Двигатель Альфа Ромео Твин Спарк
| Двигатель Альфа Ромео Твин Спарк | |
|---|---|
 | |
| Обзор | |
| Производитель |
|
| Производство | 1986–2009 |
| Макет | |
| Конфигурация | Безнаддувный рядный 4-цилиндровый двигатель |
| Смещение |
|
| блока цилиндров Материал | |
| головки блока цилиндров Материал | Алюминий |
| Клапанный механизм | DOHC 2/4 клапана на цилиндр |
| Горение | |
| Топливная система | Карбюратор , Впрыск топлива |
| Тип топлива | Бензин |
| Выход | |
| Выходная мощность | 103–155 л.с. (76–114 кВт; 102–153 л.с.) |
| Хронология | |
| Предшественник | Альфа Ромео Твин Кэм |
| Преемник | Двигатель Альфа Ромео JTS |
Технология Alfa Romeo Twin Spark (TS) была впервые использована в автомобиле Alfa Romeo Grand Prix в 1914 году. [ 1 ] В начале 1960-х годов его использовали в гоночных автомобилях ( GTA , TZ ), чтобы обеспечить более высокую выходную мощность двигателей. А в начале и середине 1980-х годов Alfa Romeo внедрила эту технологию в свои дорожные автомобили, чтобы повысить их производительность и обеспечить более строгий контроль выбросов.
Двигатели «Твин Спарк»
[ редактировать ]В современном мире Alfa Romeo название «Twin Spark» обычно относится к двигателям двойного зажигания, установленным в автомобилях Alfa Romeo. Первоначально 8-клапанный двигатель устанавливался на Alfa Romeo 75, а также на модели 164 и 155 . 16-клапанные двигатели появились в моделях 145 , 146 , 155, 156 , 147 , 166 , Alfa Romeo GTV & Spider и Alfa Romeo GT .
Все серии TS представляют собой двигатели с двумя распредвалами 4-цилиндровые рядные . Оригинальный 8-клапанный двигатель был заимствован из семейства Alfa Twin Cam и имел блок + головку из легкого сплава с мокрым охлаждением (алюминиевый сплав, усиленный кремнием), железные гильзы цилиндров , а распределительные валы приводились в движение одной двойной цепью ГРМ. Итак, конструкция аналогична более ранним и известным двигателям Alfa Romeo Twin Cam , но с более узким углом наклона клапанов и двойным зажиганием на этой модели.
Более поздние 16-клапанные двигатели были частью серии модульных двигателей Fiat Pratola Serra (семейство B). [ нужна ссылка ] и имел более тяжелый чугунный блок двигателя, с легкосплавной головкой, а распределительные валы имели ременный привод. Название Twin Spark связано с тем, что на цилиндр приходится две свечи зажигания. Это был чугун из-за более высокой прочности балки, меньшей сложности и, следовательно, более низких производственных затрат. Когда эти двигатели были новыми, они отличались высокой эффективностью, о чем свидетельствует BMEP (среднее эффективное давление тормоза), оказываемое на днища поршней.
Две свечи зажигания в двигателях Alfa Twin Spark 8V зажигаются одновременно и расположены симметрично вокруг вертикальной линии, проходящей через центры впускных и выпускных клапанов. Фронт пламени проходит меньшее расстояние, что позволяет использовать меньшее опережение зажигания. Кроме того, для большей экономии топлива можно использовать более бедные смеси. Двигатель 8V также имеет 8 одинаковых свечей зажигания. Для центрально расположенной свечи зажигания нет места из-за двухклапанной конструкции, в которой на двигателе 2.0 используется довольно большой впускной клапан диаметром 44 мм. На новых моделях с двигателем 8 В система бесполезного искрообразования также использует популярную систему . (также используется в Ford EDIS), объединяя одну катушку для двух свечей на родственных цилиндрах с противоположной фазой, таких как 1-4, 2-3 в 4-цилиндровом двигателе.
В двигателях Alfa 16V Twin Spark одна свеча зажигания идеально расположена в центре цилиндра, как это характерно практически для всех двигателей с многоклапанной конфигурацией. Чтобы разместить вторую свечу зажигания в 4-клапанной камере сгорания, свечу зажигания меньшего диаметра располагают на самом краю камеры сгорания между впускным и выпускным клапаном. Расположение дополнительной вилки означает, что ее влияние на максимальную производительность незначительно. Однако двигатель способен плавно работать на холостом ходу в очень обедненных условиях (до 18:1 AFR), это говорит о том, что дополнительная свеча предназначена для улучшения эффективности сгорания при небольших нагрузках. В четверках Alfa следующего поколения двигатели JTS лишились вторых свечей, получили непосредственный впрыск и увеличили производительность.
