技术:福特WRC发动机,1.6T如何做到380马力,无涡轮迟滞

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1.6T发动机如何达到380马力?

高增压的发动机如何消除涡轮迟滞?
能搭配混动方案吗?
福特常年参加WRC等拉力赛事 , 也将技术经验下放到家用车领域 , 从发动机技术到底盘调校 , 福特都有独到的设计 。



1.6T发动机如何达到380马力?
福特和M-Sport合作开发WRC专用的发动机 , 采用紧凑的直列四缸布局 , 发动机横置安装在车辆上 。 根据规则 , 发动机的气缸内径和冲程都有严格要求 , 为了提高转速 , 采用短冲程设计 , 也就是气缸直径大于冲程 , 其中缸径为83毫米 , 冲程只有73.8毫米 。 虽然这样的设计不利于低转速扭矩 , 但可以达成更高的转速 , 活塞每转一圈移动的距离更短 , 每秒的动力冲程更多 , 意味着峰值马力更高 。



相较于常见的量产发动机 , 福特WRC的发动机增压压力更高 , 达到3-4 bar , 而普通家用车只有1.5bar左右 , 高增压意味着可以吸入更多的压缩氧气 , 有利于汽油燃烧 , 国际汽联考虑到安全 , 为所有车安装了36毫米的进气限制器 。 但发动机依旧可以输出大约380马力 , 如果没有限制器 , 功率可以轻松超过450马力 。



当然 , 高增压的背后需要技术支撑 , 一方面需要更坚固的缸体和活塞等 , 避免高温高压爆裂 , 发动机零件通过计算机控制的CNC多轴数控机床精确制造 , 确保零件精度 。 发动机缸体和缸盖采用轻量化、高强度的铝合金 , 活塞则为锻造铝合金 , 连杆采用钛合金 , 减轻质量 , 承受高转速运转 , 曲轴采用锻造钢 , 确保能够承受旋转力矩和扭矩 。



另一方面 , 增压压力越高 , 进入气缸的压缩空气温度越高 , 对冷却系统的要求提高 , 福特WRC采用复杂的冷却结构 , 包括定制的散热水箱和中冷器 , 以及风洞优化的气流通道 , 保证发动机冷却 , 降低进气温度 , 冷却系统的尺寸是普通家用车的数倍 。


【技术:福特WRC发动机,1.6T如何做到380马力,无涡轮迟滞】
高增压如何防止涡轮迟滞?
高压的涡轮增压器 , 将更多空气强行压入发动机 , 但缺点显而易见 , 那就是涡轮通过废气驱动 , 更高的增压意味着油门不够线性 , 前段无力 , 后段像踹了一脚 , 为了避免这种现象 , WRC的涡轮采用滚珠轴承设计 , 减少摩擦 , 加快增压速度 。 此外 , 发动机还配备了专门设计的ALS防滞后系统 , 彻底消除涡轮迟滞 。



当车手松开油门时 , ALS将少量燃油和空气注入排气歧管 , 在排气管里燃烧 , 从而保持涡轮在高转速下旋转 , 避免涡轮减速 。 当车手重新踩下油门时 , 涡轮能立即提供大量增压 , 带来瞬间的动力爆发 , 这也是WRC赛车收油后从排气管里发出“噼里啪啦”响声的原因 。



这种设计需要配置独立的赛用级ECU , 更高的芯片算力和单车定制化的调校避免了发动机出现问题 。



能搭配混动方案吗?
显然WRC也需要跟着新能源的大潮 , Rally1级别的福特也配备了插混系统 , 搭载3.9度的电池组 , 以及一个小型电机 , 可以提供额外的100kw , 为了减轻重量 , 整套系统使用了高密度电池和高集成度的电驱系统 , 整套混动系统重量只有84公斤 , 同时经过了安全测试 , 可以承受70G的冲击 。 这就像后排多了一名乘客的重量 , 比普通的插混家用车更轻巧 , 超过500马力的功率 , 推动不到1300公斤的重量 , 大马力输出的同时保证轻量化 。






由于WRC的赛道多弯 , 需要经常刹车 , 在高功率的动能回收下 , 电池可以快速充满电 , 在整个赛段内 , 可以长时间使用电机来提供额外的动力 , 停车检修时也可以通过外部电源来给电池充电 。



选车侦探观点:显然WRC是一项高门槛的赛事 , 福特拥有多年的经验积累 , 尤其在小排量发动机领域 , 高增压下保持耐用度、如何避免涡轮迟滞、如何防止高温爆缸 , 都是赛用级发动机的难点 , 但福特在比赛中很少出现发动机故障 , 也证明了技术实力 , 同时混动技术也可以转移到量产车上 。 大家觉得福特的技术实力如何?欢迎讨论 。