長(zhǎng)安福特翼搏汽車(chē)技術(shù)亮點(diǎn)解讀

阿杰

長(zhǎng)安福特翼搏是長(zhǎng)安福特汽車(chē)有限公司生產(chǎn)的一款小尺寸運(yùn)動(dòng)型多功能汽車(chē)，該車(chē)可搭載1.5L排量自然吸氣及1.0GTDI發(fā)動(dòng)機(jī)。為了方便廣大讀者對(duì)該款車(chē)型1.0GTDI發(fā)動(dòng)機(jī)的了解，在此對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

翼搏搭載的1.0GTDI發(fā)動(dòng)機(jī)為直列3缸12氣門(mén)雙頂置凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，具有排氣門(mén)中空充鈉、鑄鐵缸體、鋁合金缸蓋及油底殼等特點(diǎn)。該發(fā)動(dòng)機(jī)具有新型雙可變配氣正時(shí)（VCT）、渦輪增壓以及缸內(nèi)直噴（GDI）等技術(shù)特點(diǎn)，并配備了油浸式正時(shí)齒帶等技術(shù)，隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化的電控可變排量機(jī)油泵以及冷起動(dòng)時(shí)加速升溫的附加節(jié)溫器等技術(shù)領(lǐng)先的部件。

發(fā)動(dòng)機(jī)的正面及背面結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1 增壓壓力調(diào)節(jié)

廢氣渦輪增壓系統(tǒng)設(shè)置有5根長(zhǎng)塑料氣管，近10根橡皮軟管或接頭。電磁閥控制真空?qǐng)?zhí)行器裝置上的氣體壓力，進(jìn)而控制渦輪增壓旁通閥（圖2）的開(kāi)度位置。增壓執(zhí)行器在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)的自然狀態(tài)為常打開(kāi)。如圖3所示，電磁閥控制著相應(yīng)的氣路。電磁閥通電時(shí)，使真空?qǐng)?zhí)行器與機(jī)械真空通路相通，廢氣旁通閥關(guān)閉，此時(shí)處于增壓狀態(tài)：電磁閥斷電時(shí)，使真空?qǐng)?zhí)行器與大氣接通打開(kāi)泄壓通路，此時(shí)處于非增壓狀態(tài)。

2 回風(fēng)閥

回風(fēng)閥通過(guò)一根真空管連接到空氣再循環(huán)電磁閥。如圖4所示，沒(méi)有卡扣的一端接機(jī)械真空源，機(jī)械真空源相對(duì)的一端是節(jié)氣門(mén)后方，剩下的一端是接回風(fēng)閥。

3 機(jī)械真空泵

機(jī)械真空泵（圖5）為制動(dòng)助力及增壓電磁閥、空氣再循環(huán)電磁閥等提供機(jī)械真空。機(jī)械真空泵由發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凸輪軸驅(qū)動(dòng)，排氣凸輪軸末端有驅(qū)動(dòng)凹槽，并且靠由發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油油道送來(lái)的機(jī)油進(jìn)行潤(rùn)滑及密封。機(jī)械真空泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生空間體積的變化，將連接到制動(dòng)助力、增壓電磁閥以及空氣再循環(huán)電磁閥管路內(nèi)的空氣抽走并排出。機(jī)械真空泵泵出的氣體排入氣門(mén)室蓋內(nèi)。機(jī)械真空泵上的2個(gè)抽氣管路與真空機(jī)械泵的連接處都有單向閥，防止氣體倒流導(dǎo)致不利于真空的產(chǎn)生。

4 冷卻系統(tǒng)（圖9）

該款發(fā)動(dòng)機(jī)采用的冷卻系統(tǒng)使用機(jī)械式雙節(jié)溫器，在出水口和進(jìn)水口均布置有節(jié)溫器。在缸蓋的進(jìn)氣和排氣側(cè)，水道分開(kāi)隔離設(shè)計(jì)。電子冷卻風(fēng)扇采用高低速控制。這樣可保證起動(dòng)時(shí)冷卻液溫度快速提升，同時(shí)減少節(jié)溫器振蕩，減少系統(tǒng)內(nèi)冷卻液的壓力波動(dòng)。此外，還能減少汽車(chē)燃油消耗，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性，并根據(jù)進(jìn)氣和排氣側(cè)的散熱要求布置相應(yīng)的冷卻水道，達(dá)到了散熱均勻。

發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是3個(gè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)，也就是說(shuō)，在傳統(tǒng)的大、小循環(huán)的基礎(chǔ)上多一個(gè)節(jié)溫器來(lái)實(shí)現(xiàn)附加冷卻循環(huán)。由于有增加的節(jié)溫器，在發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)過(guò)程的第一階段，冷卻液僅僅流過(guò)排氣側(cè)的缸蓋，到達(dá)機(jī)油冷卻器，最后流回機(jī)械水泵。在這個(gè)階段，冷卻液不經(jīng)過(guò)缸體和進(jìn)氣側(cè)缸蓋，這使得發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)油的暖機(jī)更加迅速，減少了初期的發(fā)動(dòng)機(jī)磨損。另外，除傳統(tǒng)的機(jī)械水泵外，水循環(huán)系統(tǒng)中新增加了一個(gè)電子水泵（圖10）。

