Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Двигатель Alfa Romeo TwinSpark
Двигатель Alfa Romeo 16V Twin Spark.JPG
Обзор
ПроизводительAlfa Romeo (1986),
Alfa Lancia Industriale (1987-1991),
Fiat Auto (1991-2007),
автомобили Fiat Group (2007-2009)
Производство1986–2009
Макет
КонфигурацияБезнаддувный рядный -4
Смещение1,4 л (1370 см3)
1,6 л (1598 см3)
1,7 л (1747 см3)
1,7 л (1749 см3)
1,8 л (1773 см3)
2,0 л (1962 см3)
2,0 л (1970 см3)
2,0 л (1995 см3)
Материал блокаАлюминий
и чугун
Материал головыАлюминий
КлапанDOHC 2/ 4 клапана на цилиндр
Горение
Топливная системаКарбюратор , впрыск топлива
Тип топливаБензин
Хронология
ПредшественникAlfa Romeo Twin Cam
ПреемникДвигатель Alfa Romeo 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 она использовалась в их гоночных автомобилях ( GTA , TZ ), чтобы обеспечить более высокую производительность. мощность от его двигателей. А в начале и середине 1980-х годов Alfa Romeo внедрила эту технологию в свои дорожные автомобили, чтобы улучшить их характеристики и обеспечить более строгий контроль за выбросами.

Двигатели Twin Spark [ править ]

В современном мире Alfa Romeo название Twin Spark обычно относится к двигателям с двойным зажиганием, установленным в автомобилях Alfa Romeo. Первоначально 8-клапанный двигатель устанавливался на Alfa Romeo 75, но также на 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 4-цилиндровые рядные двигатели с двумя распредвалами . Оригинальный 8-клапанный двигатель был заимствован из семейства Alfa Twin Cam и отличался блоком + головка из легкого сплава (алюминиевый сплав с кремниевым усилением), железными гильзами цилиндров с мокрым охлаждением , а распределительные валы приводились в движение одной дуплексной цепью ГРМ. Таким образом, конструкция аналогична более ранним и известным двигателям Alfa Romeo Twin Cam , но с более узким углом клапана и двойным зажиганием на этой модели.

Более поздние 16-клапанные двигатели были частью компании Fiat « Pratola Serra (В) семье серии модульного двигателя», [ править ] и имел более тяжелый чугунный блок двигатель, с головкой сплава, и распределительные валы были вытеснен ремень. Название Twin Spark происходит от того факта, что на цилиндр приходится две свечи зажигания. Это был чугун из-за более высокой прочности балки, меньшей сложности и, следовательно, более низких производственных затрат. Новые двигатели отличались высоким КПД, о чем свидетельствует BMEP (среднее эффективное давление в тормозной системе), действующее на головки поршней.

Две свечи зажигания на двигателях 8V Alfa Twin Spark зажигаются одновременно и симметрично расположены вокруг вертикальной линии, проходящей через центры впускных и выпускных клапанов. Фронт пламени проходит меньшее расстояние, что позволяет использовать меньшее опережение зажигания. Кроме того, можно использовать более бедные смеси для лучшей экономии топлива. Двигатель 8V также имеет 8 одинаковых свечей зажигания. Нет места для расположенной по центру свечи зажигания из-за 2-клапанной конструкции, которая использует довольно большой впускной клапан диаметром 44 мм на двигателе 2.0. На более новых моделях с двигателем 8V в системе также используется популярная система с отработанной искрой . (как также используется в Ford EDIS), объединяя одну катушку для 2 свечей на противоположных фазах родственных цилиндров, таких как 1-4, 2-3 на 4-цилиндровом двигателе.

