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國王車訊國王學苑國王企劃 【國王學苑】剖析《Ford Focus、Kuga》EcoBoost三缸引擎(三)汽缸休止 二缸靚
【國王學苑】剖析《Ford Focus、Kuga》EcoBoost三缸引擎(三)汽缸休止 二缸靚

【國王學苑】剖析《Ford Focus、Kuga》EcoBoost三缸引擎(三)汽缸休止 二缸靚

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先進科技
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油耗表現
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安全配備
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【國王學苑】剖析《Ford Focus、Kuga》EcoBoost三缸引擎(三)汽缸休止 二缸靚

▲目前Ford國產Kuga以四缸引擎的2.0T賣得最好,主因在於價差約十萬但動力差很大,不升級多半會後悔!至於Focus部分,則是以1.5T三缸賣得最好。

之前提到小排氣量1.0升三缸引擎可使用「不對稱飛輪」等機構平衡運轉震動,省去「反向平衡軸」設計。但是排氣量較大的1.5升三缸引擎即便加上不對稱飛輪,仍無法達到良好的運轉平衡性。但不對稱飛輪在此並非毫無建樹,至少讓福特EcoBoost 1.5升三缸直噴渦輪汽油引擎,只需要使用「半根」反向平衡軸,就能達到良好的運轉精緻度,駕駛與乘客幾乎感受不到這是一具三缸動力,與四缸幾乎沒有差距。

至於規格同樣為1.5升直三渦輪直噴引擎的Volvo XC40 T3與BMW X1 18i(皆為前輪驅動),因缺乏不對稱飛輪相挺,必須使用「一整根的反向平衡軸」維持運轉精緻度,慣性阻力相對較高,因此上述二者的油耗表現略遜於Kuga 1.5T。

但有趣的是,Ford其實沒有很想讓人知道EcoBoost 1.5升三缸引擎具有反向平衡軸這件事!大概是想和EcoBoost 1.0一樣,儘量充滿與眾不同的神話故事,企圖拉開與其它車廠間的差異,所以相關資訊非常難以收集,但本回還是得讓讀者開開眼界。

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【國王學苑】剖析《Ford Focus、Kuga》EcoBoost三缸引擎(三)汽缸休止 二缸靚

▲EcoBoost 1.5升三缸引擎的反向平衡軸隱藏在油底殼當中,不會改變引擎外觀與體積,僅些微增加重量與慣性。

【國王學苑】剖析《Ford Focus、Kuga》EcoBoost三缸引擎(三)汽缸休止 二缸靚

▲這就是EcoBoost 1.5升三缸引擎的反向平衡軸,真的只有「半根」,主要用於平衡第二缸的震動。

性能可以鯨吞  節能只可蠶食

EcoBoost 1.0三缸動力的研發似乎讓Ford整個開竅!那就是~數據不需要面面俱到,但特色一定要讓消費者知道!無庸置疑,EcoBoost 1.0三缸引擎超省油成功締造新話題,駕馭感受猶如四缸動力,價格輕省、荷包寬裕、買家笑嘻嘻!但EcoBoost 1.0真的有比較省油嗎?

NA vs 渦輪 動力 壓縮比 車重 平均油耗 售價
EcoSport 1.0Turbo 1.0T+6AT 125hp 10.0:1 1325kg 14.6km/L 79.9萬
EcoSport 1.5 NA 1.5+6AT 123hp 11.0 1295kg 14.1km/L 69.9萬

看完之後,相信許多讀者都會有「娜ㄟ安捏」的感覺!此為印度進口的Ford EcoSport小型CUV,台灣還在販售,二者都是三缸引擎,差別在於前者為EcoBoost 1.0,後者為1.5升自然進氣直三引擎,沒錯,俗稱EcoBoost 1.5閹割版,但此閹割過後的「太監」還真行!油耗與馬力都不輸EcoBoost 1.0,而且零件少、重量輕、價格便宜,日後養車成本更經濟。

在此不得不說,論節能,NA引擎並非完全不是Turbo的對手,更何況上述1.5升三缸NA動力還沒有使用缸內直噴科技,顯然這具引擎存在不為人知的秘密,不靠直噴與渦輪依然犀利。

首先,EcoBoost 1.5直三引擎採用「偏心式曲軸」設計,左右偏移量為10mm,可強化扭力輸出,增進動力表現,不過整體效益相當有限,5%大概就是極限,之前為Ferrari引擎慣用之設計,不過那已是20多年前的往事…,目前連Hyundai都宣稱旗下引擎也應用此一科技,由此可見「真的不稀奇」!況且以今日的科技來說,壓榨扭力這回事大可交給可變汽門、渦輪、缸內直噴、高壓所比…,效益比偏心式曲軸強太多啦!

不過Ford願意在直三引擎上下足功夫,慢慢用心調校偏心式曲軸(偏移量差1mm都不行,需要花時間測試),用心爭取這不多不少的5%,消費者雖然很難感受出差異,但相信多數車主都已心領!

正時皮帶傳動為EcoBoost節能動力的標準設計,EcoBoost 1.0就是如此,EcoBoost 1.5直四引擎也不例外,因皮帶的重量比鍊條輕,而且輕很多,能有效降低慣性阻力,因此多數節能引擎都採用此設計,包括Volvo XC40 T3的1.5升三缸引擎。不過Ford為了進一步降低摩擦阻力,採用了浸油正時皮帶,藉由引擎機油的潤滑效果,進一步降低摩擦阻力。其實不是所有正時皮帶引擎都採用浸油設計,因為機油的高溫與腐蝕問題會左右皮帶壽命,雖然原廠聲稱保養週期長達10年或16萬公里,但天曉得某些車主會如何對待或「虐待」他們的引擎?!

