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从8缸到“可变缸技术”3缸,福特顶尖动力技术的变与不变

来源:网络 作者: 人气:118 发布时间:2019-11-07 15:32:13

随着内燃机技术的推广,越来越多的制造商放弃了“纯排放”的思想,转而研究小排量的小型精细涡轮增压发动机。其中,小排量三缸发动机领域的技术发展最为迅速,这也是未来主要制造商军事战略师的必备条件。

以汽车诞生地欧洲为例,大众、标致、宝马等20多个知名品牌在不久的将来推出了许多三缸发动机车型。仅在2017年,西欧就销售了200多万台完整的三缸发动机,涵盖轿车、suv和mpv等许多细分市场。其中,福特品牌受到欧洲消费者的热切追捧。仅在几年内,三缸发动机整车销量就超过了160万辆。

从技术上讲,欧洲人更喜欢福特的三缸发动机,不仅仅是因为品牌价值的影响。据数据显示,福特的三缸发动机已经获得11次国际年度发动机奖和2次沃德十佳发动机奖,在技术层面上牢牢占据上游位置。福特的历史也揭示出,这个一直致力于打造顶级技术的品牌,一直是发动机领域的绝对霸主。

赛跑基因以一条连续的线下来,高能量的野兽在全世界都很有名。

痴迷汽车的亨利·福特(Henry Ford)一直有一个“固执”的想法,即汽车行业的顶尖技术应该永远掌握在以他命名的汽车企业手中。因此,在这个企业100年的发展过程中,技术一直是企业发展的命脉。

最经典的例子是20世纪60年代,亨利·福特因为未能收购法拉利,决心独立开发高性能赛车,在顶级赛事勒芒与法拉利竞争。在v8动力超级赛车福特gt40问世的那一年,福特以巨大的领先优势赢得了勒芒锦标赛,并在三年内赢得了该赛事的宝座,成为汽车界不可动摇的“统治者”。

然后,在大排量发动机技术井喷的时代,福特的F系列皮卡、福克斯、蒙迪欧等车型以其领先的发动机标准成为世界上最受欢迎、最强大的民用车型之一。

2008年,席卷全球的金融危机确实剥夺了大排量发动机的庇护所。在此期间,福特汽车再次挺身而出,推出ecoboost的小排量涡轮增压技术。虽然中国的经济有了很大改善,但它并没有减少发电量,让世界各地的消费者享受驾驶的乐趣,尽管他们的购买力已经下降。

因此,从8缸高马力时代到全球小排量技术集成时代,福特已经成为发动机技术的领导者。

权力和经济必须结合起来。三个气缸仍然是技术中“最强的声音”。

现在,阻碍汽车公司的是日益严格的环境标准和消费者对权力的不断追求。对福特来说,用可变气缸3缸技术俘获消费者的心是ecoboost技术的最新诠释。

首先,在行业趋势中,三缸机的发展方向已经得到了绝大多数专家的认可和青睐。在英国著名发动机专业技术出版物发动机技术国际(engine technology international)主办的“2018国际发动机奖”中,涡轮增压在最后九个奖项中占据了七个席位,在1.0l-1.5l排量范围内,涡轮+三缸发动机称霸世界。

从技术层面来看,相同排量的气缸数量越少,低扭矩越丰富。每个气缸的容积越大,气缸直径和冲程就越大,这意味着转速和扭矩越低,与涡轮滞后较小的四缸增压发动机相比,具有相同排量的三缸增压发动机的低扭矩性能就越好。

在燃油燃烧过程中,三缸发动机具有减少排气干扰的新优势。排气越顺畅,同一系统的进气过程自然就越顺畅。与排量相同的四缸发动机相比,这可以直接导致气缸中有更多的新鲜空气。因此,在每次爆炸的过程中,三缸发动机的燃烧过程将更加充分,从而产生更多的能量,并确保车辆更充足的低速扭矩输出。

福特新型1.5t三缸发动机的另一个主要优势是,当活塞上下移动时,由于与气缸壁的摩擦,它消耗的能量较少。由于0.5l的单个气缸的整洁布局,三个气缸的活塞环与气缸壁之间的总接触面积小于四气缸发动机的总接触面积,这使得活塞在上下运动时通常受到较小的阻力,并且在其中损失的能量也减少了,因此,发动机的燃料经济性也可以得到一定程度的提高。

黑色科技祝福:14毫秒可变气缸“为所有人而战”

除了在燃油经济性方面取得立竿见影的效果之外,福特的最新技术还赋予这款三缸发动机最大的动力潜力。

新福克斯首次创新性地将动态可变气缸技术应用于小排量涡轮发动机。安装在其上的可变缸发动机可在14毫秒内在2至3缸之间切换,实现了2缸时更省油、3缸时功率更大的“双特性”造型。然而,这种切换速度比顶级变速器快,确保了车辆的绝对平稳性。

在发动机运行过程中,当车辆检测到驾驶员想要加速时,发动机将保持三个气缸同时工作的状态。由于三缸发动机具有更大的扭矩输出优势,车辆0-60公里/小时的加速仅需4.5秒。

此外,因为三缸发动机的排气干扰较小,所以发动机加速的声音会更好,甚至会产生主动声音模拟的感觉。在城市道路中,尤其是在红绿灯处起步的过程中,它占据着绝对的优势,很容易成为道路上的绝对焦点。

当车辆进入均匀行驶状态,转速和载荷满足一定条件时,发动机可以在14毫秒内停止一个气缸的工作,使两个气缸保持工作状态,工作气缸进入燃烧效率较高的模式。同时,燃烧室总面积的减小也减少了传热损失,从而大大降低了发动机的燃油消耗。在这样的工作逻辑下,新一代福克斯实现了5.5升/100公里的综合油耗,绝对领先于同行。

同时,在率先应用“可变气缸技术”的基础上,福特新推出的1.5t三缸发动机还结合了先进的双喷射系统,进一步扩大了燃油经济性和动力转换的范围。

该系统可以采用低转速低负荷的歧管喷射,提高混合气的燃烧效率,减少气缸积碳。在高速重载情况下,采用直喷为主歧管喷射和辅助混合方式。通过更精细的缸内喷雾和更合理的油气混合比,降低了燃烧室温度,减少了爆震、积碳和氮氧化合物排放,油耗明显降低,发动机动态响应也得到改善。

至于消费者最担心的振动和噪音控制,福特还组装了顶级nvh技术,并采用了轻质气缸盖罩、平衡轴定心和液压摇臂气门分配系统等高成本技术来降低发动机噪音和振动。怠速时的噪音仅为39分贝,低于正常的库噪音。在实际体验过程中,用户还可以感受到四缸发动机的平稳性。

事实上,经过这么多年的技术创新,三缸发动机在各个方面都比大排量发动机取得了更大的进步。三缸发动机更省油、维护成本更低、功率更大,足以打动绝大多数消费者,这正是汽车制造商努力追求的方向。毕竟,作为最有前途的三缸发动机坚守燃油卡车的位置,它有着无限的潜力和前景。

以技术为主导的福特汽车公司正在利用多年的研发实力为三缸发动机创造最合适的生长土壤。随着时间的推移和技术的发展,三缸发动机的未来前景必将更加光明。


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