В двигателях TS 16V, 1,6, 1,8 и 2,0, используются свечи зажигания с платиновым электродом с длительным сроком службы диаметром 10 мм и диаметром 14 мм на каждый цилиндр. Интервал замены свечей зажигания составляет 100 000 километров (62 000 миль).
16-клапанный двигатель имеет индивидуальное зажигание по принципу «катушка поверх свечи», при котором момент зажигания контролируется непосредственно системой управления двигателем Bosch, при этом каждая катушка зажигает две свечи зажигания одновременно. На более ранних 16-клапанных двигателях CF1 и CF2 каждая катушка зажигала свечу под ней и (через короткий провод свечи) свечу в другом цилиндре, который поворачивал коленчатый вал на 360° в противофазе (т. е. одна катушка зажигала свечу зажигания в цилиндре, приближающемся к вершине такта сжатия, а также свечу зажигания в цилиндре, приближающемся к вершине такта выпуска (в 4-цилиндровом 4-тактном двигателе с кривошипом поршней на 180°). 1 и 4, а также поршни 2 и 3 поднимаются и опускаются парами). Таким образом, в этой конфигурации каждая катушка обслуживает две свечи зажигания, а каждый цилиндр обслуживается двумя катушками. В случае неисправности катушки одна из двух свечей все равно будет работать.
Системы зажигания, которые зажигают свечу в цилиндре на такте выпуска, называются системой зажигания с ненужной искрой; поскольку искра ничего не зажигает и поэтому «тратится впустую». Системы ненужной искры обычно используются в целях экономии производства, поскольку требуется половина количества катушек (которые, следовательно, должны срабатывать в два раза больше раз), например, четырехцилиндровый четырехтактный двигатель (с одной свечой зажигания на цилиндр) требует только 2 катушки попеременно срабатывают на каждые 180° поворота коленчатого вала, каждая катушка срабатывает на каждые 360° поворота коленчатого вала для запуска всех четырех цилиндров. В 16-клапанном двигателе Twin Spark для восьми свечей требуются 4 катушки, поэтому экономия производства вряд ли будет фактором, способствующим использованию бесполезной системы зажигания.
На более позднем CF3 (2001 г. по стандарту выбросов Евро 3) 16 В TS четыре катушки зажигают обе свечи зажигания в одном цилиндре (то есть не 1 и 4 и 2 и 3 как пары), и это не может быть бесполезной системой зажигания. Потенциальные преимущества от того, что каждая катушка связана с одним цилиндром, заключаются в следующем: уменьшение вдвое частоты зажигания - катушка должна срабатывать только на каждые 720 ° поворота коленчатого вала, а не на каждые 360 ° поворота коленчатого вала. Это удвоит время насыщения катушки, снизит нагрузку на катушку и улучшит качество искры на высоких оборотах. Некоторые системы управления двигателем Bosch имеют возможность опережать и запаздывать момент зажигания в отдельных цилиндрах, что было бы невозможно в конфигурациях CF1 и CF2, поскольку каждый цилиндр обслуживается двумя катушками, но может использоваться в настройке CF3.
