福特1.0T發(fā)動機技術解析 小排量大輸出
3、1.0T發(fā)動機技術特點
除了福特Eco-boost共有的燃油高壓直噴、先進渦輪增壓器和雙獨立可變氣門正時系統(tǒng)外,1.0T發(fā)動機還有兩個較為特殊的設計結構:無平衡軸和浸油式的皮帶設計,下面我們來看看這兩個結構都有哪些過人之處:
● 無平衡軸
平衡軸技術是三缸或以下發(fā)動機中應用較廣的一項技術,它的結構簡單實用,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)動機工作起來更加平穩(wěn)、順暢。
1)發(fā)動機的振動原理
在發(fā)動機的工作循環(huán)中,活塞的運動速度非???,而且速度很不均勻。在上下止點位置,活塞的速度為零,而在上下止點中間的位置速度達到最高。由于活塞在氣缸內做反復的高速直線運動,必然在活塞、活塞銷和連桿上產生很大的慣性力。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動質量參與直線運動,另一部分參與旋轉。除了上下止點位置外,各種慣性力不能被完全平衡,使發(fā)動機產生了振動。
當活塞每上下運動一次,將使發(fā)動機產生一上一下兩次振動,所以發(fā)動機的振動頻率和發(fā)動機的轉速有關。在振動理論上,常使用多個諧波振動來描述發(fā)動機的振動,其中振動頻率和發(fā)動機轉速相同的叫一階振動,頻率是發(fā)動機轉速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。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,例如采用輕質的活塞減少運動件的質量、提高曲軸的剛度、采用90度夾角的v型雙缸布置發(fā)動機等等。但在摩托車發(fā)動機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的軸,利用偏心重塊所產生的反向振動力,使發(fā)動機獲得良好的平衡,降低發(fā)動機的振動。
3)平衡軸的分類
摩托車發(fā)動機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,但具體結構有不同。
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動,其中一根平衡軸與發(fā)動機的轉速相同,可以消除發(fā)動機的一階振動;另一根平衡軸的轉速是發(fā)動機轉速的2倍,可以消除發(fā)動機的二階振動,可達到理想減振效果。雙平衡軸方式較為復雜,成本高,占用發(fā)動機的空間大,—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,旋轉方向相反,轉速與曲軸轉速相同,用以平衡發(fā)動機的一階往復慣性力。例如276Q發(fā)動機上的平衡軸,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行工作,通過曲軸旋轉帶動固連的平衡軸驅動齒輪—>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大的一階振動,可以使發(fā)動機的振動得到明顯改善。由于單平衡軸方式結構簡單,占用的空間小,在單缸和小排量的發(fā)動機中應用較廣。
可見,平衡軸能夠反相消除發(fā)動機的振動作用,不過缺點也很顯然——發(fā)動機的重量和發(fā)動機里面的零件都增加了。運用了無平衡軸的1.0T三缸EcoBoost 發(fā)動機與傳統(tǒng)的三缸發(fā)動機相比,結構設計上有著不小的突破。EcoBoost 1.0T去掉了普通三缸機中的平衡軸,而在飛輪與皮帶輪上采用“不平衡”設計,以簡化結構并獲得更加合理的配重。
● 浸油式皮帶設計
該發(fā)動機還采用了“浸油式”皮帶設計。正時皮帶在工作的時候浸在機油當中,在冷卻和潤滑之后,讓EcoBoost 1.0T發(fā)動機擁有了更好的穩(wěn)定性,并且更加靜音和高效。
全文總結:EcoBoost系列發(fā)動機可以說是福特先進技術的集大成者,其出色的動力表現和優(yōu)異的燃油經濟性,已經在這幾年的應用中得到印證。EcoBoost系列發(fā)動機還獲得了“沃德十佳發(fā)動機”、“年度最佳發(fā)動機”等多個獎項,在國際上廣受好評。
>>點擊查看今日優(yōu)惠<<