六速雙離合器 + 柴油 VGT 渦輪引擎

班級：夜四技車輛二甲

學號： 998L0016 吳韋霆 998L0022 葉乃綸 99815032 歐陽正修

雜誌名稱：超越車訊出版年月： 2011期別： NO.188文章名稱：Ford Focus 2.0TDI 國產掀背性能王頁碼： page76~79

資料出自 :維基百科 &汽車線上http://www.maruboshi.com.tw/news_01.htm#A_1http://zh.wikipedia.org/wiki/Wikipediahttp://www.auto-online.com.tw/

雙離合器自手排變速箱趨勢 汽車的變速系統從一開始的手排變速箱，到後來出現有著扭力轉換器，駕駛者不用

為切換檔位操作傷腦筋的自排變速箱。之後在手排系統基礎上出現了以電子控制系統操作離合器的自手排，由傳統自排基礎延伸發展出來，可以手動切換檔位升降的手自排系統也在現在新車市場上逐漸成為自排系統主流。

下圖 :Power Shift 變速箱的進化為雙離合器大小相同，並設有雙獨立油路提昇散樂效果，其同步齒輪亦經過最適化的調校已利換檔順暢性，同時液壓系統為 Ford 、 Getrag 獨立設計。

雙離合器系統基本共同點• 主要的結構觀念都是相同的，我們就以現在最新的七速 S Tronic 作例子來解

釋一下。 S Tronic 是專為縱置動力機構以及 Quattro 全時四輪傳動系統所設計，所以內部傳輸軸和齒輪為縱向排列。該系統是由二組多片式離合器與動力傳輸軸的組合來搭配不同檔位，這也正是它與一般手排變速箱單一離合器、動力輸入、輸出軸與齒輪組搭配的最大不同。圖片出自 http://www.auto-online.com.tw/news/83-14379 ( 圖 1.1)

雙離合器作動原理

• 這樣的設計可以避免早期自手排變速箱只有單離合器在升降檔時離合器接合時的劇烈震動所造成車身動態的不平順，讓一般駕駛人無法以傳統自排車方式來駕駛，往往得透過預先收油來避免進退檔的震動。雙離合器則是兩組離合器分別控制 1 3 5 檔以及2 4 6 檔，當你在奇數檔 ( 假設是 3檔 )時，上一檔 ( 假設是 2檔 )以及下一檔 ( 假設是 4檔 ) 已經透過另一組離合器預先接合，當車輛實際進退檔時就可以做道絲滑般的進退檔，大大增進自手排變速箱的便利使用性，而且比起傳統自排排變速箱傳輸效率更快更好。

• 這二組傳輸軸是同時維持運轉狀態，不過一次只有一個軸是與引擎的動力輸入端接合，比方說車子在三檔行駛時四檔已經與另一組傳輸軸預先銜接， K1 與 K2 離合器透過電子油壓裝置控制一起作動 (一個接合、一個分離 ) 完成換檔動作，所以換檔時不但速度非常快，只要數百分之一秒，而且由於二個檔位齒輪是同步運作，所以交接之際也不像一般變速箱會產生落差的挫動，駕駛者坐在車內也不容易察覺到車子有在換檔。

• ( 如下圖 1.2)

齒輪作動介紹 ( 圖 1.2)

變速箱零件介紹 ( 圖 1.3)• 圖片出自 http://www.auto-online.com.tw/news/14362 圖 1.3

新世代柴油引擎渦輪增壓

• 新世代的柴油引擎大量使用各種電腦控制及柴油微粒過濾器等的新科技與技術，使以往柴油引擎車輛最為人所詬病的空氣污染問題，已獲得大幅度的改善；而震動及噪音的問題也因為使用電腦來精確控制而使柴油引擎的運轉精緻度趨近於汽油引擎的表現水準；且柴油引擎特有的強大扭力，為同排氣量汽油引擎所難以望其項背的優勢所在。此外，柴油引擎經久耐用的使用壽命，也是不可不提的重點之一。結合各種優勢，在在都讓柴油引擎車輛能更加容易貼近現代人。其中，由電腦控制的柴油共軌直噴技術更是使柴油引擎大幅進化的最大功臣。

