福特1.0T發(fā)動機(jī)技術(shù)解析 小排量大輸出

● 廢氣渦輪增壓系統(tǒng)

　　這款發(fā)動機(jī)采用了與排氣歧管集成在一起的廢氣渦輪增壓系統(tǒng)，其具體結(jié)構(gòu)如圖所示。

　　以下是廢氣渦輪增壓系統(tǒng)中幾個主要部件的功能說明及工作邏輯：

　　1)增壓壓力控制電磁閥

　　廢氣渦輪系統(tǒng)的增壓壓力受壓力控制電磁閥控制，最大增壓壓力為120kPa，發(fā)動機(jī)控制單元通過占空比信號調(diào)節(jié)增壓壓力。真空控制執(zhí)行器上的壓力取決于增壓壓力及電磁閥上通電電壓占空比。當(dāng)占空比在80-90%，排氣旁通閥全開;當(dāng)占空比在20時，排氣旁通閥全關(guān)。

　　2)回風(fēng)閥

　　回風(fēng)閥是一個機(jī)械裝置，通過壓力差控制，安裝在渦輪進(jìn)氣側(cè)。打開時，增壓的空氣又會回流到渦輪的進(jìn)氣側(cè)，從而使渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速得到保持?；仫L(fēng)閥的作用是在節(jié)氣門突然關(guān)閉的情況下，消除節(jié)氣門和渦輪增壓器之間的背壓。這種背壓會造成增壓壓力損失以及導(dǎo)致節(jié)氣門壽命降低?；仫L(fēng)閥在增壓壓力和進(jìn)氣歧管壓力差超過24kPa時打開。

　　3)空氣流量計(MAF)

　　空氣流量計用于測量發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)采用這個信號計算噴油時間、燃油壓力、點火時刻、渦輪增壓壓力、發(fā)動機(jī)負(fù)荷以及換擋控制。如果空氣流量計失效，系統(tǒng)會采用進(jìn)氣壓力傳感器(MAP)的信號作為替代信號計算進(jìn)氣量。空氣流量計的供電電壓為12V，采用5V的信號邏輯電平。

　　發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)通過監(jiān)測空氣流量計的信號頻率來計算空氣流量，信號的頻率是隨著空氣流量的增加而提高的。如果此信號失效，發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)將利用25℃的固定值代替該信號。

　　4)進(jìn)氣壓力及溫度傳感(MAPT)

　　MAPT位于中冷器出口處，發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)通過這個傳感器測量增壓后的空氣壓力和溫度。如果MAPT傳感器失效，發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)將排氣旁通閥完全開啟，限制渦輪增壓器的增壓壓力，發(fā)動機(jī)動力輸出被限制了。

　　5)進(jìn)氣壓力傳感(MAP)

　　進(jìn)氣壓力傳感器被安裝在進(jìn)氣歧管上，該傳感器與MAFT(空氣流量和進(jìn)氣溫度傳感)協(xié)同工作。它們提供的信號用于計算空氣流量。

　　6)低慣量渦輪轉(zhuǎn)子

　　EcoBoost系列發(fā)動機(jī)普遍采用采用低慣量渦輪轉(zhuǎn)子，更容易被推動，渦輪轉(zhuǎn)速可達(dá)每分200000轉(zhuǎn)以上，確保發(fā)動機(jī)在每分鐘1,500轉(zhuǎn)或更低轉(zhuǎn)速時獲得最大扭矩，同時將渦輪遲滯控制在最低限度。同時，渦輪經(jīng)過精心匹配，確保EcoBoost發(fā)動機(jī)在轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘5000轉(zhuǎn)時仍保持強(qiáng)勁動力和靈敏響應(yīng)，因此其峰值動力輸出范圍更寬。常見的渦輪啟動滯后的“遲滯效應(yīng)”被有效控制，車輛能夠迅速加速，實現(xiàn)豐富的駕駛樂趣。

● 可變氣門正時技術(shù)

　　福特1.0T EcoBoost GTDi發(fā)動機(jī)除了使用上述先進(jìn)的渦輪增壓與缸內(nèi)直噴技術(shù)外，還采用了iVCT進(jìn)排氣門可變正時技術(shù)。我們所熟知的可變氣門正時技術(shù)包括本田的VTEC(帶氣門揚(yáng)程控制)、豐田D-VVT、寶馬VANOS等。由于通過渦輪增壓系統(tǒng)對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量已能實現(xiàn)精確控制，因而該發(fā)動機(jī)只采用了氣門正時技術(shù)而沒有加入氣門揚(yáng)程控制，簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)。

　　可變氣門正時系統(tǒng)中，正時齒輪所帶動的齒盤與凸輪軸之間有一定的自由量。通過油壓控制齒盤與凸輪軸之間的角度差，就能實現(xiàn)對氣門提前或延時關(guān)閉的效果，這樣發(fā)動機(jī)就能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)載，在各個轉(zhuǎn)速區(qū)域都有很好的進(jìn)排氣效果，提升發(fā)動機(jī)效率。

　　福特1.0T EcoBoost GTDi發(fā)動機(jī)的iVCT氣門可變正時技術(shù)源自2.3L Duratec-HE發(fā)動機(jī)，并在此基礎(chǔ)上增加了排氣門可變正時機(jī)構(gòu)。該發(fā)動機(jī)的進(jìn)排氣門可變正時機(jī)構(gòu)的最大可調(diào)角度為50度凸輪軸轉(zhuǎn)角。(2.3L Duratec-HE發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門最大可調(diào)角度為17.5度凸輪軸轉(zhuǎn)角)

　　Ti-VCT進(jìn)排氣可變氣門正時技術(shù)相比僅擁有進(jìn)氣氣門可變正時的發(fā)動機(jī)來說，對排氣門的相位調(diào)節(jié)能夠保證在發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速時排出更多的廢氣驅(qū)動渦輪，減少渦輪遲滯現(xiàn)象。同時，對進(jìn)排氣的效率擁有更大的調(diào)節(jié)范圍和更高的靈活性，從而令發(fā)動機(jī)工作效率更高。