TSI又一劲敌：福特Ecoboost发动机解析.doc

TSI又一劲敌：福特Ecoboost发动机解析眼下已近2009年年末，关心福特的车友相信都记得福特汽车（中国）有限公司董事长兼首席执行官葛致诺对国内消费者的承诺，那就是将于2010年福特将会引进ECOBOOST系列发动机及POWERSHIFT双离合变速箱等先进技术。其中，ECOBOOST系列发动机是能够在性能与技术上与大众TSI发动机抗衡的发动机系列。那么，在ECOBOOST到来之前，让我们来为大家介绍一下这一系列的发动机。先驱：取代V8的3.5 V6 EcoboostEcoboost这一理念最早在2008年4月前后推出，主要技术核心是涡轮增压、缸内直喷和可变气门正时技术，以提升发动机动力表现和燃油经济性为主要目标，简单的说就是“用更少的燃油消耗实现更高的动力输出”。Ecoboost家族的第一位成员是一台排量为3.5L 的V6发动机，搭载双涡轮增压器，最大功率261千瓦，最大扭矩474牛米，动力输出已经超越了传统的4.6L V8自然吸气发动机，目前已经确定将在2010款福特 FLEX以及2010款林肯MKS车型上搭载该发动机。3.5L V6 Ecoboost发动机主攻欧亚市场：四缸ECOBOOST发动机替代大排量的3.5L V6发动机更多的是针对北美地区消费者的用车习惯，对于欧洲和亚洲地区来说，中小排量的ECOBOOST显然更具实际意义。在2009年9月的法兰克福车展上，福特带来了ECOBOOST系列发动机的四缸型号：2.0L ecoboost和1.6L ecoboost。其中，2.0L发动机的最大功率在200马力（147KW）以上，1.6L发动机则根据调校的差异可以提供从150马力（110千瓦）到180马力（132千瓦）的动力输出。未来，福特还将推出功率在130马力（96千瓦）以下的小排量Ecoboost发动机。福特在国内市场的现有产品阵营中，主要是中小排量车型，所以四缸的2.0L和1.6L Ecoboost发动机有可能最先被引入。而在动力输出方面，福特的这两款发动机与国内市场上同级别涡轮增压发动机相当：其中新君威1.6T上使用的1.6L 涡轮增压发动机（无直喷技术）的最大功率为132千瓦，迈腾2.0TSI的最大功率为147千瓦，与之相比，福特的这两款新引擎能够有效帮助其挽回在动力技术方面的弱势，从而与通用和大众两家大厂平起平坐。此外，未来的“小排量”ECOBOOST发动机更是直指大众国内的1.4TSI以及通用在海外的1.4T发动机。ECOBOOST技术特点解读：相信大家对于“涡轮增压”以及“直喷”的概念都已比较熟悉，具体技术解读可点击此处查看相关文章我们以4缸Ecoboost为例来介绍一下ECOBOOST发动机的特点（以下皆为发动机1：1模型）：首先是涡轮，2.0L及1.6L的ECOBOOST发动机的采用低惯量转子，转速达每分200000rpm以上，能够使发动机在1500rpm左右就达到峰值扭矩（或达到扭矩输出平台），相比传统的涡轮增压发动机，其涡轮的低惯量转子更易被废气驱动，常见的涡轮启动滞后的“迟滞效应”被有效的控制。不过，我们都知道，通常涡轮增压发动机在停车之后不能立即熄火，需要等待3分钟左右，让机油泵继续运转以冷却在高温中的涡轮。国内迈腾使用的1.8TSI和2.0TSI都装备了自动的水冷系统，能够在熄火之后自动运行使用循环水冷却涡轮，进而使车主用车更加便利，也保证了涡轮的使用寿命。我们见到的Ecoboost四缸发动机上并没有这项功能，依然只有机油冷却，虽然福特的工程师认为福特的产品，本身就是拥有足够长的设计寿命。对于缸内直喷技术而言，优势是将燃油直接注入汽缸，能够更加精准的计算和控制喷油量，相比缸外喷射减少了燃油损失，达到提高效率降低油耗的目的。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，使燃油燃烧更加充分。该发动机的喷油量和喷油时间能够达到每秒300次，喷油量控制精准，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。可以看到喷油管直接插入汽缸内由于汽缸内的压力极大，所以缸内直喷需要对燃油施以高压才能顺利注入，传统的汽油泵的压力是远远不够的。2.0L和1.6L的ECOBOOST发动机在凸轮轴末端设计了一个“9号凸轮”，该凸轮有别于传统的两头凸轮形状，使用三头凸轮为燃油加压，能够以高达200bar的压力将燃油注入汽缸（迈腾TSI的油压为150bar，1bar=100000Pa），这种加压方式与新君威2.0T DI使用的加压方式相同。对燃油的加压依靠“9号凸轮”完成“可变正时气门技术”已是时下非常流行的字眼。相比传统发动机，带有可变正时气门技术的发动机在结构上与传统凸轮轴有一定差异（见下图），通过电磁阀对液压的控制能够使得气门与正时链条存在一定的时间差，即能够改变气门的相位角。例如在发动机高转速时，为了吸入更多空气使燃料充分燃烧，可变正时气门系统能够延长气门重叠时间（进排气门同时打开的时间），提升进气量并且更好的排尽缸内废气。另外“可变气门升程技术”则是通过改变气门行程来实现对进排气量的控制，有异曲同工之妙。不过，目前很多带有可变正时气门机构的发动机仅有进气门正时可变，使用进排气可变正时气门技术的发动机数量不多（双VVT-i、DVVT发动机等均为进排气可变正时）。Ecoboost发动机使用的就是进排气双可变正时气门技术，相比仅进气气门可变正时的发动机来说，对排气门的相位调节能够保证在发动机低转速时排出更多的废气驱动涡轮，减少涡轮迟滞现象，同时，对进排气的效率拥有更大的调节范围和更高的灵活性，所以其效率高于一般发动机。从凸轮轴前部可以看出，进排气均为可变正时气门当然，在这里对这几个特点的介绍并不意味着Ecoboost在这些方面的探索和技术延伸处于领先，主要是针对这一发动机的主要看点做一简述。匹敌大众通用？对于福特来说，Ecoboost发动机进入国内后最大的对手就是通用和大众这两大阵营，应用涡轮增压和缸内直喷技术的通用2.0Turbo DI、高增压的1.6T（无直喷）、大众的1.4TSI（国产，非进口串联增压版）、1.8TSI、2.0TSI等等都是强劲的对手。我们从Ecoboost的工况图上来看，2.0L Ecoboost的扭矩输出相比大众2.0TSI的280牛米的水平还是有一定优势的，但离通用2.0T的350牛米还有差距。而1.6Ecoboost的240牛米与大众1.4TSI的220牛米以及通用1.6T 230牛米几乎不相上下。由此可见，EcoBoost发动机在性能表现上，已经基本与大众和通用的同级别发动机处在同一个水平线上，至于油耗表现由于没有参照物，至今仍然是未知数。2.0L ECOBOOST扭矩输出峰值320牛米左右1.6L ECOBOOST扭矩输出，1500rpm即可输出240牛米左右的扭矩所以，在与对手势均力敌的前提下，Ecoboost想要吸引消费者的眼球，没有