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福特1.0T發(fā)動機(jī)技術(shù)解析 小排量大輸出

2013-12-05 19:42:27 作者:伍偉碩

  3、1.0T發(fā)動機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

  除了福特Eco-boost共有的燃油高壓直噴、先進(jìn)渦輪增壓器和雙獨(dú)立可變氣門正時系統(tǒng)外,1.0T發(fā)動機(jī)還有兩個較為特殊的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu):無平衡軸和浸油式的皮帶設(shè)計(jì),下面我們來看看這兩個結(jié)構(gòu)都有哪些過人之處:

  ● 無平衡軸

  平衡軸技術(shù)是三缸或以下發(fā)動機(jī)中應(yīng)用較廣的一項(xiàng)技術(shù),它的結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用,可有效地緩減摩托車的整車振動,提高駕駛的舒適性。平衡軸的作用是讓發(fā)動機(jī)工作起來更加平穩(wěn)、順暢。

  1)發(fā)動機(jī)的振動原理

  在發(fā)動機(jī)的工作循環(huán)中,活塞的運(yùn)動速度非??欤宜俣群懿痪鶆?。在上下止點(diǎn)位置,活塞的速度為零,而在上下止點(diǎn)中間的位置速度達(dá)到最高。由于活塞在氣缸內(nèi)做反復(fù)的高速直線運(yùn)動,必然在活塞、活塞銷和連桿上產(chǎn)生很大的慣性力。在連桿上配置的配重可以有效地平衡這些慣性力.但連桿上的配重只有一部分運(yùn)動質(zhì)量參與直線運(yùn)動,另一部分參與旋轉(zhuǎn)。除了上下止點(diǎn)位置外,各種慣性力不能被完全平衡,使發(fā)動機(jī)產(chǎn)生了振動。

福特1.0T發(fā)動機(jī) 技術(shù)解析(銷售配合)

  當(dāng)活塞每上下運(yùn)動一次,將使發(fā)動機(jī)產(chǎn)生一上一下兩次振動,所以發(fā)動機(jī)的振動頻率和發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)。在振動理論上,常使用多個諧波振動來描述發(fā)動機(jī)的振動,其中振動頻率和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相同的叫一階振動,頻率是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速2倍的叫二階振動,依次類推,還存在三階、四階振動。但振動頻率越高,振幅就越小,2階以上可以忽略不計(jì)。其一階振動占整個振動的70%以上,是振動的主要來源。

  2)解決發(fā)動機(jī)振動的途徑

  為了消除振動,采用的方法有很多,例如采用輕質(zhì)的活塞減少運(yùn)動件的質(zhì)量、提高曲軸的剛度、采用90度夾角的v型雙缸布置發(fā)動機(jī)等等。但在摩托車發(fā)動機(jī)上普遍采用的方式是增加一個平衡軸來解決。平衡軸簡單地說是一個裝有偏心重塊并隨曲軸同步旋轉(zhuǎn)的軸,利用偏心重塊所產(chǎn)生的反向振動力,使發(fā)動機(jī)獲得良好的平衡,降低發(fā)動機(jī)的振動。

福特1.0T發(fā)動機(jī) 技術(shù)解析(銷售配合)

  3)平衡軸的分類

  摩托車發(fā)動機(jī)采用的平衡軸方式有兩種:雙平衡軸和單平衡軸。兩種方式在工作原理上是相同的,但具體結(jié)構(gòu)有不同。

  a.雙平衡軸方式

  雙平衡軸采用鏈傳動方式帶動兩根平衡軸轉(zhuǎn)動,其中一根平衡軸與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速相同,可以消除發(fā)動機(jī)的一階振動;另一根平衡軸的轉(zhuǎn)速是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的2倍,可以消除發(fā)動機(jī)的二階振動,可達(dá)到理想減振效果。雙平衡軸方式較為復(fù)雜,成本高,占用發(fā)動機(jī)的空間大,—般在大排量摩托車上使用。

  還有一種雙平衡軸布置方式,就是兩個平衡軸與氣缸中心線成角度對稱布置,旋轉(zhuǎn)方向相反,轉(zhuǎn)速與曲軸轉(zhuǎn)速相同,用以平衡發(fā)動機(jī)的一階往復(fù)慣性力。例如276Q發(fā)動機(jī)上的平衡軸,就是如上布置。

  b.單平衡軸方式

  單平衡軸采用單一的平衡軸,利用齒輪傳動方式進(jìn)行工作,通過曲軸旋轉(zhuǎn)帶動固連的平衡軸驅(qū)動齒輪—>平衡軸從動齒輪—>平衡軸。單平衡可以平衡占整個振動比例相當(dāng)大的一階振動,可以使發(fā)動機(jī)的振動得到明顯改善。由于單平衡軸方式結(jié)構(gòu)簡單,占用的空間小,在單缸和小排量的發(fā)動機(jī)中應(yīng)用較廣。

福特1.0T發(fā)動機(jī) 技術(shù)解析(銷售配合)

  可見,平衡軸能夠反相消除發(fā)動機(jī)的振動作用,不過缺點(diǎn)也很顯然——發(fā)動機(jī)的重量和發(fā)動機(jī)里面的零件都增加了。運(yùn)用了無平衡軸的1.0T三缸EcoBoost 發(fā)動機(jī)與傳統(tǒng)的三缸發(fā)動機(jī)相比,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有著不小的突破。EcoBoost 1.0T去掉了普通三缸機(jī)中的平衡軸,而在飛輪與皮帶輪上采用“不平衡”設(shè)計(jì),以簡化結(jié)構(gòu)并獲得更加合理的配重。

  ● 浸油式皮帶設(shè)計(jì)

福特1.0T發(fā)動機(jī) 技術(shù)解析(銷售配合)

  該發(fā)動機(jī)還采用了“浸油式”皮帶設(shè)計(jì)。正時皮帶在工作的時候浸在機(jī)油當(dāng)中,在冷卻和潤滑之后,讓EcoBoost 1.0T發(fā)動機(jī)擁有了更好的穩(wěn)定性,并且更加靜音和高效。

  全文總結(jié):EcoBoost系列發(fā)動機(jī)可以說是福特先進(jìn)技術(shù)的集大成者,其出色的動力表現(xiàn)和優(yōu)異的燃油經(jīng)濟(jì)性,已經(jīng)在這幾年的應(yīng)用中得到印證。EcoBoost系列發(fā)動機(jī)還獲得了“沃德十佳發(fā)動機(jī)”、“年度最佳發(fā)動機(jī)”等多個獎項(xiàng),在國際上廣受好評。

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