解析获评年度最佳的小排量涡轮增压引擎
2013年11月13日 16:15
返回分页浏览>>(共计4页)
【太平洋汽车网 湖州车市】小排量涡轮增压发动机在动力、油耗和排放上，都比较有优势，可以说是小而强大。从长远来看，混合动力、电动车、氢动力等等肯定是汽车节能减排的终极发展方向，但受制于技术问题，在短期内还很难成为主流。在由全球著名发动机专业技术刊物《Engine Technology International》主办的“国际年度最佳发动机大奖”评选中，共有四款小排量涡轮增压发动机入围。其中，还有三款获得了国际年度最佳发动机、年度最佳全新发动机、年度最佳环保发动机单项大奖。
其中，福特EcoBoost 1.0T获评“国际年度最佳发动机”；大众 EA211 1.4TSI获评“年度最佳全新发动机”；菲亚特0.9T获评“年度最佳环保发动机”。值得一提的是，福特1.0L EcoBoost三缸涡轮增压发动机继2012年获得国际年度最佳发动机奖后，今年再次蝉联。
EcoBoost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。其三大关键技术优势包括燃油高压直喷、涡轮增压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，同时降低二氧化碳排放，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。EcoBoost 1.0T发动机有高低两个功率的调校版本。这台发动机目前在国内主要被应用在福特翼搏车型上，而在海外市场，福克斯等车型也在使用这台发动机。
EcoBoost 1.0T发动机采用紧凑的直列三缸结构。与传统的三缸发动机相比，EcoBoost 1.0T发动机结构设计上有着不小的突破。EcoBoost 1.0T去掉了普通三缸机中的平衡轴，并将这台发动机的飞轮设计成偏心式，既简化结构，又降低内部消耗，还可以解决三缸发动机本身运转不够平顺，抖动较大的结构缺陷。这台1.0升EcoBoost发动机采用了铝制缸盖，缸盖集成了排气歧管，可以降低排气温度。此外，该发动机还采用了“浸油式”皮带设计，正时皮带在机油的润滑和冷却范围之内，更强的散热能力也增加了皮带的寿命。
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。
为克服涡轮发动机的“涡轮迟滞”现象，EcoBoost系列发动机采用了低惯量涡轮转子，更容易被推动，较低转速下涡轮即可介入。这台1.0T发动机，在每分钟1,500转时就可以输出170牛米的最大扭矩。同时，发动机涡轮经过精心匹配，确保EcoBoost发动机在转速高达每分钟5000转时仍保持强劲动力和灵敏响应。因此，EcoBoost系列发动机其峰值动力输出范围更宽，车辆能够迅速加速，实现丰富的驾驶乐趣。
EcoBoost发动机的Ti-VCT进排气可变气门正时技术，相比仅拥有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，从而令发动机工作效率更高。
EcoBoost发动机还采用了缸内直喷技术，其优势是将燃油直接注入汽缸，壁膜损失大大降低。缸内直喷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。该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。
值得一提的是，这台EcoBoost 1.0T的结构非常紧凑，它的缸体甚至可以放进一个正常大小的行李箱中。在2012年的洛杉矶车展上，参展的一个缸体就是通过旅客随身行李运抵洛杉矶的。繁忙的洛杉矶国际机场安检部门总是会在旅客的行李中发现千奇百怪的东西，但恐怕这是他们第一次在X光安检仪的屏幕上发现一台汽车引擎吧。
EA211作为大众MQB模块化横置组件平台的主要动力单元，比老款的EA111有了不少的改进。EA211发动机将提供包括1.4L和1.6L自然吸气，以及1.2T、1.4T涡轮增压型号可供选择。EA211采用了MPI发动机技术和铝缸体、模块化缸盖罩壳等外壳技术，重量比目前的EA111发动机还要轻14千克，燃油经济性上会有较明显的提升。最先量产的新1.4T发动机也将引入ACT可变排量技术，从而成为全球首款拥有这类技术的四缸发动机。
