圖文全解福特EcoBoost GTDi發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)

眾所周知，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)高燃油效率的最佳空燃比（即空氣和汽油的比例）為 14.7：1。 如上圖是傳統(tǒng)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴工作位置圖，大家可以看到，噴油嘴是將油噴到進(jìn)氣歧管里面，混合氣在進(jìn)氣歧管里面形成。雖然ECU通過控制噴油嘴的噴油脈寬可以實(shí)現(xiàn)一定的精確供油，但由于在歧管內(nèi)形成混合氣，容易受到氣門開閉以及近期氣流的影響，很難達(dá)到理想中的14.7：1的空燃比。另外由于混合氣在缸外形成，所以混合氣進(jìn)入燃燒室只能通過氣門的開閉來控制，這種被動(dòng)控制的方式不能完全適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況的需求。使得汽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性大打折扣。

如上圖是直噴發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴的位置示意圖，很明顯，由于采用了缸內(nèi)直噴技術(shù)，混合氣形成的區(qū)域就在燃燒室內(nèi)。通過高壓噴嘴直接將燃油噴在氣缸里面，利用活塞頂部那如同月球表面的形狀的設(shè)計(jì)，使混合氣能在燃燒室內(nèi)不由自主的產(chǎn)生一種奔放的渦流，從而得到充分的混合，這意味著燃燒就會(huì)更加充分，能量轉(zhuǎn)換效率更高。福特對(duì)包含直噴技術(shù)的EcoBoost GTDi的測(cè)試數(shù)據(jù)顯示其油耗能有20%的降幅，同時(shí)能減少15%左右的二氧化碳。

傳統(tǒng)的混合氣體靠的是負(fù)壓讓混合氣進(jìn)入氣缸，噴油嘴壓力就不需要多大了。但是直噴就必須有高壓噴油嘴在把汽油霧化之后然后大力的噴進(jìn)去，所以就必須要有足夠的高壓了。能不能把高壓做到位，這正是直噴能不能實(shí)現(xiàn)的核心關(guān)鍵，車廠的技術(shù)在這里完全能被衡量。2.0升EcoBoost GTDi發(fā)動(dòng)機(jī)采用燃油直噴技術(shù)是依靠燃油噴射器里的4個(gè)獨(dú)立的噴嘴，把燃油直接噴射到汽缸里，并和進(jìn)入氣缸的空氣混合，通過提高燃油壓縮比，來達(dá)到增強(qiáng)輸出動(dòng)力的目的。其核心技術(shù)是一套高壓燃油缸內(nèi)直噴系統(tǒng)，它能以高達(dá)200巴的壓力（而國內(nèi)采用直噴技術(shù)壓力一般在150巴）將精確定量的少量燃油噴入每個(gè)汽缸內(nèi)——油滴的大小一般小于0.02毫米，相當(dāng)于人類頭發(fā)絲直徑的1/5。

EcoBoost的渦輪增壓技術(shù)

事實(shí)上為了提高汽油機(jī)的燃油效率，柴油機(jī)所采用的渦輪增壓技術(shù)比其缸內(nèi)直噴技術(shù)更早的搬到了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上。渦輪增壓系統(tǒng)是利用排氣推動(dòng)推動(dòng)渦輪葉片的高速旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)進(jìn)氣口附近的進(jìn)氣葉片轉(zhuǎn)動(dòng)（空氣壓縮機(jī)），這樣就能對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行加壓，來提高進(jìn)氣的壓力，增加進(jìn)氣密度以達(dá)到增加進(jìn)氣量的目的。但是由于要推動(dòng)渦輪葉片的轉(zhuǎn)速是相當(dāng)高的，大概有10萬轉(zhuǎn)/分鐘，想要推動(dòng)渦輪葉片以這么高的速度轉(zhuǎn)動(dòng)是需要一定排氣能量的，這也就是發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)校中所說的渦輪介入轉(zhuǎn)速。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低的時(shí)候，渦輪增壓器是無法工作的，因?yàn)榇藭r(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣能量不足以推動(dòng)排氣渦輪（常規(guī)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)需要2000轉(zhuǎn)以后才能啟動(dòng)渦輪增壓器）。這也就產(chǎn)生了渦輪遲滯現(xiàn)象。

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