福特1.0T发动机技术解析 小排量大输出

　　【太平洋汽车网 技术频道】又要马儿跑，又要马儿不吃草。在油价飞涨，环境污染日益严重的今天，一款“吃得少，干得多”的发动机无疑更受青睐。在当前的技术条件下，调和油耗与动力两者矛盾的最佳方法之一就是让发动机排量变小或保持不变，再搭载增压技术。通过这种“打鸡血，吃兴奋剂”的方法，在不增加排量和油耗的前提下，提升发动机的动力输出。此外，减小排量对于降低整车价格，减少车船税开支，甚至获取国家节能补贴等好处，也是显而易见的。下面就让我们一起来看一下怎么看怎么符合以上描述的福特1.0T发动机的技术特点。(部分图片来源PPT，清晰度略低请见谅)

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1、福特Eco-boost理念介绍

　　说到福特发动机，不得不提一下Eco-boost。Eco-boost发动机是福特汽车新动力技术代表之一，在美国已经获得125项专利及专利应用。福特EcoBoost发动机融合了三大关键技术的协同优势：燃油高压直喷、先进涡轮增压器和双独立可变气门正时系统。三大技术的整合有效提升燃油经济性20%，同时降低二氧化碳排放15%;并使得发动机拥有低转速下的强大扭矩和宽转速范围内的优异响应。下面我们就来看一下这三大技术都是如何工作的：

● 高压共轨缸内直喷系统

　　在过去的燃油喷射系统中，喷油嘴在进气歧管中喷射汽油，汽油与空气混合后再进入气缸。这种传统的汽油喷射方式使得汽油会接触到进气歧管表面形成汽油壁膜，造成壁膜损失，增加油耗。而缸内直喷系统的喷嘴直接往气缸内喷射汽油，壁膜损失大大降低，从而提升燃油使用效率。

　　对于在进气歧管喷射的增压发动机，发动机爆震只有在加大喷油量，降低气缸温度后才可改善或消除，这导致了油耗的急剧升高。而使用缸内直喷技术的发动机直接把汽油喷到汽缸里，汽油因为气缸高温而雾化更好，气缸温度因为汽油雾化而降低，这样达到了一个双赢的局面——既控制了爆震也降低了油耗。

　　上面提到了缸内直喷技术的一些优点，下面来说说福特1.0T Eco-boost GTDi发动机的一些技术特点。

　　EcoBoost GTDi发动机的燃油喷射系统采用的是无回油形式，系统由低压燃油泵、高压燃油泵、油压传感器、油管及喷油嘴组成。

　　1)低压燃油系统：

　　在低压油路系统的控制逻辑如图所示。油泵控制模块(FPDM)通过高频信号驱动油泵，通过低压燃油压力传感器实现闭环控制。油路中具有单向阀，当油压达到125kPa时开启。标准的低压燃油压力范围为380kPa-620Kpa。发动机怠速时，油压稳定在320-340kPa。过压保护阀在830-930kPa时打开，泄放阀用于除去油管中的燃油蒸汽。

　　2)高压燃油系统：

　　高压油泵为单缸泵，由排气凸轮驱动，带有进油计量阀，泵油油压为15MPa。汽油在高压油泵中形成高压，经高压油管到达油轨，通过开启喷油嘴使得汽油能喷射到汽缸中。

　　发动机的喷油嘴是7孔喷油嘴，汽油雾化状态和角度是可以调整的，汽油以一定精确的喷射角度喷射到燃烧室，因此喷油嘴上的喷孔采用了偏心的设置。精确的汽油喷射角度防止任何汽油在喷油器打开时雾化。

　　偏心设计的喷孔要求精确的喷油嘴校正。在安装喷油嘴时，必须注意安装位置。每个喷油嘴的塑料插销必须插到油轨的狭缝中，固定夹必须安装在正确的位置上。在每个喷油嘴和各自在油轨上的固定座上都有一个固定夹，这些固定夹用于固定喷油嘴，这就保证了喷油嘴和汽缸盖上的燃烧室开口的精确配合。

　　3)曲面活塞

　　EcoBoost发动机的活塞顶面有着特殊的曲面造型，被负压吸入汽缸的空气能够形成涡流，搅动喷入的油滴更加均匀的混合，进加上缸内直喷技术更加精确的喷油量和喷油时间控制，保证发动机在低速下一样能够实现燃油的最充分燃烧使燃油燃烧更加充分。此外，EcoBoost发动机活塞还采用低摩擦镀膜技术，进一步减少活塞与汽缸壁直降的摩擦。

　　4)工作模式

　　EcoBoost的缸内直喷系统有两种模式：1.均质模式、2.催化器加热模式。虽然是缸内直喷，但EcoBoost没有采用分层喷注模式。

　　当发动机在正常工作温度时，混合气按照均质工作模式产生。在这个模式下，空燃比为理论空燃比14.7:1(即空气与汽油的质量比为14.7:1)。汽油喷射是在进气行程，这样有足够的时间让汽油与新鲜空气混合。在均质模式下，燃烧很大程度上相当于一个非直喷发动机的工作模式。

　　当发动机温度较低时，催化器加热工作模式可以用二次喷射为三元催化器提供快速的加热。第一次喷射同均质工作模式一样从进气行程开始，第二次发生在压缩行程，当进气门关闭后快速喷射，这样就形成一个浓的油核围绕在火花塞周围。点火时刻被推迟，这样尽可能多的燃烧余热可以进入排气管，从而到达三元催化器。

　　Eco-boost发动机的喷油次数能够达到每秒300次，能以高达200巴的压力将精确定量的少量燃油喷入每个汽缸内，油滴的大小一般小于0.02毫米，相当于人类头发丝直径的1/5。所以，发动机即使在低转速下也能实现“稀薄燃烧”，“充分燃尽每滴油”，保证低转速下良好的动力响应，从另一方面弥补涡轮增压发动机响应迟滞的缺点。