В двигателях Alfa 16V Twin Spark одна свеча зажигания идеально расположена в центре цилиндра, как это обычно бывает практически во всех двигателях с многоклапанной конфигурацией. Чтобы разместить вторую свечу зажигания в 4-клапанной камере сгорания, свеча зажигания меньшего диаметра расположена на самом краю камеры сгорания между впускным и выпускным клапанами. Расположение дополнительной заглушки означает, что ее влияние на максимальную производительность незначительно. Однако двигатель может плавно работать на холостом ходу в очень бедных условиях (до 18: 1 AFR), это говорит о том, что дополнительная свеча предназначена для повышения эффективности сгорания при малых нагрузках. В следующем поколении четверок Альфа, двигатели JTS лишились вторых свечей, получили непосредственный впрыск и повышенные характеристики.

В двигателях TS 16V 1.6, 1.8 и 2.0 используется свеча зажигания с долговечным платиновым электродом диаметром 10 мм и диаметром 14 мм на цилиндр. Интервал замены свечей зажигания составляет 100 000 километров (62 000 миль).

16-клапанная двойная искровая головка.

16-клапанный двигатель имеет индивидуальное зажигание «катушка над свечой», при котором синхронизация 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 свечной вывод) свечу в другом цилиндре, которая имела вращение коленчатого вала на 360 ° не в фазе (то есть одна катушка зажигала свечу зажигания в цилиндр, приближающийся к вершине такта сжатия, а также свеча зажигания в цилиндре, приближающаяся к вершине такта выпуска (в 4-цилиндровом 4-тактном двигателе с кривошипом на 180 ° поршни 1 и 4 и поршни 2 и 3 поднимаются и падают парами) .Таким образом, в этой конфигурации каждая катушка обслуживает две свечи зажигания, а каждый цилиндр обслуживается двумя катушками.В случае отказа катушки одна из двух вилок все равно будет работать.

Системы зажигания, которые зажигают свечу в цилиндре на его такте выпуска, называются системой зажигания с отработанной искрой; искра ничего не зажигает и тратится впустую. Системы с отработанной искрой обычно используются в качестве производственной экономии, поскольку требуется половина катушек (которые, следовательно, должны срабатывать в два раза больше), например, четырехцилиндровому четырехтактному двигателю (с одной свечой на цилиндр) требуется только 2 катушки поочередно срабатывают каждые 180 ° вращения коленчатого вала, каждая катушка срабатывает каждые 360 ° поворота кривошипа, чтобы запустить все четыре цилиндра. В 16-клапанной системе Twin Spark для восьми свечей требуется 4 катушки, поэтому экономия производства вряд ли могла быть фактором при внедрении системы зажигания с потерей топлива.

На более позднем CF3 (2001 по стандарту выбросов Евро 3) 16v TS четыре катушки зажигают обе свечи зажигания в одном цилиндре (а не пары 1 и 4 и 2 и 3), и это не может быть потраченной впустую системой искры. Потенциальные преимущества каждой катушки, связанной с одним цилиндром, заключаются в следующем: уменьшение вдвое частоты зажигания - катушка должна запускать только каждый оборот коленчатого вала на 720 °, а не каждый оборот коленчатого вала на 360 °. Это удвоит время насыщения катушки, снизит нагрузку на катушку и улучшит качество искры при высоких оборотах. Некоторые системы управления двигателем Bosch имеют возможность опережать и замедлять опережение 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.

16-клапанный Twin Spark со старой крышкой.

Двигатели также включают в себя два других устройства для повышения производительности во время работы: фазовращатель распределительного вала и регулятор длины впускного канала (или модульный впускной коллектор в Alfaspeak) на более поздних (с пластиковой крышкой кулачка) 1,8- и 2,0-литровых версиях. Когда задействованы обе эти регулируемые системы, они управляются в тандеме ЭБУ системы управления двигателем Bosch Motronic в зависимости от частоты вращения, нагрузки и положения дроссельной заслонки. Согласно электронной сервисной документации Fiat Auto SpA DTE для 156 Twinspark (1.8 / 2.0):