共軌燃油噴射系統的作用原理 1. 共軌式燃油系統迴路

2. 共軌式柴油引擎控制系統

• 傳統柴油引擎中，高壓柴油是由噴射泵提供，柴油離開噴射泵而成為高壓柴油後，直接頂開噴油嘴的針閥並噴入燃燒室中，在此區間內，有許多不穩定的因素，如高壓噴射管的膨脹收縮、噴油嘴針閥的開啟壓力及密合度等等，都會影響噴入燃燒室的噴油量，這會造成不同汽缸的噴油量有差異、噴射時間不同或出現滴油等結果。且噴射正時為機械式調整的固定提前角度，使柴油無法依引擎各種不同的工作狀況而調整到最佳的噴射時機。種種的限制使得傳統的柴油引擎有著諸多的缺點，如排放黑煙、有毒的廢氣量較高、控制不精確等。

共軌系統 (Common Rail)

• 現今的共軌燃油噴射系統則可將上述的缺點一一消除，因為共軌系統則採用類似汽油噴射引擎的控制方式，高壓柴油是使用高壓泵浦來加壓 ( 約加壓至 1600~2000 bar ，依各個車廠而定 )，再將加壓後的高壓柴油送到一個共同油軌 (Common Rail) 中，此共同油軌裝有調壓閥，能使其中的油壓保持一定，並將多餘的柴油透過回油管送回油箱。再由此共同油軌連接個別的高壓油管到位於各個汽缸的壓電式 (* 註一 ) 或電磁控制式噴油嘴，使噴油嘴中隨時充滿高壓柴油。而 ECU 則接收來自各個感知器的訊號後，在適當的時機發送控制噴油嘴通電時間及週期 ( 噴油可能分為 3 至 5 段 ) 的控制訊號給噴油嘴驅動裝置，由噴油嘴驅動裝置產生作動噴油嘴的電壓及電流並送至噴油嘴，使高壓柴油依電腦控制的通電時間及週期噴入燃燒室中。這樣的控制方式可使噴油嘴進行多段式的噴射 (例如先期噴射控制燃燒及噪音，主噴射產生動力，後期噴射清除碳粒 ) 並使噴射量得到更精密的控制。且高壓泵浦、調壓閥、噴油嘴等的運作均由 ECU 來控制也可減少柴油引擎燃油系統的機件數量，達到輕量化的目的，並讓引擎噪音、震動、性能、油耗及環保都能有效改善。

• * 註一：壓電式噴油嘴為一精密之機構，在其中有一石英晶體，對此石英晶體通電會使其產生正、逆壓電效應而形變，藉此形變來控制燃油噴射時間及流量，因壓電式噴油嘴的速度及精確度均非常優異

Ford TDCi 柴油渦輪共軌噴射

• Ford TDCi 柴油渦輪增壓共軌噴射採用最新的共軌供油系統，完全消除了舊世代柴油引擎的缺點。因為共軌的設計，可使各氣缸間的噴射壓力及噴油量誤差接近零，而高達 1600 bar 的噴油壓力及柴油的預先加溫均使噴入燃燒室內的柴油更能夠充份霧化；且德國 Siemens 的電磁噴油嘴可持續以穩定的噴油量、噴油壓力將柴油依電腦控制的時間噴入燃燒室內，除了使燃燒效益提升，更能因穩定的壓力使馬力、扭力提升。

• TDCi 亦使用了 VGT (Variable Geometry Turbo) 可變幾何渦輪增壓器 ，改善低轉速時的渦輪遲滯現象，使得引擎不必加大排氣量，即可大幅提升引擎輸出的馬力及扭力。

• 舉例來說，如 Focus S2.0 TDCi 在加入各種柴油共軌及渦輪增壓的先進技術後，其所擁有的 32.7 kg-m 扭力不僅比同排氣量的汽油引擎高 68％，甚至超越 3.0 升汽油引擎的表現，而到達了 2.5 升渦輪增壓汽油引擎的扭力輸出水準。如此強勁的動力輸出，讓 S2.0 TDCi 的 0~100 km/h 加速僅需 9.3 秒即完成，並可達到 203 km/h 的安全極速。

