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【國王學苑】剖析《Ford Focus、Kuga》EcoBoost三缸引擎(四)以量制價 生意經

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加速性能
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乘坐舒適
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動態操控
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內裝配備
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物有所值
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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(四)以量制價 生意經

▲採用1.5升三缸直噴渦輪引擎作為性能車款核心的Ford Puma ST

在此不談生硬的引擎科技,來談談比較輕鬆的觀念吧!EcoBoost 1.0三缸引擎從研發、市售、得獎、大量普及等事件始末來看,Ford做得最正確的一件事就是拔得頭籌、取得先機,一如當年Toyota致力發展Hybrid動力一樣睿智,但也像Tesla一頭栽進電動車一樣危險!畢竟今日敢以1.5升直三引擎全面取代1.4~1.6升直四引擎的車廠並不多,箇中最成功者當屬Ford、BMW、Volvo。後二者為豪華進口品牌,唯獨Ford是國民品牌+國產車型,但表現有比較差嗎?其實沒有!這幾家車廠的三缸引擎,開起來都和四缸沒有太大差別,因此銷售量也都有不錯的表現。

近期Toyota表示將要研發全新1.5升三缸引擎,取代現行1.8升以下四缸動力,聽在Ford耳裡無疑是大快人心!當我們用「追隨者的省思」調侃對手時,一不小心可能就會表到自己!

在Ford、BMW、Volvo三者當中,為何是Ford起步較早?而且節能表現相對出色?主因在於Ford專注優點、排除缺點、為大量生產做準備。

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▲Ford將EcoBoost 1.5直三引擎調校至197hp/6000rpm最大馬力,最大扭力達32.6kgm/2500~3500rpm,相當於3.0升自然進氣引擎的扭力輸出!

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▲Ford Puma ST僅有手排!別說是ST版本了,連就算是普動版導入台灣的機率也不高,不如期待大改款的Eco Sport,但總歸還是一句話~Puma比較帥!給我Puma、其餘免談!

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▲和Focus ST相較,Puma ST馬力不算驚人,但是車身夠輕,0~100km/h加速僅需6.7秒。雖然是性能車款,但這具1.5T動力依然具備汽缸休止系統。

三缸引擎得意的笑

或許有人覺得納悶~三缸引擎的優點不就是「節能」而已嗎?其實很多讀者並不清楚,三缸引擎中低轉速排氣聲浪相當輕微,噪音問題甚至比四缸引擎更低!此結論聽起來有點不可思議,因為三缸屬於不平衡設計,在多數人的經驗中,高震動就等於高噪音,那麼三缸引擎何來的寧靜?

首先,引擎的噪音並非完全來自震動,與「排氣」也有非常大的關係。四缸引擎每轉180度就會有一次排氣行程,目前的引擎幾乎都具備排氣汽門提前開啟與延遲關閉設計,目的是為了加速排氣效能與廢棄循環再利用,有助於動力發揮與節能表現。

但四缸引擎應用這樣的設計,在特定時間就會有「二個汽缸的排氣汽門同時開啟」,造成「排氣干涉」現象。簡單說就是二個汽缸的排氣氣流會相互推擠產生紊流爆音,不只會降低排氣效能、增加排氣溫度,還會產生擾人的噪音,所以四缸引擎很容易發出「哞~哞~」略帶低頻的共振聲響是很正常的現象,不但不好聽,而且會在車室內迴盪不已。這樣的噪音和輪胎高速行經粗糙路面的聲響類似,都屬於一般隔音材質不容易隔絕的音頻,因此許多人嫌棄四缸引擎、擁抱六缸動力就是這個原因,不論是V6或直六引擎,寧靜度都相當優異。

但是三缸引擎的排氣行程,乃是曲軸每轉240度才會有一個汽缸排放廢氣,沒有排氣干涉的問題,因此在中低轉速狀態下,三缸引擎可以做得非常安靜,即便壓縮比偏高也沒有問題。因Ford相當看中此一優點,所以就在三缸引擎開始研發的同時,Ford也開始在N.V.H方面有所著墨。過往Ford比較偏重懸吊的操控與舒適性表現,但隨著三缸引擎問世,原廠則是越來越重視坐艙隔音品質。因此Ford近十年所推出的新車,寧靜度都有更勝以往的水準。或許Ford早有盤算,三缸引擎將會是未來中小型車款之主流動力,車室隔音有必要跟著一起升級。

並非三缸引擎吵、原廠才要升級隔音,而是三缸引擎本來就比較不吵,趁機升級隔音順水推舟事半功倍!