EA111时代，发动机缸体采用的是高强度蠕墨铸铁，宣称能100万公里无大修。而再高的性能也无法阻挡车主们对车辆燃油经济性的更高需求。因而EA211通过采用铝合金缸体进一步降低发动机重量，来降低车辆的燃油损耗。此外，铝的导热更快，所以冷却性能好，可以帮助引擎减少非正常燃烧的发生概率。同样的压缩比，铝缸体引擎可以比铸铁缸体引擎使用更低标号的汽油。
ACT气缸钝化技术无疑是EA111最具看点的技术了。说直白一点，就是发动机具有变缸功能。当发动机转速在1250rpm-4000rpm，扭矩输出在25-100Nm这个范围内，ACT气缸钝化就会被激活。在气缸钝化功能启动后，发动机能够通过凸轮轴的移动，让中间两个气缸的进气门时刻处于关闭状态。其实际效果就是相当于关闭了两个气缸，降低了低速时的燃油消耗，让燃油消耗最高能够降低20%。不过，这项技术由于燃油、路况等方面的原因，暂时不会应用在引进国内的车型上。
EA111 1.4TSI采用了小排量车很少见的机械+涡轮双增压的进气形式。传统的废气涡轮增压发动机也有其缺点，就是低转未达到增压器工作状态前，增压器反而对进气形成阻碍，导致低扭输出较弱。增加一个机械增压装置，就可以在废气涡轮进入工作状态之前，为发动机提供更大的进气压力，消除涡轮迟滞现象。
通常情况下，1500转之前，发动机单独使用机械增压，1500转～3500转之间时，旁通阀出于可变化的半开状态，一部分空气继续通过机械增压器对引擎供气，而另外一部分空气则开始使用涡轮增压器进行空气压缩；3500转之后，旁通阀实现全开，而驱动机械增压器离合器也处于离开状态。此时，所有空气均进入涡轮增压器进行压缩。不过，引入国内的EA211，机械增压部分也被取消了，只保留了涡轮增压部分。
为保证更好的散热，这台1.4L TSI双增压发动机采用了两套独立的冷却系统。一套是传统的依靠发动机动力实现对自身冷却循环的冷却系统，另一套是通过电子水泵驱动的冷却系统。后者主要用于对涡轮增压器和增压空气的冷却，即使在发动机长时间高速运转后直接熄火，这套独立的冷却系统仍会工作一段时间，确保增压器不会因为过热而损坏。
除此以外，EA211发动机具备进排气双可变气门正时技术（EA111发动机仅使用了进气门正时技术），达到福特EcoBoost GTDi发动机同级标准。直喷系统在采用5孔喷嘴的同时，喷射的压力提高到200bar。
菲亚特2缸TwinAir发动机系列首次亮相是在2010年的日内瓦车展上，当时菲亚特500搭载了首款该系列发动机，最大功率为85马力。TwinAir发动机系列结合了小型发动机的多项技术，除了采用了涡轮增压技术外，还将排气歧管装在了气缸头内部；MultiAir可变气门控制系统提升发动机的工作效率。另外，新发动机还配备了启停系统。得益于极低的二氧化碳排放量，该发动机在2013“国际年度发动机”评选中中获得了“年度最佳环保发动机”单项奖。
TwinAir拥有一系列尖端技术，而此类技术通常仅用于更高级别的发动机。其中的主要科技包括运用在所有TwinAir系列发动机上的MultiAir电控液压进气控制系统，以及大幅节约了维修保养成本的高品质发动机正时链，还包括TwinAir系列发动机所采用的反转平衡轴设计，可以确保在所有运行状态下的减震性能。
博格华纳专为这台发动机开发出了完整的无声链正时系统，防震、低噪效果极佳，正时精确性高，且经久耐用，几乎无需维护。该系统采用了耐用的轻质材料，使总重量达到了最轻。而高效的张紧器调节、优化的布局以及增强的设计可以最大限度地减少摩擦，有助于提高燃油经济性、减低排放。
这台发动机开创性地使用了Multi air电控液压进气系统，用以驱动气门正时和升程。它通过一套由凸轮轴驱动电磁液压阀，实现了进气门的升程和正时的无级可调，直接由气门的开闭大小来控制空气的流量，因此也取消了节气门。同事，该系统也取消了进气门一侧的凸轮轴，只保留了排气门一侧的凸轮轴来驱动进排气门。由于这套进气控制系统采用了完全标准化的设计方案，可以任意组合成双缸、四缸、六缸或者八缸的结构。