VGT 渦輪增壓系統 • VGT 可變幾何渦輪增壓器則是在排氣渦輪殼外圍設置一組可改變角度的導流葉片，當引擎轉速低時，作動器將導流葉片開度關小，使進入排氣渦輪的廢氣經過開度較小的入口，再吹向排氣渦輪葉片，因排氣通過此小入口時，氣體流速增加，而使排氣渦輪受到較強排氣氣流的吹動，進而使排氣渦輪的轉速提升速度加快；而當引擎轉速高時，作動器將導流葉片開度加大，排氣通過入口時，流速未增加，避免渦輪轉速太快而使進氣歧管的空氣被增壓過度。

選擇柴油引擎車輛前不可不知 • 柴油引擎車輛除少部份車型外，最大扭力輸出轉速大多數均低於汽油引擎的最大扭

力輸出轉速，且雖有渦輪增壓的加持輔助，但超過最大扭力輸出區域後，扭力輸出的衰退仍會很明顯。若駕駛人無法適應柴油引擎車輛低轉速、高扭力的輸出特性，經常以提升引擎轉速的方式來使用車輛，將不僅無法得到大扭力引擎所能帶來的駕駛樂趣，反而會使噴油量增加、提高耗油量。此點是在使用柴油引擎車輛時應注意的地方。

• 駕駛人應注意車輛引擎本身的最大扭力輸出轉速，在行車時，應在適當時機換至正確的檔案，使引擎保持在最大扭力輸出轉速以下， ECU 才能以最經濟的噴油量來噴油。

• 若要有良好的油耗表現，下列的方法可提供作為參考：• 1. 使輪胎保持在正確的胎壓，以降低摩擦阻力• 2. 鎖緊油箱蓋，以避免燃油蒸發並保持燃油清潔• 3. 冷車發動引擎時，暖車時間不要過長，並避免空催油門• 4. 起步時應平穩地加速，行駛中儘量保持定速• 5. 注意引擎水溫表中的溫度是否保持在正常的引擎工作溫度範圍內• 6. 勿經常急加速• 7. 配合行車的速度與負載來選用適當的檔位• 8. 與前車保持正確的安全距離，避免緊急煞車• 9. 平穩地進行轉彎• 10. 長時間停車時，應將引擎熄火，避免讓引擎長時間怠速運轉

柴油引擎車輛的使用建議 機油使用 在選用柴油引擎的機油時，必須注意的是要使用標示為 API 機油 CD 、 CE 、 C

F 等之等級的機油，等級開頭字母為 C 才是供柴油引擎使用，且第二個字母愈往後表示等級愈高；而開頭字母為 S 者為汽油引擎用。至於選用的機油等級則需參考車廠所發行之車主手冊的建議。

保養方式 定期保養－由於柴油引擎是將吸入之空氣壓縮後產生高溫來點燃燃燒室內的霧狀

柴油，所以不需要火星塞、點火線圈或分電盤的保養，除此之外，並無太大不同。 柴油微粒過濾器－應依車廠建議的期間進行檢查或更換。有些車廠將柴油微粒過

濾器設計為可加熱式，以使過濾器內的微粒能自行燃燒而排出的型式，但仍需要詳細檢查以確認功能是否正常。

燃油添加 由於目前大部份柴油引擎所使用的壓電式噴油嘴，其噴油孔徑相當細小 ，且構造

非常精密。稍微不良的油品就可能會堵塞噴油孔，而使噴油嘴損壞及發生燃燒不正常的狀況

若駕駛人加入含硫量太高的柴油，其中所含的硫在燃燒後會形成二氧化硫，再與水份結合而成硫酸而造成污染或使引擎機油酸化。這將會使得油封或墊片被腐蝕，造成吃機油的情形，並使引擎機件損壞；且排出之強烈腐蝕性物質也會對觸媒轉換器及微粒過濾器造成如穿孔的損壞。

柴遊渦輪引擎結論• Turbocharge和 supercharge 的渦輪引擎雖也不錯玩 , 但畢竟費用及

使用壽命上都不太好養目前高油價時代來臨 ,TDI 渦輪增壓柴油直噴引擎又開始穫的重視若我現在要換車的話 ,這種的應該是首選

優點功能 : 1.比汽油引擎更環保的排氣量 2.擁有比同級車快兩倍的扭力 (起跑時比較輕快有力 )和較高的馬力

性能 3. 油價及耗油量低達到省油經濟 4. 無點火系統的關係 ,故障率及保養費用更低 5. 引擎噪音已大符改善跟汽油引擎差不多