圖文全解福特EcoBoost GTDi發(fā)動機技術
眾所周知,汽油發(fā)動機實現(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)動機噴油嘴工作位置圖,大家可以看到,噴油嘴是將油噴到進氣歧管里面,混合氣在進氣歧管里面形成。雖然ECU通過控制噴油嘴的噴油脈寬可以實現(xiàn)一定的精確供油,但由于在歧管內形成混合氣,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,所以混合氣進入燃燒室只能通過氣門的開閉來控制,這種被動控制的方式不能完全適應發(fā)動機不同工況的需求。使得汽油機的經濟性與動力性大打折扣。

如上圖是直噴發(fā)動機噴油嘴的位置示意圖,很明顯,由于采用了缸內直噴技術,混合氣形成的區(qū)域就在燃燒室內。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計,使混合氣能在燃燒室內不由自主的產生一種奔放的渦流,從而得到充分的混合,這意味著燃燒就會更加充分,能量轉換效率更高。福特對包含直噴技術的EcoBoost GTDi的測試數(shù)據(jù)顯示其油耗能有20%的降幅,同時能減少15%左右的二氧化碳。

傳統(tǒng)的混合氣體靠的是負壓讓混合氣進入氣缸,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現(xiàn)的核心關鍵,車廠的技術在這里完全能被衡量。2.0升EcoBoost GTDi發(fā)動機采用燃油直噴技術是依靠燃油噴射器里的4個獨立的噴嘴,把燃油直接噴射到汽缸里,并和進入氣缸的空氣混合,通過提高燃油壓縮比,來達到增強輸出動力的目的。其核心技術是一套高壓燃油缸內直噴系統(tǒng),它能以高達200巴的壓力(而國內采用直噴技術壓力一般在150巴)將精確定量的少量燃油噴入每個汽缸內——油滴的大小一般小于0.02毫米,相當于人類頭發(fā)絲直徑的1/5。
EcoBoost的渦輪增壓技術

事實上為了提高汽油機的燃油效率,柴油機所采用的渦輪增壓技術比其缸內直噴技術更早的搬到了汽油發(fā)動機上。渦輪增壓系統(tǒng)是利用排氣推動推動渦輪葉片的高速旋轉,從而帶動進氣口附近的進氣葉片轉動(空氣壓縮機),這樣就能對進氣進行加壓,來提高進氣的壓力,增加進氣密度以達到增加進氣量的目的。但是由于要推動渦輪葉片的轉速是相當高的,大概有10萬轉/分鐘,想要推動渦輪葉片以這么高的速度轉動是需要一定排氣能量的,這也就是發(fā)動機調校中所說的渦輪介入轉速。因此,在發(fā)動機轉速較低的時候,渦輪增壓器是無法工作的,因為此時發(fā)動機產生的排氣能量不足以推動排氣渦輪(常規(guī)渦輪增壓發(fā)動機需要2000轉以后才能啟動渦輪增壓器)。這也就產生了渦輪遲滯現(xiàn)象。
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