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▲Ford目前最厲害之處應,該就是全球戰略車款的推行,能將高品質的車款以相對低的價格賣給消費者,Focus與Kuga都是,不過Puma是特定區域車款,所以價格方面不好商量,目前導入台灣的機率渺茫,即便很多人很想要、但是連水貨車都賣不到!

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▲Ford不怕將高科技下放,但能不能達到量產規模則是更重要的課題!

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▲下一步,Ford引擎應該會朝向「無鋼製汽缸套」的鋁合金汽缸內壁金屬濺鍍科技發展,此技術先前在Nissan引擎科技中已經介紹過,目前已有普及之趨勢,未來甚至可以應用在渦輪增壓器。

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三缸引擎的無奈

三缸引擎中低轉速排氣聲浪雖然不吵雜,但無解之處乃是~三缸引擎的排氣聲浪從來就不漂亮!而且不論是在何種轉速區域都一樣!除非像摩托車一樣可以搞到一萬轉以上,否則再怎樣都嫌平淡!反觀四缸引擎,只要超過4000rpm,引擎聲浪還是可以搞得有模有樣,如能超過7000rpm會更好,但是三缸引擎則是要達到非常更高的轉速才會有響亮的音效,但是在渦輪增壓當道的世代,這樣的理想應該永遠都是夢想!

三缸引擎還有什麼無解的缺點?那就是震動!此問題不是在前三篇報導中討論過,各車廠不是都解決了嗎?沒錯,是解決了,但是無法徹底解決!那就是在多數狀態下都能達到運轉平衡,不論是用飛輪平衡或是二根、一根、半根的反向平衡軸來校正,但這僅是針對常用轉速與正常負荷情況,無法面對全油門加速、重負載爬坡、中低轉速高負荷、賽道上激烈奔馳…等等。

沒錯,在某些狀況下,其實都會發現三缸引擎運轉平衡上的「罩門」,不過最多就是抖那麼幾下就沒了,不會有讓人持續感到不舒適的問題,因此多數人不會在意,但吹毛求疵的消費者還是不能接受。但話說回來,對引擎運轉精緻度非常挑剔的消費者,如不滿意三缸、通常也不能接受四缸、只能接受六缸以上,別以為四缸會比三缸好到哪去!

因三缸引擎的運轉平衡乃是「有條件」的區域性平衡,所以不適合朝向高轉速區域發展,作為性能車款之動力相對吃虧,引擎轉速攀升不夠快、不夠激情。那為何二輪界的三缸引擎可以具備萬轉的實力?因為摩托車引擎的缸徑、衝程都必汽車小得多,慣性阻力差異頗大,無法相提並論!

除此之外,三缸引擎還有什麼缺點?細數之下,大概就是引擎腳的劣化速度比較快!相較於四缸引擎,三缸動力絕對是把引擎腳當消耗品使用!否則如何達到舒適目的?若是配給三缸引擎堅硬的引擎腳,那震動問題絕對是雪上加霜。幸好引擎腳不是昂貴的零件,劣化後通常不會有立即性的危險,並不算是致命缺點。

最後綜觀Ford的三缸引擎,其實最厲害之處乃是「全面普及」與「大量生產」,EcoBoost 1.5三缸動力具備缸內直噴+多點噴射雙供油系統、渦輪增壓器、反向平衡軸、可變汽門正時、滾輪汽門搖臂、汽缸休止系統、偏心曲軸、可變流量機油泵、進氣冷卻器、集成式排氣頭段、怠速自動熄火系統,再搭配八速自排變速箱,動力系統整體結構複雜也成本高,但Ford還是能夠實踐大量生產之目的,達到降低成本之目標,事實上其它國產車廠對於Kuga EcoBoost 180或是Focus EcoBoost 182的價格都感到相當訝異,其它品牌若用這種價錢供應市場絕對是賠本生意!

關於三缸引擎,其實還沒有結束!目前只是談完了Ford對於三缸動力的努力,其實Nissan在三缸引擎之應用方面有不同的詮釋,目前已經在日本與歐洲市場發酵,未來有望在台灣市場發揚光大,請讀者期待後續分析。

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