Двигатели также включают в себя два других устройства для повышения производительности во время работы: вариатор фаз распределительного вала и систему регулировки длины впускного коллектора (или модульный впускной коллектор в Alfaspeak) на более поздних (с пластиковой крышкой кулачка) версиях объемом 1,8 и 2,0 литра. Там, где используются обе эти регулируемые системы, они управляются в тандеме ЭБУ управления двигателем Bosch Motronic в зависимости от частоты вращения, нагрузки и положения дроссельной заслонки. Согласно электронной сервисной документации Fiat Auto SpA DTE для 156 Twin Spark (1.8/2.0):
" Для оптимизации количества всасываемого в двигатель воздуха блок управления проверяет: время впуска в двух угловых положениях (и) геометрию впускных каналов при двух длинах (только 1,8/2,0 TS). При максимальном крутящем моменте блок управления устанавливает " фаза «открыто»: кулачок выдвинут на 25°, впускной корпус — длинные каналы (только 1,8/2,0 TS). На максимальной скорости блок управления устанавливает фазу «закрыто»: кулачок в нормальном положении. положение, впускная коробка короткие каналы На холостом ходу блок управления устанавливает фазу «закрыто»: кулачок в нормальном положении и впускная коробка короткие каналы. В остальных условиях работы двигателя блок управления выбирает наиболее подходящую конфигурацию для оптимизации производительности – расхода. — Выбросы при обгоне впускные каналы коробки всегда короткие » . [ 2 ]
Выдвижение впускного распределительного вала открывает и закрывает впускные клапаны на более ранних этапах цикла впуска. Это позволяет наполнять цилиндры топливовоздушной смесью начинаться и заканчиваться раньше, когда он находится в переднем положении, тем самым раньше начав сжимать смесь. Или фазу сжатия начать позже (когда кулачок не находится в опережающем состоянии) за счет задержки закрытия впускного клапана. Реальное сжатие газов может начаться только после закрытия впускных клапанов, поэтому, варьируя момент закрытия впускных клапанов (с помощью вариатора), можно снизить эффективную степень сжатия в не опережающем положении. Это имеет преимущества, поскольку позволяет снизить эффективную степень сжатия, но при этом сохранить степень расширения, как и раньше, чтобы снизить механические потери на этапе сжатия. Когда впускной клапан также открывается раньше по сравнению с закрытием выпускных клапанов, перекрытие клапанов (период одновременного открытия впускного и выпускного клапанов) также увеличивается в этом режиме. Это способствует продувочному эффекту выходящих выхлопных газов, что создает частичный вакуум в цилиндре, что дополнительно способствует заполнению цилиндра свежим зарядом. Кроме того, это увеличенное перекрытие может привести к повторному входу части выхлопных газов, что заставит его функционировать как внутренняя система EGR.
Как и в аналогичных системах фазирования впускных кулачков, таких как BMW VANOS, фазировка возвращается в состояние с задержкой при более высоких оборотах для повышения мощности и эффективности, поскольку динамика впускных газов изменяется с изменением оборотов. Короткие впускные каналы настроены на более высокую частоту и, следовательно, более короткую волну давления во впускном канале.
В двигателях 16 В вариатор распределительного вала используется для повышения производительности и выбросов, но также может быть источником общей проблемы «дизельного шума», часто наблюдаемой на моделях с большим пробегом, в которых использовались более ранние внутренние компоненты вариатора. Та же система вариатора также используется во многих двигателях Fiat / Lancia , например, в Lancia Kappa 5-цилиндровом двигателе Fiat Bravo / Fiat Marea , некоторых двигателях Fiat Barchetta , Fiat Coupe , Fiat Stilo , моделях и т. д.
Модульный впускной коллектор
[ редактировать ]Модульный впускной коллектор Alfa Romeo представляет собой регулируемую систему впуска, устанавливаемую на более поздние двигатели CF2 объемом 1,8 и 2,0 литра Twin Spark. [ нужна ссылка ] Он работает путем переключения между двумя отдельными воздухозаборными каналами разной длины (одна пара для каждого цилиндра), чтобы либо сократить, либо удлинить путь от конца впускного канала (внутри камеры сгорания) до впускных клапанов. Система управляется вакуумным сервоприводом и управляется непосредственно системой управления двигателем Bosch, как описано выше. Впускные каналы настроенной длины работают с использованием гармоник, создаваемых во впускном тракте/канале в результате открытия и закрытия впускных клапанов и потока газа во время впускного цикла. Каждое рабочее колесо фактически представляет собой набор скоростей , который отражает волну положительного давления обратно во впускной канал, чтобы максимизировать заполнение цилиндра топливно-воздушной смесью. Диапазон оборотов, в котором волна давления достигает открытых впускных клапанов и может способствовать наполнению цилиндров, определяется длиной рабочего колеса и является относительно узким. Перестановка направляющих разной длины расширяет диапазон оборотов, в котором достигаются преимущества настроенных впускных направляющих, что приводит к более плоской кривой крутящего момента и, следовательно, к большей мощности во всем диапазоне оборотов.
