福特1.0T發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)解析 小排量大輸出

　　3、1.0T發(fā)動(dòng)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(shí)系統(tǒng)外，1.0T發(fā)動(dòng)機(jī)還有兩個(gè)較為特殊的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)：無(wú)平衡軸和浸油式的皮帶設(shè)計(jì)，下面我們來(lái)看看這兩個(gè)結(jié)構(gòu)都有哪些過(guò)人之處：

　　● 無(wú)平衡軸

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

　　1)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)原理

　　在發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)中，活塞的運(yùn)動(dòng)速度非常快，而且速度很不均勻。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(dòng)，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(dòng)質(zhì)量參與直線運(yùn)動(dòng)，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(dòng)機(jī)產(chǎn)生了振動(dòng)。

　　當(dāng)活塞每上下運(yùn)動(dòng)一次，將使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一上一下兩次振動(dòng)，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)頻率和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)。在振動(dòng)理論上，常使用多個(gè)諧波振動(dòng)來(lái)描述發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，其中振動(dòng)頻率和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相同的叫一階振動(dòng)，頻率是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2倍的叫二階振動(dòng)，依次類推，還存在三階、四階振動(dòng)。但振動(dòng)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(dòng)占整個(gè)振動(dòng)的70%以上，是振動(dòng)的主要來(lái)源。

　　2)解決發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的途徑

　　為了消除振動(dòng)，采用的方法有很多，例如采用輕質(zhì)的活塞減少運(yùn)動(dòng)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(dòng)機(jī)等等。但在摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)上普遍采用的方式是增加一個(gè)平衡軸來(lái)解決。平衡軸簡(jiǎn)單地說(shuō)是一個(gè)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(dòng)力，使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得良好的平衡，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。

　　3)平衡軸的分類

　　摩托車發(fā)動(dòng)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(dòng)方式帶動(dòng)兩根平衡軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其中一根平衡軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相同，可以消除發(fā)動(dòng)機(jī)的一階振動(dòng);另一根平衡軸的轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的2倍，可以消除發(fā)動(dòng)機(jī)的二階振動(dòng)，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(dòng)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(gè)平衡軸與氣缸中心線成角度對(duì)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(dòng)機(jī)的一階往復(fù)慣性力。例如276Q發(fā)動(dòng)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(dòng)方式進(jìn)行工作，通過(guò)曲軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)固連的平衡軸驅(qū)動(dòng)齒輪—>平衡軸從動(dòng)齒輪—>平衡軸。單平衡可以平衡占整個(gè)振動(dòng)比例相當(dāng)大的一階振動(dòng)，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)得到明顯改善。由于單平衡軸方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用的空間小，在單缸和小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用較廣。

　　可見(jiàn)，平衡軸能夠反相消除發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)作用，不過(guò)缺點(diǎn)也很顯然——發(fā)動(dòng)機(jī)的重量和發(fā)動(dòng)機(jī)里面的零件都增加了。運(yùn)用了無(wú)平衡軸的1.0T三缸EcoBoost 發(fā)動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)的三缸發(fā)動(dòng)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(jiǎn)化結(jié)構(gòu)并獲得更加合理的配重。

　　● 浸油式皮帶設(shè)計(jì)

　　該發(fā)動(dòng)機(jī)還采用了“浸油式”皮帶設(shè)計(jì)。正時(shí)皮帶在工作的時(shí)候浸在機(jī)油當(dāng)中，在冷卻和潤(rùn)滑之后，讓EcoBoost 1.0T發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)可以說(shuō)是福特先進(jìn)技術(shù)的集大成者，其出色的動(dòng)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(dòng)機(jī)還獲得了“沃德十佳發(fā)動(dòng)機(jī)”、“年度最佳發(fā)動(dòng)機(jī)”等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，在國(guó)際上廣受好評(píng)。