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● 发动机基本参数:
福特EcoBoost 2.0L GTDi发动机基本参数 | ||
名称 | 福特EcoBoost 2.0L GTDi240 | 福特EcoBoost 2.0L GTDi200 |
进气形式 | 涡轮增压 | 涡轮增压 |
气缸排列形式 | 直列四缸 | 直列四缸 |
冲程 | 四冲程 | 四冲程 |
每气缸气门数 | 4 | 4 |
缸盖/缸体材质 | 铝/铝 | 铝/铝 |
配气机构 | DOHC(顶置双凸轮轴) | DOHC(顶置双凸轮轴) |
供油方式 | 缸内直喷 | 缸内直喷 |
缸径 | 87.5mm | 87.5mm |
活塞行程 | 83.1mm | 83.1mm |
压缩比 | 10.1 | 10.1 |
最大功率 | 176.5kW(240PS) @ 6000rpm | 149kW(203PS) @ 6000rpm |
最大扭矩 | 340Nm @ 1900-3500rpm | 300Nm @ 1750-4500rpm |
燃油标号 | 93(京92号) | 93(京92号) |
机油类型 | 5W30全合成机油(原厂标准) | 5W30全合成机油(原厂标准) |
GTDi是Gasoline、Turbocharged以及Direct Injection的缩写,表示的是发动机是汽油发动机,带有涡轮增压以及缸内直喷技术。先进的涡轮增压技术以及缸内直喷技术,使得排量只有2.0L的福特GTDi发动机能表现出大排量发动机的功率输出以及柴油发动机的高扭力特性。
EcoBoost燃油直喷涡轮增压发动机技术在美国已经获得了125项专利及专利应用。EcoBoost V6是EcoBoost系列发动机的第一个产品,被搭载于2007年林肯MKR概念车之上。这款V6发动机采用了福特Duratec 35 V6发动机机体,并把燃油压力提升到190bar来进行缸内直喷;与此同时,盖瑞特(Garrett)GT15涡轮增压器以170000rpm运转,并提供1.06bar的进气压力。该发动机的设计可以输出相当于典型的6.0 L 或者更大的V8发动机的动力,同时比V8发动机又能提高15%的燃油经济性和降低温室气体排放。正是因为这种发动机技术在提升动力的同时能降低排放,所以才命名为EcoBoost,中文含义可理解为“促进环保”。
言归正传,本文要重点讲述的2.0L EcoBoost GTDi发动机最早被用于2008年福特探险家美国版(Ford Explorer America)概念车上,动力输出被调教为275PS和380Nm。这款发动机宣布在拥有3.0L V6发动机的性能同时优化燃油经济性10%-20%,其正式量产时间是在2010年。当年的福特S-MAX、福特Galaxy和我们熟悉的蒙迪欧致胜都采用了这款发动机。
2011款蒙迪欧-致胜上采用的2.0L EcoBoost GTDi发动机有两个不同的版本,即高功率版本和低功率版本。采用高功率版本的蒙迪欧-致胜被标识为GTDi240,表明其可输出240PS的最大动力;而采用低功率版本的蒙迪欧-致胜被标识为GTDi200,表明其可输出203PS的最大动力。两款不同发动机的具体参数可参看文章开头列出的基本参数。
预计福特在2013年将在国内推出使用EcoBoost技术的1.6L和1.0L发动机。这两款新发动机将搭载在新款的福克斯及嘉年华车上。
● 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。
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。
油泵的结构如上图所示。
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。
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。
● 废气涡轮增压系统
进气压力传感器被安装在进气歧管上,该传感器与MAFT(空气流量和进气温度传感)协同工作。它们提供的信号用于计算空气流量。
● 可变气门正时技术
四缸发动机的一个天生的缺陷就是平顺性不好,因而在发动机内部都会设计有平衡轴用于抵消发动机内部振动。其原理是使用偏心轴旋转产生与发动机振动相反的振动从而实现消振的效果。与大众2.0TSI或者通用2.0T ECOTEC位于气缸底部两侧的双对旋平衡轴有所不同,福特2.0L EcoBoost GTDi发动机的平衡轴位于气缸底部。从效果上说位于气缸底部两侧的双对旋平衡轴的消振效果更胜一筹,但由于采用了链条传动,加大了发动机结构复杂性,使得发动机不太紧凑。