關于小排量發(fā)動機王者福特EcoBoost應用的三大關鍵技術分析

福特?？怂?.0L EcoBoost發(fā)動機以小型化、渦輪增壓核心技術開啟小排量發(fā)動機競爭局面，自面世以來就廣受歡迎，現(xiàn)在已應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)動機上采用了舍弗勒公司的旋轉(zhuǎn)停缸休止技術，新升級的EcoBoost發(fā)動機將很可能會被其他整車廠商作為小型發(fā)動機量產(chǎn)的對標機型進行開發(fā)。

1三大關鍵技術

福特?？怂?.0EcoBoost發(fā)動機早已不是市場的“新面孔”，它已經(jīng)連續(xù)3年獲得年度最佳發(fā)動機獎，這也是到目前為止該規(guī)格的小排量發(fā)動機中唯一獲得這項殊榮的發(fā)動機。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、渦輪增壓這三大關鍵技術，結(jié)合先進的軟件程序確保各系統(tǒng)之間進行順暢的協(xié)作，使得EcoBoost發(fā)動機擁有絕佳油耗表現(xiàn)和強勁的動力輸出。

2缸內(nèi)直噴技術

簡單理解EcoBoost發(fā)動機，就是在傳統(tǒng)汽油發(fā)動機的基礎上，將柴油發(fā)動機的燃油缸內(nèi)直噴技術運用到汽油發(fā)動機上。只不過，福特早在1970年就開始開發(fā)測試利用汽油完成缸內(nèi)直噴，并進一步升級了渦輪增壓和可變凸輪軸正時系統(tǒng)這些關鍵技術，從而進一步提高燃油效率，實現(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。

由于采用了缸內(nèi)直噴技術，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)化設計，使混合氣在燃燒室內(nèi)形成進一步加強的渦流，從而得到充分的空燃氣混合，燃燒更加充分，能量轉(zhuǎn)換效率更高。

3可變正時系統(tǒng)

1.0 EcoBoost發(fā)動機采用進一步優(yōu)化的進排氣可變正時氣門系統(tǒng)，根據(jù)發(fā)動機負荷，可在各轉(zhuǎn)速區(qū)域精確地控制進排氣效果，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)動機低轉(zhuǎn)速時排出更多的廢氣來驅(qū)動渦輪，從而令發(fā)動機的工作效率更高。并且，對EcoBoost發(fā)動機進行了輕量化設計，提高了燃油經(jīng)濟性，降低了各部件的摩擦損耗。

4停缸技術

福特汽車和舍弗勒公司已聯(lián)合開發(fā)一種創(chuàng)新的汽油機氣缸停缸休止技術，將于2018年起推出具有這一技術的EcoBoost發(fā)動機。發(fā)動機配備的這種停缸休止系統(tǒng)可以使EcoBoost3缸發(fā)動機按順序停缸，并進行有效運轉(zhuǎn)，保證在轉(zhuǎn)速4500 r/min以內(nèi)進行輪流運轉(zhuǎn)，對于停缸數(shù)量和順序的控制可以進行自由分配，燃油消耗減少4%~ 6%。研究團隊還開發(fā)了兩種停缸技術，分別為單缸停止技術和循環(huán)式缸體停止技術，而后者可以在單個燃燒循環(huán)后，每秒有效地關閉或開啟氣門40次。因為福特汽車和舍弗勒公司合作開發(fā)的停缸休止系統(tǒng)是由發(fā)動機液壓系統(tǒng)控制，所以發(fā)動機可在不影響車輛性能及駕駛體驗的前提下，快速地開、關閉氣門（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”，平衡了發(fā)動機內(nèi)部的壓力。從熱管理的角度來看，封閉氣體的另一個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，再次運轉(zhuǎn)。

持續(xù)在2缸與3缸運轉(zhuǎn)之間切換，降低燃油消耗是發(fā)動機停缸技術最主要的優(yōu)勢，然而配備發(fā)動機停缸技術可能會對于車輛的噪聲、振動和平順性產(chǎn)生一定的負面影響。傳統(tǒng)的?？怂拱l(fā)動機使用了偏移曲軸和特別制造的不平衡飛輪來抵消發(fā)動機的振動。2018年版的新發(fā)動機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，來彌補發(fā)動機因順序起動帶來的負面效應。

由EcoBoost發(fā)動機開啟的小排量大動力的時代，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)和設計做著嘗試。除了對EcoBoost發(fā)動機節(jié)能技術的升級，福特汽車也推出了2.0L 的EcoBlue柴油發(fā)動機，將已經(jīng)應用在EcoBoost發(fā)動機上的凸輪軸模塊集成了到了新的發(fā)動機設計當中，以達到更好的性能表現(xiàn)。