% по сравнению с VQ35DE. Hydrogen free DLC — науглероживание металла (Carbon — углерод), его карбидизация, т.е. создание в теле металла очень твердого слоя (свойства наподобие чугуна, только тверже) который обладает хорошими износостойкими свойствами, но боится ударов. Клапанные пружины были также усилены.

Характеристика распредвалов также поменялись:
DE
фаза 240/238, подъем 9.57/9.57 мм.
На внедорожниках ставились распредвалы с фазой 230/232, подъем 9.0/9.0 мм.
HR
фаза 248/248, подъем 10.54/10.54 мм.

По сравнению с VQ35DE был доработан масляный насос. Так как редлайн HR увеличился до 7500 rpm (по сравнению с 6600 rpm у DE), то была увеличена шестерня масляного насоса, а редукционный клапан обзавелся двойной пружиной (вместо одной у DE). Есть инфа, что масл. насос HR обладает производительностью аж до 10.000 rpm. Насколько была увеличена шестерня в HR хорошо видно на фото:

Головы цилиндров. А вот головы цилиндров практически идентичны версии Rev-Up DE (www.drive2.ru/l/8718963/), но с тем исключением, что портированы у HR они сильнее и датчики распредвалов поменяли месторасположение. В теории их можно установить болт-он на HR-блок и даже положить в них валы от Rev-Up (типа если у вас DE – то вы можете задешево обзавестись портированными головами HR), но крышки VTC и задняя не подойдут и с подачей масла будут непонятки. А вот болты которым голова крепится к блоку в VQ35HR были значительно усилены по сравнению с VQ35DE. За их прочность говорит тот факт, что на 600-сильном 350Z на котором в Джимкане ездит Dai Yoshihara, оставлены стоковые болты VQ35HR.

Изменилась система изменения фаз газораспредения. Теперь она стала eVTC (система изменения фаз выпускных валов выполнена с применением системы электромагнитного фрикционного тормоза), плюс ко всему в самом электромагнитном клапане был увеличен зазор, чтобы не происходило его подклинивание при загрезнении продуктами износа, содержащимися в масле.

Часть текста и живое фото взял отсюда: www.drive2.ru/b/2670683/

У HR была производителем доработана система охлаждения, что позволило снять проблему перегрева 5 и 6 цилиндра. То, что у HR есть сразу, владельцам DE, к сожалению, приходится вкладываться и делать самим. Вот тут все хорошо описано: www.drive2.ru/l/2814633/

Из разряда «мелочь, а приятно» – на HR сразу с завода Nissan стал ставить иридиевые свечи. Интересно, что свечи HR и DE — невзаимозаменяемы, проще говоря разные: визуально разный диаметр (DE толстые, HR тонкие).
Уменьшились высокочастотные шумы, издаваемые при работе мотора:

Звук VQ35HR: www3.stream.co.jp/web06/n…press/skyline/skyline.asx
По заверению Ниссана расход топлива HR ниже чем у DE на 10% (1 литр с каждых 10).

Ну и наконец, HR впервые с момента появления VQ-серии вписался в экологическую классификацию SULEV (Super ultra-low emission vehicle) — автомобиль с супер ультра-низкой "грязнотой" выхлопа. Для сравнения — в этот же стандарт входит гибридный Lexus CT200H.

И еще интересный факт: мощность VQ35DE и VQ35HR замерена по разным методикам. Мощность DE замерялась ДО новых правил, когда Американское общество автомобильных инженеров (Society of Automotive Engineers или SAE) ввело в США новую систему сертификации автомобильных двигателей и новую методику замера. По новой методике мощность одного и того же мотора становилась меньше, чем его мощность, замеренная по старой методике. Подобные V6 разных производителей по новой методике замера "теряли" примерно 20 л.с. по сравнению с их замером по старой (завышенной). То есть реально актуальная "чистая" мощность HR больше DE примерно на 40-45 л.с. (если их замерить по равным методикам, или если перезамерить DE вместо старой методики — по новой), а не на 15-20 л.с., как если просто визуально сравнить ТТХ DE (280-301 л.с.) и HR (313 л.с.).

Таким образом, в HR все сделано «жирнее»/надежнее и более заточено на performance, чем в DE, при этом не забыли про экологию. «Усредненный» автомобиль с VQ35HR стал быстрее на 1 секунду по сравнению с VQ35DE в динамике 0-100 км/ч. HR-мотор можно смело считать следующей ступенькой после DE и лучшим атмосферным перфоманс-V6 в объёме 3.5, который есть на сегодняшний день в мире.

последняя редакция статьи: 21.11.2018 — добавил про соотношение R/S (Rod to Stroke ratio) у HR и DE
будет редактироваться дальше по мере поступления новой интересной информации и уточнений

P.S. Также рекомендую почитать отличия в версиях МКПП дорестайловых и рестайловых 350Z: www.drive2.ru/l/8727803/

P.P.S Если у кого есть интересные факты по отличию DE- от HR- прошу писать в комментах, добавлю в статью. На данный момент интересна масса (в кг) DE- и HR-. Нигде не нашел веса моторов, может кто знает.

(с) перепечатка статьи без моего согласия запрещена.