Кроме того, был максимально увеличен поток воздуха внутри впускной трубы между дроссельной заслонкой и воздушной коробкой. Сюда входит «впускная труба» на конце впускной трубы внутри воздушной камеры (часто называемая Альфисти «конусом»), которая предназначена для улучшения воздушного потока и дозирования топлива за счет уменьшения турбулентности (и может отражать волны положительного давления обратно). вниз по впускной трубке). Существует много дискуссий по поводу улучшения производительности за счет удаления раструба или «деконусования», как это часто называют. [ нужна ссылка ] поскольку некоторые считают, что труба ограничивает поток воздуха из-за своего небольшого входного сечения. Несмотря на то, что «удаление конусности» приводит к улучшению поперечного сечения впускного отверстия, любая польза, вероятно, будет нивелирована «эффектом сжатия» впускного отверстия без радиуса, который составляет 0,6–0,5 эффективности радиуса трубы на впускном отверстии того же диаметра. [ 3 ]
Изменяемые фазы газораспределения
[ редактировать ]Изменение фаз газораспределения дало двигателю Twin Spark очень хорошие характеристики для его кубатуры, но это одно из наиболее слабых мест 16-клапанного двигателя. Оригинальный вариатор , который управляет синхронизацией кулачков, склонен к износу или заклиниванию, хотя запасная деталь имеет другой номер детали и имеет повышенную надежность. Симптомы — небольшая потеря мощности и дребезжание дизельного типа в верхней части двигателя, которое появляется при запуске и постепенно сохраняется все дольше. [ 4 ] Поэтому рекомендуется заменять вариатор независимо от его внешнего состояния при замене ремня ГРМ каждые 36 000 миль (60 000 км). Проблема с вариатором не часто встречается в более ранних версиях Twin Spark 8V, поскольку в них используется другой тип системы вариатора газораспределения. Это также относится и к более поздним версиям 16V, используемым в Alfa Romeo 156 и 147, где был слабый вариатор. обратился.
8-клапанные двигатели Twin Spark
[ редактировать ]
- 1,7 л (1749 куб.см), 84 кВт (114 л.с., 113 л.с.) при 6000 об/мин, 146 Нм (108 фунт-фут) при 3500 об/мин
- 1,8 л (1773 куб.см) 98 кВт (133 л.с., 131 л.с.) при 6000 об/мин, 165 Нм (122 фунт-фут) при 5000 об/мин
- 2,0 л (1962 куб.см) 109 кВт (148 л.с., 146 л.с.) при 5800 об/мин, 186 Нм (137 фунт-фут) при 3000 об/мин
- 2,0 л (1995 куб.см), 104 кВт (141 л.с., 139 л.с.) при 6000 об/мин, 187 Нм (138 фунт-фут) при 5000 об/мин (кат.)
приложения:
16-клапанные двигатели Twin Spark
[ редактировать ]
- 1370 куб.см (1,4 л), 76 кВт (103 л.с., 102 л.с.) при 6300 об/мин, 124 Нм (91 фунт-фут) при 4600 об/мин, диаметр цилиндра x ход поршня - 82 x 64,87 мм
- 1598 куб.см (1,6 л), 77–88 кВт (105–120 л.с., 103–118 л.с.) при 5600–6200 об/мин, 140–146 Нм (103–108 фунт-фут) при 4200–4500 об/мин, диаметр цилиндра x ход поршня - 82 х 75,65 мм
- 1747 куб.см (1,7 л) 103–106 кВт (140–144 л.с., 138–142 л.с.) при 6500 об/мин, 163–169 Нм (120–125 фунт-фут) при 3500–3900 об/мин, диаметр цилиндра x ход поршня - 82 х 82,7 мм
- 1970 куб.см (2,0 л), 110–114 кВт (150–155 л.с., 148–153 л.с.) при 6400 об/мин, 181–187 Нм (133–138 фунт-фут) при 3500–3800 об/мин, диаметр цилиндра x ход поршня - 83 х 91 мм
Приложения:
- Альфа Ромео 155
- Альфа Ромео GTV (Тип 916)
- Альфа Ромео Паук (Тип 916)
- Альфа Ромео 145
- Альфа Ромео 146
- Альфа Ромео 166
- Альфа Ромео 156
- Альфа Ромео 147
- Альфа Ромео ГТ
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ «Автомобили Альфа Ромео» . ukcar.com . Архивировано из оригинала 9 июля 2007 года . Проверено 5 июля 2007 г.
- ^ Послепродажное обслуживание DMC в секторе технической помощи . Fiat Auto SpA, октябрь 2000 г.
- ^ Системы внутреннего потока Дональда С. Миллера
- ↑ Кулачковый вариатор: Кулачковый вариатор , дата доступа: 21 июня 2019 г.
