长安福特翼搏汽车技术亮点解读

阿杰

长安福特翼搏是长安福特汽车有限公司生产的一款小尺寸运动型多功能汽车，该车可搭载1.5L排量自然吸气及1.0GTDI发动机。为了方便广大读者对该款车型1.0GTDI发动机的了解，在此对其进行简要介绍。

翼搏搭载的1.0GTDI发动机为直列3缸12气门双顶置凸轮轴发动机，具有排气门中空充钠、铸铁缸体、铝合金缸盖及油底壳等特点。该发动机具有新型双可变配气正时（VCT）、涡轮增压以及缸内直喷（GDI）等技术特点，并配备了油浸式正时齿带等技术，随发动机工况变化的电控可变排量机油泵以及冷起动时加速升温的附加节温器等技术领先的部件。

发动机的正面及背面结构如图1所示。

1 增压压力调节

废气涡轮增压系统设置有5根长塑料气管，近10根橡皮软管或接头。电磁阀控制真空执行器装置上的气体压力，进而控制涡轮增压旁通阀（图2）的开度位置。增压执行器在发动机停机时的自然状态为常打开。如图3所示，电磁阀控制着相应的气路。电磁阀通电时，使真空执行器与机械真空通路相通，废气旁通阀关闭，此时处于增压状态：电磁阀断电时，使真空执行器与大气接通打开泄压通路，此时处于非增压状态。

2 回风阀

回风阀通过一根真空管连接到空气再循环电磁阀。如图4所示，没有卡扣的一端接机械真空源，机械真空源相对的一端是节气门后方，剩下的一端是接回风阀。

3 机械真空泵

机械真空泵（图5）为制动助力及增压电磁阀、空气再循环电磁阀等提供机械真空。机械真空泵由发动机排气凸轮轴驱动，排气凸轮轴末端有驱动凹槽，并且靠由发动机机油油道送来的机油进行润滑及密封。机械真空泵转子旋转，产生空间体积的变化，将连接到制动助力、增压电磁阀以及空气再循环电磁阀管路内的空气抽走并排出。机械真空泵泵出的气体排入气门室盖内。机械真空泵上的2个抽气管路与真空机械泵的连接处都有单向阀，防止气体倒流导致不利于真空的产生。

4 冷却系统（图9）

该款发动机采用的冷却系统使用机械式双节温器，在出水口和进水口均布置有节温器。在缸盖的进气和排气侧，水道分开隔离设计。电子冷却风扇采用高低速控制。这样可保证起动时冷却液温度快速提升，同时减少节温器振荡，减少系统内冷却液的压力波动。此外，还能减少汽车燃油消耗，增强了系统的可靠性，并根据进气和排气侧的散热要求布置相应的冷却水道，达到了散热均匀。

发动机采用的是3个循环冷却系统，也就是说，在传统的大、小循环的基础上多一个节温器来实现附加冷却循环。由于有增加的节温器，在发动机暖机过程的第一阶段，冷却液仅仅流过排气侧的缸盖，到达机油冷却器，最后流回机械水泵。在这个阶段，冷却液不经过缸体和进气侧缸盖，这使得发动机和机油的暖机更加迅速，减少了初期的发动机磨损。另外，除传统的机械水泵外，水循环系统中新增加了一个电子水泵（图10）。

该水泵安装在冷却风扇支架上。一旦发动机冷却液温度超过临界值，电子水泵就会工作。在发动机长时间大负荷工作后突然停机时，最容出现这种情况。例如，高速路上长时间行驶后，进入服务区停靠关闭发动机会，让发动机的温度非常高，动力系统控制单元（PCM）就会控制水泵继续工作一段时间，让发动机温度降到合适的范围内。

（1）阶段1（图11）

当处于冷机状态时，大小循环节温器和附加循环节温器均关闭。机械水泵驱动冷却液仅仅流经排气侧缸盖。在这个阶段，气缸缸套和进气侧缸盖内的冷却液没有循环运动，冷却液温度在70℃以下且发动机转速低于3000r/min时，冷却系统处于第1阶段。整个水循环过程是冷却液从机械水泵泵出，通过大、小循环节温器来到暖风散热器，再到机油冷却器。最后回到水泵。另外，部分冷却液在电子水泵的作用下，经缸体流过增压器，再到膨胀罐，最后回到机械水泵。

如果发动机转速超过3000r/min，不断增加的发动机冷却液压力会最终会克服旁通阀的弹簧力将旁通阀顶开（图12），超出的冷却液压力会通过旁通阀卸掉，部分冷却液可以直接流向机械水泵。

（2）阶段2（图13）

附加循环节温器将会在70℃开始开启，85℃时全部打开。对比传统冷却系统来看，此时是小循环打开。冷却液被水泵驱动通过水道流向缸套和整个缸盖。

（3）阶段3（图14）

冷却液温度在92℃时，大、小循环节温器开始开启，106℃时全开。与此同时，旁通阀关闭，这样冷却液总是能流经散热器冷却。

5 润滑系统

传统的机油泵在发动机高转速下，容易出现泵油量过多。这可导致高达10%的机械损失，严重影响燃油经济性。可变排量机油泵（图15）的使用，能够在不同发动机转速、温度下泵送符合需求的机油量。

变排量泵实际上是一个带复位弹簧的叶片泵。在复位弹簧的作用下，钢圈处于初始位置。这个位置钢圈处于最左侧，缸圈和油泵转子的偏心量最大，因此在这个位置是产生的最大泵油量，即最大油压。机油系统能够根据需要控制钢圈反馈油压腔的油压大小。如果反馈压力产生的作用力超过了复位弹簧的弹力，此时钢圈就会向右移动，钢圈和油泵转子的偏心量减小，泵油量减少，油压下降。

油压的控制是靠集成在油泵内部的液控调压阀来调节的。液控调压阀的移动位置受控于PCM。在不通电的情况下，机油压力控制电磁阀是断开的，液控调压阀的湍压被泄掉，液控调压阀在弹簧力的作用下移动到最左端，通往钢圈的反馈油压被切断。油泵内复位弹簧的作用下钢圈处于初始位置，这个位置钢圈处于最左侧，缸圈和油泵转子的偏心量最大，因此在这个位置产生的最大泵油量，即最大油压（图16）。

当前工况如果需要降低油压，PCM会控制机油压力控制电磁阀打开机油泵的主油道，油压会直接通过机油压力控制电磁阀来到液控调压阀的端压腔，在端压的作用下，液控调压阀会克服弹簧弹力向右移动。这时来自主油道的反馈油压可以经过液控调压阀作用到钢圈上，钢圈就会向右移动，钢圈和油泵转子的偏心量减小，泵油量减少，发动机机油油压便会降低（图17）。