« Для оптимизации количества воздуха, всасываемого в двигатель, блок управления проверяет: синхронизацию впуска в двух угловых положениях (и) геометрию впускных каналов на двух длинах (только 1,8 / 2,0 TS). При максимальной скорости крутящего момента блок управления устанавливает« открытая »фаза: кулачок выдвинут на 25 °, длинные каналы впускного корпуса (только 1,8 / 2,0 TS). При максимальной скорости вращения блок управления устанавливает« закрытую »фазу: кулачок в нормальном положении, воздуховоды впускной коробки короткие. На холостом ходу блок управления устанавливает фазу «закрыто»: кулачок в нормальном положении и короткие каналы впускной коробки. В других условиях работы двигателя блок управления выбирает наиболее подходящую конфигурацию для оптимизации производительности - расхода - выбросов. коробка всегда не хватает. " [2]

При продвижении распредвала впускных клапанов открывается и закрывается.впускные клапаны раньше во впускном цикле. Это позволяет наполнению цилиндров топливно-воздушной смесью начинать и заканчивать раньше, когда находится в продвинутом положении, таким образом, начиная сжимать смесь раньше. Или фаза сжатия начнется позже (когда кулачок не находится в продвинутом состоянии) за счет задержки закрытия впускного клапана. Фактическое сжатие газов может начаться только после закрытия впускных клапанов, поэтому, изменяя момент закрытия впускного клапана (с помощью вариатора), эффективная степень сжатия может быть уменьшена в не выдвинутом положении. Это дает преимущества, так как позволяет снизить эффективную степень сжатия, но при этом сохранить степень расширения, как и раньше, чтобы снизить механические потери в фазе сжатия. Когда впускной клапан открывается раньше по сравнению с закрытием выпускных клапанов,перекрытие клапанов (время, в течение которого впускной и выпускной клапаны одновременно открыты) также увеличивается в этом режиме. Это способствует эффекту продувки выходящего выхлопа, который вызывает частичный вакуум в цилиндре, что дополнительно способствует заполнению цилиндра свежим зарядом. Также это увеличенное перекрытие может привести к повторному попаданию части выхлопных газов, таким образом, заставляя их функционировать как внутренняя система рециркуляции отработавших газов.

Как и в аналогичных системах фазирования впускных кулачков, таких как BMW VANOS, фазировка возвращается в замедленное состояние на более высоких оборотах для повышения мощности и эффективности, поскольку динамика газа на впуске изменяется с изменением скорости вращения. Короткие впускные каналы настраиваются на более высокую частоту и, следовательно, более короткую волну давления на впускном канале.

На двигателях 8V перекрытие клапанов и время открытия впуска довольно большие. Эти двигатели почти не работают на холостом ходу с включенным вариатором, поэтому на этих моделях это имело значение также для улучшения работы на низких оборотах. В двигателях 16V вариатор распределительного вала используется для улучшения характеристик / выбросов, но также может быть источником общей проблемы «дизельного шума», часто наблюдаемой на моделях с большим пробегом, которые использовали более ранние внутренние детали вариатора. Такая же система вариатора также используется во многих двигателях Fiat / Lancia, например, в 5-цилиндровом двигателе Lancia Kappa , некоторых двигателях Fiat Bravo / Fiat Marea , Fiat Barchetta , Fiat Coupe , Fiat Stilo. и др. модели.

Модульный впускной коллектор [ править ]

Модульный впускной коллектор Alfa Romeo - это регулируемая впускная система, устанавливаемая на 1,8- и 2,0-литровые двигатели Twin Spark. [ необходима цитата ] Он работает, переключаясь между двумя отдельными воздухозаборниками разной длины (по одной паре для каждого цилиндра), чтобы либо сократить, либо удлинить путь от конца впускного желоба (внутри камеры статического давления) до впускных клапанов. Система управляется сервоприводом с вакуумным усилителем и напрямую управляется системой управления двигателем Bosch, как описано выше. Входные направляющие регулируемой длины работают с использованием гармоник, создаваемых внутри впускного тракта / направляющей при открытии и закрытии впускных клапанов и потока газа во время впускного цикла. Каждый бегун фактически представляет собой скоростной стек.который отражает волну положительного давления обратно во впускной канал, чтобы максимально заполнить цилиндр топливно-воздушной смесью. Диапазон оборотов, в котором волна давления достигает открытых впускных клапанов и может способствовать наполнению цилиндра, определяется длиной рабочего колеса и является относительно узким. Переключение между рабочими колесами разной длины расширяет диапазон оборотов, в котором достигаются преимущества настроенных рабочих колес на впуске, что приводит к более пологой кривой крутящего момента и, как следствие, большей мощности во всем диапазоне оборотов.