該水泵安裝在冷卻風(fēng)扇支架上。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度超過(guò)臨界值，電子水泵就會(huì)工作。在發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間大負(fù)荷工作后突然停機(jī)時(shí)，最容出現(xiàn)這種情況。例如，高速路上長(zhǎng)時(shí)間行駛后，進(jìn)入服務(wù)區(qū)?？筷P(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度非常高，動(dòng)力系統(tǒng)控制單元（PCM）就會(huì)控制水泵繼續(xù)工作一段時(shí)間，讓發(fā)動(dòng)機(jī)溫度降到合適的范圍內(nèi)。

（1）階段1（圖11）

當(dāng)處于冷機(jī)狀態(tài)時(shí)，大小循環(huán)節(jié)溫器和附加循環(huán)節(jié)溫器均關(guān)閉。機(jī)械水泵驅(qū)動(dòng)冷卻液僅僅流經(jīng)排氣側(cè)缸蓋。在這個(gè)階段，氣缸缸套和進(jìn)氣側(cè)缸蓋內(nèi)的冷卻液沒(méi)有循環(huán)運(yùn)動(dòng)，冷卻液溫度在70℃以下且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于3000r/min時(shí)，冷卻系統(tǒng)處于第1階段。整個(gè)水循環(huán)過(guò)程是冷卻液從機(jī)械水泵泵出，通過(guò)大、小循環(huán)節(jié)溫器來(lái)到暖風(fēng)散熱器，再到機(jī)油冷卻器。最后回到水泵。另外，部分冷卻液在電子水泵的作用下，經(jīng)缸體流過(guò)增壓器，再到膨脹罐，最后回到機(jī)械水泵。

如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)3000r/min，不斷增加的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液壓力會(huì)最終會(huì)克服旁通閥的彈簧力將旁通閥頂開(kāi)（圖12），超出的冷卻液壓力會(huì)通過(guò)旁通閥卸掉，部分冷卻液可以直接流向機(jī)械水泵。

（2）階段2（圖13）

附加循環(huán)節(jié)溫器將會(huì)在70℃開(kāi)始開(kāi)啟，85℃時(shí)全部打開(kāi)。對(duì)比傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)來(lái)看，此時(shí)是小循環(huán)打開(kāi)。冷卻液被水泵驅(qū)動(dòng)通過(guò)水道流向缸套和整個(gè)缸蓋。

（3）階段3（圖14）

冷卻液溫度在92℃時(shí)，大、小循環(huán)節(jié)溫器開(kāi)始開(kāi)啟，106℃時(shí)全開(kāi)。與此同時(shí)，旁通閥關(guān)閉，這樣冷卻液總是能流經(jīng)散熱器冷卻。

5 潤(rùn)滑系統(tǒng)

傳統(tǒng)的機(jī)油泵在發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速下，容易出現(xiàn)泵油量過(guò)多。這可導(dǎo)致高達(dá)10%的機(jī)械損失，嚴(yán)重影響燃油經(jīng)濟(jì)性?？勺兣帕繖C(jī)油泵（圖15）的使用，能夠在不同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度下泵送符合需求的機(jī)油量。

變排量泵實(shí)際上是一個(gè)帶復(fù)位彈簧的葉片泵。在復(fù)位彈簧的作用下，鋼圈處于初始位置。這個(gè)位置鋼圈處于最左側(cè)，缸圈和油泵轉(zhuǎn)子的偏心量最大，因此在這個(gè)位置是產(chǎn)生的最大泵油量，即最大油壓。機(jī)油系統(tǒng)能夠根據(jù)需要控制鋼圈反饋油壓腔的油壓大小。如果反饋壓力產(chǎn)生的作用力超過(guò)了復(fù)位彈簧的彈力，此時(shí)鋼圈就會(huì)向右移動(dòng)，鋼圈和油泵轉(zhuǎn)子的偏心量減小，泵油量減少，油壓下降。

油壓的控制是靠集成在油泵內(nèi)部的液控調(diào)壓閥來(lái)調(diào)節(jié)的。液控調(diào)壓閥的移動(dòng)位置受控于PCM。在不通電的情況下，機(jī)油壓力控制電磁閥是斷開(kāi)的，液控調(diào)壓閥的湍壓被泄掉，液控調(diào)壓閥在彈簧力的作用下移動(dòng)到最左端，通往鋼圈的反饋油壓被切斷。油泵內(nèi)復(fù)位彈簧的作用下鋼圈處于初始位置，這個(gè)位置鋼圈處于最左側(cè)，缸圈和油泵轉(zhuǎn)子的偏心量最大，因此在這個(gè)位置產(chǎn)生的最大泵油量，即最大油壓（圖16）。

當(dāng)前工況如果需要降低油壓，PCM會(huì)控制機(jī)油壓力控制電磁閥打開(kāi)機(jī)油泵的主油道，油壓會(huì)直接通過(guò)機(jī)油壓力控制電磁閥來(lái)到液控調(diào)壓閥的端壓腔，在端壓的作用下，液控調(diào)壓閥會(huì)克服彈簧彈力向右移動(dòng)。這時(shí)來(lái)自主油道的反饋油壓可以經(jīng)過(guò)液控調(diào)壓閥作用到鋼圈上，鋼圈就會(huì)向右移動(dòng)，鋼圈和油泵轉(zhuǎn)子的偏心量減小，泵油量減少，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油油壓便會(huì)降低（圖17）。