全文导航
1 词条简介
2 发动机特点
(1)高压共轨缸内直喷系统
(2)涡轮增压系统
(3)可变气门正时系统
(4)无平衡轴和浸油式的皮带设计
1 词条简介
福特EcoBoost 1.0T GTDi发动机是福特新动力技术EcoBoost的代表之一，它融合了福特发动机的最新三大技术：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。该发动机采用3缸的设计，最大功率92kW(125PS)，最大扭矩170Nm。出色的动力表现和优异的燃油经济性使EcoBoost系列发动机还获得了“沃德十佳发动机”、“年度最佳发动机”等多个奖项，在国际上广受好评。
2 发动机的特点
(1)高压共轨缸内直喷系统
● 缸内直喷的优点
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。
发动机温度过高容易产生爆震，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。
● 燃油系统结构
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。邮箱的汽油经由低压油泵、低压油管、高压油泵、高压油管、油轨再由喷油嘴精确的喷射到每个气缸内。
高压油泵为单缸泵，由排气凸轮驱动，带有进油计量阀，能精确的控制喷油量。
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。
EcoBoost发动机的活塞顶面也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。
● 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。
(2)涡轮增压系统
● 结构
这款发动机采用了与排气歧管集成在一起的废气涡轮增压系统，不仅简化了结构也减轻了发动机的重量。
● 低惯量涡轮转子
EcoBoost系列发动机普遍采用采用低惯量涡轮转子，更容易被推动，涡轮转速可达每分200000转以上，确保发动机在每分钟1,500转或更低转速时获得最大扭矩，同时将涡轮迟滞控制在最低限度。同时，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，因此其峰值动力输出范围更宽。常见的涡轮启动滞后的“迟滞效应”被有效控制，车辆能够迅速加速，实现丰富的驾驶乐趣。
(3)可变气门正时系统
福特1.0T EcoBoost GTDi发动机除了使用上述先进的涡轮增压与缸内直喷技术外，还采用了iVCT进排气门可变正时技术。我们所熟知的可变气门正时技术包括本田的VTEC(带气门扬程控制)、丰田D-VVT、宝马VANOS等。由于通过涡轮增压系统对发动机进气量已能实现精确控制，因而该发动机只采用了气门正时技术而没有加入气门扬程控制，简化了机械结构。
福特1.0T EcoBoost GTDi发动机的iVCT气门可变正时技术源自2.3L Duratec-HE发动机，并在此基础上增加了排气门可变正时机构。该发动机的进排气门可变正时机构的最大可调角度为50度凸轮轴转角(2.3L Duratec-HE发动机的进气门最大可调角度为17.5度凸轮轴转角)。为降低发动机的后期养护成本，1.0T EcoBoost GTDi发动机采用了终生免维护的正时链条设计。
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。
(4)无平衡轴和浸油式的皮带设计
福特Eco-boost共有的燃油高压直喷、先进涡轮增压器和双独立可变气门正时系统外，1.0T发动机还有两个较为特殊的设计结构：无平衡轴和浸油式的皮带设计。
● 无平衡轴
在发动机的工作循环中，活塞的高速运转难免带来的振动，这直接影响发动机运转的平顺性，为了消除振动，采用的方法有很多，例如采用轻质的活塞减少运动件的质量、提高曲轴的刚度、采用90度夹角的v型双缸布置发动机，还有就是增加一个平衡轴来解决。
平衡轴能够反相消除发动机的振动作用，不过缺点也很显然——发动机的重量和发动机里面的零件都增加了。运用了无平衡轴的1.0T三缸EcoBoost 发动机与传统的三缸发动机相比，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，而在飞轮与皮带轮上采用“不平衡”设计，以简化结构并获得更加合理的配重。
● 浸油式皮带设计
该发动机还采用了“浸油式”皮带设计。正时皮带在工作的时候浸在机油当中，在冷却和润滑之后，让EcoBoost 1.0T发动机拥有了更好的稳定性，并且更加静音和高效。
