Ecoboost中流砥柱?福特2.3T發動機潛力如何?

2021-01-10 騰訊網

上一期車叔為大家帶來了福特Ecoboost 2.3T引擎的技術來源以及直噴系統,而這一期我們將更加深入探究這臺引擎的渦輪以及配氣機構,了解引擎特性,同時為想要提升引擎動力的玩家提供升級經驗。

1.渦輪布置以及氣門設計

缸蓋集成式排氣管

和雙渦道渦輪增壓器

福特2.3T採用了缸蓋集成式排氣歧管設計,也就是將排氣歧管整體通過特殊模具鑄造在氣缸蓋內部,用冷卻水套來冷卻排氣歧管,這種設計有兩個好處:

在啟動熱機的時候可以用排氣熱量來快速提升水溫,讓發動機儘早進入最佳工作溫度,從而降低排放和油耗。

在大負荷狀態下利用水套的冷卻來降低排氣溫度,從而降低增壓器蝸殼的熱負荷。

採用缸蓋集成式排氣管還有另外一個優勢,就是可以非常容易地布置雙渦道增壓器。雙渦道增壓器把四缸發動機的1-4缸和2-3缸排氣道分成兩組,分別的引入增壓器渦輪,這樣可以避免不同汽缸之間排氣的相互幹擾,從而改善增壓器的動態響應,減小渦輪遲滯效應。寶馬從N20系列引擎開始就採用這種渦輪進氣道布局,因此車架號F30系列的3系有著非常輕快的動力響應,這一設計在B48TU引擎上得以延續。

鏈傳動和雙VCT可變氣門正時

福特2.3T發動機採用了正時鏈傳動,而且選擇的是可靠性更高的套筒鏈,並未使用齒形靜音鏈。這主要是從鏈條的終身免維護角度進行考慮,同時,成本也更低。

福特2.3T發動機採用了進排氣連續可變正時系統,可以根據發動機不同的工況需求靈活控制進排氣門的正時,達到油耗和性能之間的平衡。福特將這套系統稱為VCT,實際上這一技術基本上是目前主流發動機的標配,豐田擁有i-vvt而本田則通過電控i-vtec來實現可變氣門的目的,奧迪、寶馬在可變配氣機構上的配備更加徹底,不僅進、排氣門正時可變,就連升程也會改變。

輕量化設計

福特一向非常重視發動機的輕量化,這臺2.3T發動機採用了全鋁發動機的設計概念,缸蓋、缸體、油底殼都是鑄鋁材料。

在進氣管、凸輪軸蓋等部位還使用了工程塑料材質來進一步減輕重量。

雙平衡軸

福特2.3T為了保證良好的振動和噪音水平,設計了雙平衡軸來降低4缸發動機的二階往復慣性力。雙平衡軸安裝在油底殼內部,由曲軸通過齒輪驅動。

2.應用車型

福特這臺2.3T發動機基本上全面覆蓋了福特未來的主力車型。這個發動機分為橫置和縱置兩個版本:

橫置版本匹配車型

橫置版本主要應用在福特福克斯ST,福克斯RS(停產)和第五代探險者(老款,已停產)上。

縱置版本匹配車型

福特這個2.3T的縱置版本和10AT變速箱組成的動力總成幾乎覆蓋了福特所有主力縱置平臺的車型,可以說這個動力總成是福特縱置平臺上車型上應用最廣泛的產品。

最新的六代探險者2.3T:

福特野馬2.3T:

最新福特撼路者2.3T:

改裝要點

由於這臺引擎被野馬所使用,因此許多愛好競速的玩家都會對引擎進行動力升級。實際上,這臺2.3T引擎的缸體結構以及活塞、連杆強度比同規格的日系原廠渦輪引擎強度要大不少,現在有許多增加渦輪增壓值、加大噴油量的罐頭程序可以刷寫,可以提升30-50匹馬力,費用也不會太高。但需要注意,這臺引擎由於冷卻水套設計存在一些問題(亦或是鑄造不夠精細),導致有不少冷卻液大量流入缸內的案例,嚴重的會導致爆缸。

之前說過,這臺引擎缸體是之前馬自達與福特共同開發的,最初的方案是自然吸氣發動機,因此在加上渦輪之後,為了更好的讓冷卻液帶走熱量,它加粗了冷水道,這會降低燃燒室缸壁厚度,因此它不適合像EA888那樣通過腹內鍛造配合大渦輪,高壓力。另外,在增加渦輪壓力之後,進氣溫度會有明顯地升高,因此需要更換更大中冷器來降低進氣溫度。

當一階程序的動力提升無法滿足時,首先需要考慮更換200目金屬三元排氣頭段以及更通暢的中尾段排氣,並提升進氣效率(市面上已經有很成熟的進氣改裝方案,如KN等),讓可燃混合氣在發動機中的循環更快,然後進一步壓榨動力。記住,更換大渦輪是最後才需要考慮的事情。

車叔點評

儘管福特Ecoboost 2.3T發動機沒有採用進氣歧管、缸內混合噴射系統,也沒有採用超高壓(350bar以上)頂置噴油嘴,在配氣機構上也沒有向日系廠商一樣用進氣門延遲關閉的方式實現米勒循環。相對於馬自達後來的創馳藍天系列4缸發動機,它的配氣相位波動也不會那麼激進,因此在今天,它的熱效率以及燃油消耗率都有明顯的劣勢。但Ecoboost 2.3T卻在某些需要強大、穩定動力的車型上非常契合,奧拓循環能夠給到足夠強大的扭矩驅動車輛,同時由於配氣結構相對簡單,它也是目前市場上最可靠的引擎之一。

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