福特1.0T發(fā)動機技術解析 小排量大輸出

　　【太平洋汽車網 技術頻道】又要馬兒跑，又要馬兒不吃草。在油價飛漲，環(huán)境污染日益嚴重的今天，一款“吃得少，干得多”的發(fā)動機無疑更受青睞。在當前的技術條件下，調和油耗與動力兩者矛盾的最佳方法之一就是讓發(fā)動機排量變小或保持不變，再搭載增壓技術。通過這種“打雞血，吃興奮劑”的方法，在不增加排量和油耗的前提下，提升發(fā)動機的動力輸出。此外，減小排量對于降低整車價格，減少車船稅開支，甚至獲取國家節(jié)能補貼等好處，也是顯而易見的。下面就讓我們一起來看一下怎么看怎么符合以上描述的福特1.0T發(fā)動機的技術特點。(部分圖片來源PPT，清晰度略低請見諒)

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1、福特Eco-boost理念介紹

　　說到福特發(fā)動機，不得不提一下Eco-boost。Eco-boost發(fā)動機是福特汽車新動力技術代表之一，在美國已經獲得125項專利及專利應用。福特EcoBoost發(fā)動機融合了三大關鍵技術的協(xié)同優(yōu)勢：燃油高壓直噴、先進渦輪增壓器和雙獨立可變氣門正時系統(tǒng)。三大技術的整合有效提升燃油經濟性20%，同時降低二氧化碳排放15%;并使得發(fā)動機擁有低轉速下的強大扭矩和寬轉速范圍內的優(yōu)異響應。下面我們就來看一下這三大技術都是如何工作的：

● 高壓共軌缸內直噴系統(tǒng)

　　在過去的燃油噴射系統(tǒng)中，噴油嘴在進氣歧管中噴射汽油，汽油與空氣混合后再進入氣缸。這種傳統(tǒng)的汽油噴射方式使得汽油會接觸到進氣歧管表面形成汽油壁膜，造成壁膜損失，增加油耗。而缸內直噴系統(tǒng)的噴嘴直接往氣缸內噴射汽油，壁膜損失大大降低，從而提升燃油使用效率。

　　對于在進氣歧管噴射的增壓發(fā)動機，發(fā)動機爆震只有在加大噴油量，降低氣缸溫度后才可改善或消除，這導致了油耗的急劇升高。而使用缸內直噴技術的發(fā)動機直接把汽油噴到汽缸里，汽油因為氣缸高溫而霧化更好，氣缸溫度因為汽油霧化而降低，這樣達到了一個雙贏的局面——既控制了爆震也降低了油耗。

　　上面提到了缸內直噴技術的一些優(yōu)點，下面來說說福特1.0T Eco-boost GTDi發(fā)動機的一些技術特點。

　　EcoBoost GTDi發(fā)動機的燃油噴射系統(tǒng)采用的是無回油形式，系統(tǒng)由低壓燃油泵、高壓燃油泵、油壓傳感器、油管及噴油嘴組成。

　　1)低壓燃油系統(tǒng)：

　　在低壓油路系統(tǒng)的控制邏輯如圖所示。油泵控制模塊(FPDM)通過高頻信號驅動油泵，通過低壓燃油壓力傳感器實現(xiàn)閉環(huán)控制。油路中具有單向閥，當油壓達到125kPa時開啟。標準的低壓燃油壓力范圍為380kPa-620Kpa。發(fā)動機怠速時，油壓穩(wěn)定在320-340kPa。過壓保護閥在830-930kPa時打開，泄放閥用于除去油管中的燃油蒸汽。

　　2)高壓燃油系統(tǒng)：

　　高壓油泵為單缸泵，由排氣凸輪驅動，帶有進油計量閥，泵油油壓為15MPa。汽油在高壓油泵中形成高壓，經高壓油管到達油軌，通過開啟噴油嘴使得汽油能噴射到汽缸中。

　　發(fā)動機的噴油嘴是7孔噴油嘴，汽油霧化狀態(tài)和角度是可以調整的，汽油以一定精確的噴射角度噴射到燃燒室，因此噴油嘴上的噴孔采用了偏心的設置。精確的汽油噴射角度防止任何汽油在噴油器打開時霧化。

　　偏心設計的噴孔要求精確的噴油嘴校正。在安裝噴油嘴時，必須注意安裝位置。每個噴油嘴的塑料插銷必須插到油軌的狹縫中，固定夾必須安裝在正確的位置上。在每個噴油嘴和各自在油軌上的固定座上都有一個固定夾，這些固定夾用于固定噴油嘴，這就保證了噴油嘴和汽缸蓋上的燃燒室開口的精確配合。

　　3)曲面活塞

　　EcoBoost發(fā)動機的活塞頂面有著特殊的曲面造型，被負壓吸入汽缸的空氣能夠形成渦流，攪動噴入的油滴更加均勻的混合，進加上缸內直噴技術更加精確的噴油量和噴油時間控制，保證發(fā)動機在低速下一樣能夠實現(xiàn)燃油的最充分燃燒使燃油燃燒更加充分。此外，EcoBoost發(fā)動機活塞還采用低摩擦鍍膜技術，進一步減少活塞與汽缸壁直降的摩擦。

　　4)工作模式

　　EcoBoost的缸內直噴系統(tǒng)有兩種模式：1.均質模式、2.催化器加熱模式。雖然是缸內直噴，但EcoBoost沒有采用分層噴注模式。

　　當發(fā)動機在正常工作溫度時，混合氣按照均質工作模式產生。在這個模式下，空燃比為理論空燃比14.7:1(即空氣與汽油的質量比為14.7:1)。汽油噴射是在進氣行程，這樣有足夠的時間讓汽油與新鮮空氣混合。在均質模式下，燃燒很大程度上相當于一個非直噴發(fā)動機的工作模式。

　　當發(fā)動機溫度較低時，催化器加熱工作模式可以用二次噴射為三元催化器提供快速的加熱。第一次噴射同均質工作模式一樣從進氣行程開始，第二次發(fā)生在壓縮行程，當進氣門關閉后快速噴射，這樣就形成一個濃的油核圍繞在火花塞周圍。點火時刻被推遲，這樣盡可能多的燃燒余熱可以進入排氣管，從而到達三元催化器。

　　Eco-boost發(fā)動機的噴油次數(shù)能夠達到每秒300次，能以高達200巴的壓力將精確定量的少量燃油噴入每個汽缸內，油滴的大小一般小于0.02毫米，相當于人類頭發(fā)絲直徑的1/5。所以，發(fā)動機即使在低轉速下也能實現(xiàn)“稀薄燃燒”，“充分燃盡每滴油”，保證低轉速下良好的動力響應，從另一方面彌補渦輪增壓發(fā)動機響應遲滯的缺點。