菲亚特这台0.9T发动机具有结构简单、体积小巧、污染物排放量低等优点。虽然相比大众EA211和福特EcoBoost系列，在技术上并无太多亮点，但开创性的Multi air电控液压进气系统却相当的简单个高效。不过很可惜，这台发动机目前并未引入国内，对燃油品质的要求也比较高，恐怕短期内并不会大量应用。
相关行情：湖州万国 长安福特新福克斯优惠6000元湖州万国福特新福克斯全系优惠4000元
其中，福特EcoBoost 1.0T获评“国际年度最佳发动机”；大众 EA211 1.4TSI获评“年度最佳全新发动机”；菲亚特0.9T获评“年度最佳环保发动机”。值得一提的是，福特1.0L EcoBoost三缸涡轮增压发动机继2012年获得国际年度最佳发动机奖后，今年再次蝉联。
EcoBoost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。其三大关键技术优势包括燃油高压直喷、涡轮增压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，同时降低二氧化碳排放，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。EcoBoost 1.0T发动机有高低两个功率的调校版本。这台发动机目前在国内主要被应用在福特翼搏车型上，而在海外市场，福克斯等车型也在使用这台发动机。
EcoBoost 1.0T发动机采用紧凑的直列三缸结构。与传统的三缸发动机相比，EcoBoost 1.0T发动机结构设计上有着不小的突破。EcoBoost 1.0T去掉了普通三缸机中的平衡轴，并将这台发动机的飞轮设计成偏心式，既简化结构，又降低内部消耗，还可以解决三缸发动机本身运转不够平顺，抖动较大的结构缺陷。这台1.0升EcoBoost发动机采用了铝制缸盖，缸盖集成了排气歧管，可以降低排气温度。此外，该发动机还采用了“浸油式”皮带设计，正时皮带在机油的润滑和冷却范围之内，更强的散热能力也增加了皮带的寿命。
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。
为克服涡轮发动机的“涡轮迟滞”现象，EcoBoost系列发动机采用了低惯量涡轮转子，更容易被推动，较低转速下涡轮即可介入。这台1.0T发动机，在每分钟1,500转时就可以输出170牛米的最大扭矩。同时，发动机涡轮经过精心匹配，确保EcoBoost发动机在转速高达每分钟5000转时仍保持强劲动力和灵敏响应。因此，EcoBoost系列发动机其峰值动力输出范围更宽，车辆能够迅速加速，实现丰富的驾驶乐趣。
EcoBoost发动机的Ti-VCT进排气可变气门正时技术，相比仅拥有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，从而令发动机工作效率更高。
EcoBoost发动机还采用了缸内直喷技术，其优势是将燃油直接注入汽缸，壁膜损失大大降低。缸内直喷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。该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。
值得一提的是，这台EcoBoost 1.0T的结构非常紧凑，它的缸体甚至可以放进一个正常大小的行李箱中。在2012年的洛杉矶车展上，参展的一个缸体就是通过旅客随身行李运抵洛杉矶的。繁忙的洛杉矶国际机场安检部门总是会在旅客的行李中发现千奇百怪的东西，但恐怕这是他们第一次在X光安检仪的屏幕上发现一台汽车引擎吧。
EA211作为大众MQB模块化横置组件平台的主要动力单元，比老款的EA111有了不少的改进。EA211发动机将提供包括1.4L和1.6L自然吸气，以及1.2T、1.4T涡轮增压型号可供选择。EA211采用了MPI发动机技术和铝缸体、模块化缸盖罩壳等外壳技术，重量比目前的EA111发动机还要轻14千克，燃油经济性上会有较明显的提升。最先量产的新1.4T发动机也将引入ACT可变排量技术，从而成为全球首款拥有这类技术的四缸发动机。
EA111时代，发动机缸体采用的是高强度蠕墨铸铁，宣称能100万公里无大修。而再高的性能也无法阻挡车主们对车辆燃油经济性的更高需求。因而EA211通过采用铝合金缸体进一步降低发动机重量，来降低车辆的燃油损耗。此外，铝的导热更快，所以冷却性能好，可以帮助引擎减少非正常燃烧的发生概率。同样的压缩比，铝缸体引擎可以比铸铁缸体引擎使用更低标号的汽油。