Кроме того, был увеличен до максимума воздушный поток во впускном трубопроводе между дроссельной заслонкой и воздушной камерой. Это включает в себя «впускную трубу» на конце впускной трубы внутри воздушного короба (часто называемую «конусом» Alfisti), которая предназначена для улучшения расхода воздуха и расхода топлива за счет уменьшения турбулентности (и может отражать волны положительного давления обратно вниз по впускной трубе). Существует много дискуссий о повышении производительности за счет удаления трубы или «удаления конуса», как это часто называют, [ необходима цитата ]поскольку некоторые считают, что труба ограничивает поток воздуха из-за своего небольшого входного поперечного сечения. Хотя «удаление конуса» приводит к улучшению поперечного сечения впускного канала, любое преимущество, вероятно, будет компенсировано «пинч-эффектом» неизлучаемого впускного отверстия, который составляет 0,6-0,5 эффективности радиуса раструба на впускном отверстии того же диаметра [3 ]

Регулировка фаз газораспределения [ править ]

Регулировка фаз газораспределения дала двигателю Twin Spark очень хорошие характеристики для его кубатуры, но это одна из самых слабых сторон 16-клапанного двигателя. Оригинальный вариатор, который управляет синхронизацией кулачков, подвержен износу или заклиниванию, хотя запасная часть имеет другой номер детали и имеет повышенную надежность. Симптомы - небольшая потеря производительности и дребезжание дизельного типа в верхней части двигателя, которое появляется при запуске и постепенно длится дольше. [4]Поэтому рекомендуется заменять вариатор независимо от его видимого состояния при замене камбельта на 36 000 миль (60 000 км). Проблема вариатора не часто встречается в более ранней версии 8V Twin Spark, поскольку в них используется другой тип системы вариатора фаз газораспределения, это также относится к более поздним версиям 16v, используемым в Alfa Romeo 156 и 147, где слабый вариатор был на имя.

8-клапанные двигатели Twin Spark [ править ]

Alfa Romeo 75 8-ми клапанный Twin Spark.
  • 1,7 л (1749 куб.см) 84 кВт (114 л.с., 113 л.с.) при 6000 об / мин, 146 Нм (108 lb⋅ft) при 3500 об / мин
  • 1,8 л (1773 куб.см) 98 кВт (133 л.с., 131 л.с.) при 6000 об / мин, 165 Н · м (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 Н · м (137 lb⋅ft) 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:

  • Альфа Ромео 75
  • Альфа Ромео 164
  • Альфа Ромео 155

16-клапанные двигатели Twin Spark [ править ]

16-клапанный Twin Spark
  • 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 x 82,7 мм
  • 1970 куб. x 91 мм

Приложения:

  • Альфа Ромео 155
  • Alfa Romeo GTV (Тип 916)
  • Alfa Romeo Spider (Тип 916)
  • Альфа Ромео 145
  • Альфа Ромео 146
  • Альфа Ромео 166
  • Альфа Ромео 156
  • Альфа Ромео 147
  • Альфа Ромео GT

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Автомобили Альфа Ромео" . ukcar.com . Архивировано 9 июля 2007 года . Проверено 5 июля 2007 .
  2. ^ DMCServizi Post Vendita Di Settore Assistenza Technica . Fiat Auto SpA, октябрь 2000 г.
  3. ^ Системы внутреннего потока Дональд С. Миллер
  4. ^ Кулачковый вариатор: Кулачок вариатор , accessdate: 21 июня 2019