關(guān)于小排量發(fā)動機(jī)王者福特EcoBoost應(yīng)用的三大關(guān)鍵技術(shù)分析

福特?？怂?.0L EcoBoost發(fā)動機(jī)以小型化、渦輪增壓核心技術(shù)開啟小排量發(fā)動機(jī)競爭局面，自面世以來就廣受歡迎，現(xiàn)在已應(yīng)用在福特汽車多種車型中。如今，福特汽車為了提升節(jié)能效率，在1.0L 3缸EcoBoost發(fā)動機(jī)上采用了舍弗勒公司的旋轉(zhuǎn)停缸休止技術(shù)，新升級的EcoBoost發(fā)動機(jī)將很可能會被其他整車廠商作為小型發(fā)動機(jī)量產(chǎn)的對標(biāo)機(jī)型進(jìn)行開發(fā)。

1三大關(guān)鍵技術(shù)

福特?？怂?.0EcoBoost發(fā)動機(jī)早已不是市場的“新面孔”，它已經(jīng)連續(xù)3年獲得年度最佳發(fā)動機(jī)獎，這也是到目前為止該規(guī)格的小排量發(fā)動機(jī)中唯一獲得這項(xiàng)殊榮的發(fā)動機(jī)。在歐洲，2016年搭載EcoBoost的車型銷售量就占據(jù)了福特總銷量的20%。福特公司憑借缸內(nèi)直噴、可變凸輪軸正時(shí)、渦輪增壓這三大關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的軟件程序確保各系統(tǒng)之間進(jìn)行順暢的協(xié)作，使得EcoBoost發(fā)動機(jī)擁有絕佳油耗表現(xiàn)和強(qiáng)勁的動力輸出。

2缸內(nèi)直噴技術(shù)

簡單理解EcoBoost發(fā)動機(jī)，就是在傳統(tǒng)汽油發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)上，將柴油發(fā)動機(jī)的燃油缸內(nèi)直噴技術(shù)運(yùn)用到汽油發(fā)動機(jī)上。只不過，福特早在1970年就開始開發(fā)測試?yán)闷屯瓿筛變?nèi)直噴，并進(jìn)一步升級了渦輪增壓和可變凸輪軸正時(shí)系統(tǒng)這些關(guān)鍵技術(shù)，從而進(jìn)一步提高燃油效率，實(shí)現(xiàn)高燃油效率的空燃比，開發(fā)出了現(xiàn)在極受歡迎的EcoBoost小排量發(fā)動機(jī)。

由于采用了缸內(nèi)直噴技術(shù)，混合氣的形成在燃燒室內(nèi)發(fā)生。通過高壓噴嘴直接將燃油噴在氣缸里面，利用活塞頂部特殊的燃燒室優(yōu)化設(shè)計(jì)，使混合氣在燃燒室內(nèi)形成進(jìn)一步加強(qiáng)的渦流，從而得到充分的空燃?xì)饣旌?，燃燒更加充分，能量轉(zhuǎn)換效率更高。

3可變正時(shí)系統(tǒng)

1.0 EcoBoost發(fā)動機(jī)采用進(jìn)一步優(yōu)化的進(jìn)排氣可變正時(shí)氣門系統(tǒng)，根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)荷，可在各轉(zhuǎn)速區(qū)域精確地控制進(jìn)排氣效果，減少了廢氣排放，對排氣門的相位調(diào)節(jié)能夠保證在發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)排出更多的廢氣來驅(qū)動渦輪，從而令發(fā)動機(jī)的工作效率更高。并且，對EcoBoost發(fā)動機(jī)進(jìn)行了輕量化設(shè)計(jì)，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，降低了各部件的摩擦損耗。

4停缸技術(shù)

福特汽車和舍弗勒公司已聯(lián)合開發(fā)一種創(chuàng)新的汽油機(jī)氣缸停缸休止技術(shù)，將于2018年起推出具有這一技術(shù)的EcoBoost發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)配備的這種停缸休止系統(tǒng)可以使EcoBoost3缸發(fā)動機(jī)按順序停缸，并進(jìn)行有效運(yùn)轉(zhuǎn)，保證在轉(zhuǎn)速4500 r/min以內(nèi)進(jìn)行輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，對于停缸數(shù)量和順序的控制可以進(jìn)行自由分配，燃油消耗減少4%~ 6%。研究團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了兩種停缸技術(shù)，分別為單缸停止技術(shù)和循環(huán)式缸體停止技術(shù)，而后者可以在單個(gè)燃燒循環(huán)后，每秒有效地關(guān)閉或開啟氣門40次。因?yàn)楦Ｌ仄嚭蜕岣ダ展竞献鏖_發(fā)的停缸休止系統(tǒng)是由發(fā)動機(jī)液壓系統(tǒng)控制，所以發(fā)動機(jī)可在不影響車輛性能及駕駛體驗(yàn)的前提下，快速地開、關(guān)閉氣門（14ms）。

停缸后，氣門會在氣缸內(nèi)開啟排放廢氣，福特汽車解釋說，這提供了一種“彈簧效應(yīng)”，平衡了發(fā)動機(jī)內(nèi)部的壓力。從熱管理的角度來看，封閉氣體的另一個(gè)好處是它可以讓缸內(nèi)溫度保持在被停缸休止的氣缸內(nèi)，在停缸過渡之后，再次運(yùn)轉(zhuǎn)。

持續(xù)在2缸與3缸運(yùn)轉(zhuǎn)之間切換，降低燃油消耗是發(fā)動機(jī)停缸技術(shù)最主要的優(yōu)勢，然而配備發(fā)動機(jī)停缸技術(shù)可能會對于車輛的噪聲、振動和平順性產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。傳統(tǒng)的?？怂拱l(fā)動機(jī)使用了偏移曲軸和特別制造的不平衡飛輪來抵消發(fā)動機(jī)的振動。2018年版的新發(fā)動機(jī)將會通過使用帶可調(diào)節(jié)離合片的雙質(zhì)量飛輪離合器和擺式減振器，來彌補(bǔ)發(fā)動機(jī)因順序起動帶來的負(fù)面效應(yīng)。

由EcoBoost發(fā)動機(jī)開啟的小排量大動力的時(shí)代，在對追求車輛的節(jié)能效率與動力總成性能道路上，福特汽車持續(xù)努力對后續(xù)產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計(jì)做著嘗試。除了對EcoBoost發(fā)動機(jī)節(jié)能技術(shù)的升級，福特汽車也推出了2.0L 的EcoBlue柴油發(fā)動機(jī)，將已經(jīng)應(yīng)用在EcoBoost發(fā)動機(jī)上的凸輪軸模塊集成了到了新的發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)當(dāng)中，以達(dá)到更好的性能表現(xiàn)。