ACT气缸钝化技术无疑是EA111最具看点的技术了。说直白一点，就是发动机具有变缸功能。当发动机转速在1250rpm-4000rpm，扭矩输出在25-100Nm这个范围内，ACT气缸钝化就会被激活。在气缸钝化功能启动后，发动机能够通过凸轮轴的移动，让中间两个气缸的进气门时刻处于关闭状态。其实际效果就是相当于关闭了两个气缸，降低了低速时的燃油消耗，让燃油消耗最高能够降低20%。不过，这项技术由于燃油、路况等方面的原因，暂时不会应用在引进国内的车型上。
EA111 1.4TSI采用了小排量车很少见的机械+涡轮双增压的进气形式。传统的废气涡轮增压发动机也有其缺点，就是低转未达到增压器工作状态前，增压器反而对进气形成阻碍，导致低扭输出较弱。增加一个机械增压装置，就可以在废气涡轮进入工作状态之前，为发动机提供更大的进气压力，消除涡轮迟滞现象。
通常情况下，1500转之前，发动机单独使用机械增压，1500转～3500转之间时，旁通阀出于可变化的半开状态，一部分空气继续通过机械增压器对引擎供气，而另外一部分空气则开始使用涡轮增压器进行空气压缩；3500转之后，旁通阀实现全开，而驱动机械增压器离合器也处于离开状态。此时，所有空气均进入涡轮增压器进行压缩。不过，引入国内的EA211，机械增压部分也被取消了，只保留了涡轮增压部分。
为保证更好的散热，这台1.4L TSI双增压发动机采用了两套独立的冷却系统。一套是传统的依靠发动机动力实现对自身冷却循环的冷却系统，另一套是通过电子水泵驱动的冷却系统。后者主要用于对涡轮增压器和增压空气的冷却，即使在发动机长时间高速运转后直接熄火，这套独立的冷却系统仍会工作一段时间，确保增压器不会因为过热而损坏。
除此以外，EA211发动机具备进排气双可变气门正时技术（EA111发动机仅使用了进气门正时技术），达到福特EcoBoost GTDi发动机同级标准。直喷系统在采用5孔喷嘴的同时，喷射的压力提高到200bar。
菲亚特2缸TwinAir发动机系列首次亮相是在2010年的日内瓦车展上，当时菲亚特500搭载了首款该系列发动机，最大功率为85马力。TwinAir发动机系列结合了小型发动机的多项技术，除了采用了涡轮增压技术外，还将排气歧管装在了气缸头内部；MultiAir可变气门控制系统提升发动机的工作效率。另外，新发动机还配备了启停系统。得益于极低的二氧化碳排放量，该发动机在2013“国际年度发动机”评选中中获得了“年度最佳环保发动机”单项奖。
TwinAir拥有一系列尖端技术，而此类技术通常仅用于更高级别的发动机。其中的主要科技包括运用在所有TwinAir系列发动机上的MultiAir电控液压进气控制系统，以及大幅节约了维修保养成本的高品质发动机正时链，还包括TwinAir系列发动机所采用的反转平衡轴设计，可以确保在所有运行状态下的减震性能。
博格华纳专为这台发动机开发出了完整的无声链正时系统，防震、低噪效果极佳，正时精确性高，且经久耐用，几乎无需维护。该系统采用了耐用的轻质材料，使总重量达到了最轻。而高效的张紧器调节、优化的布局以及增强的设计可以最大限度地减少摩擦，有助于提高燃油经济性、减低排放。
这台发动机开创性地使用了Multi air电控液压进气系统，用以驱动气门正时和升程。它通过一套由凸轮轴驱动电磁液压阀，实现了进气门的升程和正时的无级可调，直接由气门的开闭大小来控制空气的流量，因此也取消了节气门。同事，该系统也取消了进气门一侧的凸轮轴，只保留了排气门一侧的凸轮轴来驱动进排气门。由于这套进气控制系统采用了完全标准化的设计方案，可以任意组合成双缸、四缸、六缸或者八缸的结构。
菲亚特这台0.9T发动机具有结构简单、体积小巧、污染物排放量低等优点。虽然相比大众EA211和福特EcoBoost系列，在技术上并无太多亮点，但开创性的Multi air电控液压进气系统却相当的简单个高效。不过很可惜，这台发动机目前并未引入国内，对燃油品质的要求也比较高，恐怕短期内并不会大量应用。
相关行情：湖州万国 长安福特新福克斯优惠6000元湖州万国福特新福克斯全系优惠4000元
返回分页浏览>>(共计4页)
网友热评 暂无评论
快速评论
相关文章