於是EcoBoost 1.5三缸引擎改為「輕量化正時鍊條」,提升耐用度、可靠性的同時,亦能確保低引擎轉動慣性,實際成效如何?從油耗成績略勝Toyota RAV4 2.0、BMW X3 18i、Volvo XC41 T3之戰績,應該不難判斷。

當然,輕量化正時鍊條必須對應低慣性、低阻力凸輪軸,否則用久了還是會有斷鍊之虞。因三缸的先天優勢,EcoBoost 1.5的凸輪軸本來就比四缸引擎更短、更輕、阻力更低,此外原廠還使用低摩擦阻力的「軸承滾輪汽門搖臂」,搭配液壓汽門間隙自動調整設計,增進汽門作動順暢性。

【國王學苑】剖析《Ford Focus、Kuga》EcoBoost三缸引擎(三)汽缸休止 二缸靚

▲曲軸偏移設計就是這麼一回事,偏移量太小沒作用,偏移量太大會抖動,想要「剛剛好」必須不斷測試與調校。

錙銖必較的節能領域

當然,Ford並非憑白無故加入汽門搖臂,其實在EcoBoost 1.0與EcoBoost 1.5四缸引擎身上看不到這項設計,論最終成效,直接驅動的阻力不一定會高於汽門搖臂,甚至會更低,而且零件更少、體積更小、重量更輕、成本更低。比如說Nissan全新仙草Sentra 1.6就沒有汽門搖臂,因為日產擁有獨特的低摩擦力金屬鏡面拋光與表面處理技術,不使用汽門搖臂反而更好,而且油耗成績還真不賴。

但是EcoBoost 1.5三缸引擎採用汽門搖臂的終極目的,其實是為了再加上「汽缸休止技術」,在中轉速、低負荷狀態下,EcoBoost 1.5可以從三缸變成二缸運作,再次降低引擎阻力與燃油消耗,達到更省油的目的,而且幾乎不會增加額外的重量與體積。實際功效雖然不如相關供應商Delphi所宣稱的8~15%,Ford原廠較為保守的數據為6%,真的沒有那麼令人驚艷。

但節能科技發展至這個年代,6%已是一個不容小覷的數據,畢竟搭載48V輕油電系統的Ford Fiesta EcoBoost 1.0,節能幅度也不過增進5%而已,但價格呢?嘿嘿嘿…大約高出10%,對於開車里程數不高的消費者來說根本不划算!

但Ford汽缸休止系統的成本又如何?一具引擎其實只增加幾千塊錢而已,還有,是台幣、是台幣、不是美金!當然,研發、調校、程式撰寫、模具開發、成品測試…的費用與時間才是成本所在,至於裝在引擎內的液壓汽門搖臂,成本可能只有幾百塊台幣(一具引擎只有一隻)。

論及Ford汽缸休止系統的作動時機、反應速度、作動頻率、結構精進、成本控制,確實比VW集團之設計更為優異,因此可以廣泛應用於低成本與入門等級的三缸引擎。如果是VW集團之設計,因結構較為複雜與精密,會略微增加重量與體積,短時間內可能沒有辦法這麼闊氣,難以將三缸動力全面普及。

雖又到了尾聲,但還是要述說一下EcoBoost 1.5三缸引擎的「雙供油系統」,但不同於Nissan的單汽缸左右雙噴油嘴(應用在全新Sentra 1.6、非缸內直噴引擎)。沒錯,EcoBoost 1.5三缸引擎並非單純的缸內直噴或是多點噴射,而是「多點+直噴」雙效合一,發揮相輔相成之目的。然而相關技術細部說明略顯複雜,而且之前在Toyota Dynamic Force引擎科技報導中就解釋過了,有興趣的讀者可以參考以下報導連結。

相關連結:

《Toyota RAV4 2.0》超省油!《Dynamic Force》引擎的省思(一)

《Toyota RAV4》路遙知馬力!《Dynamic Force》引擎拒公主病(二)

有讀者提到三缸與四缸引擎之間,寧可選擇四缸也不要三缸,嗯…相信許多Focus與Kuga車主不同意,因為Ford的三缸引擎真的很棒,誠如前述,如不多加說明,多數人都開不出Ford三缸與四缸的差異!別以為Ford的四缸引擎很糟,進入EcoBoost世代之後,Ford引擎已令人刮目相看。

但四缸引擎從來沒有被放棄,而且節能表現已相當接近三缸引擎,未來走勢依然看俏,以下表格請先參考,VW集團的四缸1.5T引擎節能表現貼近EcoBoost 1.5,期待新一代Golf會有更傑出的表現,之後將暴露三缸引擎更多秘密。

前驅掀背車 售價 動力 車重 平均油耗 0~100km/h
Ford Focus 時尚版 三缸 80.9萬 1.5T+8AT 182hp 1323kg 17.3km/L含怠速熄火 約8.5秒
VW Golf 1.4T四缸 89.8~119.8萬 1.4T+7AMT 150hp 1305kg 16.8km/L含怠速熄火 8.2秒
Skoda Scala 1.5T四缸 98.9~103.9萬 1.5T+7AMT 150hp 1255kg 17.3km/L含怠速熄火 8.3秒

【國王學苑】剖析《Ford Focus、Kuga》EcoBoost三缸引擎(三)汽缸休止 二缸靚

▲Ford汽缸休止系統的奧秘,全在這一個小小的「油壓控制汽門搖臂」當中,作動快、成本低,不會增加額外的重量、體積與慣性負擔。

【國王學苑】剖析《Ford Focus、Kuga》EcoBoost三缸引擎(三)汽缸休止 二缸靚

▲這是VW集團的汽缸休止系統結構圖,光用看的就覺得…普及好像不是這麼容易!

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