Odliczanie do jazdy próbnej: silniki Ford EcoBoost

Przedstawiamy silniki 2,3 EcoBoost Ford Mustang i 1,0 EcoBoost

Po tym, jak Ford Mustang stał się najlepiej sprzedającym się samochodem sportowym, a mały silnik 1.0 EcoBoost po raz piąty zdobył nagrodę Engine of the Year w swojej klasie, postanowiliśmy opowiedzieć więcej o układzie napędowym pierwszego i małego trzycylindrowego arcydzieła.

Czterocylindrowy silnik Ford Mustang 2,3 EcoBoost to zaawansowana technologicznie jednostka, która nie ma powodu do obaw o prowadzenie tak kultowego samochodu. Ale to wszystko osiąga dzięki sprawdzonym już rozwiązaniom innych maszyn EcoBoost, w tym małego arcydzieła EcoBoost 1,0.

Fakt, że wprowadzenie podstawowego czterocylindrowego silnika do nowego Mustanga wciąż wygląda dziwnie, oznacza, że ​​rzeczywiście żyjemy w ciekawych czasach szybkich i radykalnych zmian. Następują one jednak na tyle szybko, że nie pozwalają przyswoić sobie nieodwracalnego przebiegu towarzyszących im zdarzeń. Nie należy jednak zapominać, że 2,3-litrowy silnik samochodu sportowego nie pochodzi od nikogo, ale od sprawdzonego już mistrza downsizingu Forda. Fakty są bezdyskusyjne – niedawno silnik 1.0 EcoBoost po raz piąty z rzędu otrzymał tytuł „Międzynarodowego Silnika Roku w klasie do 1,0 litra”, a wcześniej trzykrotnie zdobył absolutną nagrodę „Międzynarodowy Silnik Roku” czasów, których dzięki jego arcydziełom nie znał nikt inny. firmy upadły. Prawdopodobnie Ford wahał się przed zaoferowaniem nowego Mustanga z 2,7-cylindrowym silnikiem V-3,5, który mimo przeróbek jest już archaiczną maszyną, którą można by łatwo zastąpić jedną z 100-cylindrowych jednostek EcoBoost z dwiema turbosprężarkami (5,0 EcoBoost i XNUMX, XNUMX EcoBoost). To prawda, że ​​nawet największy z nich nie jest w stanie zapewnić charakterystycznego dźwięku oktawowego, ale prawdą jest również, że jego najmocniejsza wersja oferuje XNUMX Nm, czyli ponad XNUMX Nm Ti-VCT.

W każdym razie możemy z całą pewnością powiedzieć, że w tej formie V-XNUMX śpiewa swą łabędzią pieśń, czy nam się to podoba, czy nie.

W rzeczywistości, dokładnie 30 lat temu, Ford zadziwił amerykański przemysł motoryzacyjny, oferując najszybszego Mustanga, wersję SVO, nie z typową dużą ósemką, ale z turbodoładowanym silnikiem rzędowym o pojemności 2,3 litra. Tak, zgadza się – taka sama objętość i wypełnienie jak nowy 2,3 EcoBoost. A potem czas mówi sam za siebie – amerykańskie przepisy dotyczące emisji są coraz bardziej rygorystyczne – a silnik oparty jest na istniejącym wolnossącym samochodzie z gamy Forda. Trzeba jednak wspomnieć o ciekawym fakcie, że moc tej maszyny – pomimo głośnego znaczenia słów kryjących się za akronimem SVO, czyli jednoznaczną nazwą Special Vehicle Operations – to zaledwie 175 KM, co przy prawie dwukrotnie większych rozmiarach wydaje się śmieszne. numer w nowym mustangu.

Podobnie jak w przypadku całej linii nowych, zmniejszonych jednostek, Ford stosuje znacznie skromniejsze, ale, jak się okazuje, bardziej wpływowe wyrażenie EcoBoost, a 2,3-litrowy silnik z jednostki XNUMX-litrowej był intensywnie rozwijany od trzech lat. ... Silnik został zaprojektowany tak, aby pomieścić zarówno przednią, jak i tylną skrzynię biegów, więc nie powinno dziwić, że pojawił się jednocześnie w napędzie na przednie koła. Lincoln MKC i Mustang.

EcoBoost działa z pełną wydajnością.

Kiedy w 1,0 roku inżynierowie Forda zaprezentowali społeczności technologicznej trzycylindrowy, turbodoładowany silnik 2012 EcoBoost, dla wielu wciąż wydawało się to odległym mirażem. Następnie przez trzy lata z rzędu zdobywał nagrodę International Engine of the Year – coś, co nie zdarzyło się nigdy w całej 16-letniej historii konkursu. Do tego dochodzi pięć lat z rzędu (w tym 2016), podczas których zdobył tytuł w swojej klasie. Bob Fazetti, szef działu rozwoju silników w firmie blue oval, mówi, że nigdy nie wyobrażał sobie, że silnik odniesie tak imponujący sukces. Kiedy na początku fazy rozwojowej tego samochodu ówczesny szef działu silników, a teraz wyżej w hierarchii Forda, Barb Samardzic, przedstawił zarządowi w Detroit nowy koncept, jeden ze sceptycznych szefów nawet zapytał, prawda? brzmi jak maszyna do szycia. Tak naprawdę decyzja o jego stworzeniu nie jest łatwa i dość odważnym krokiem naprzód, ponieważ technologie turbodoładowania i bezpośredniego wtrysku nie są jeszcze wystarczająco rozwinięte, przynajmniej dla inżynierów Forda. A zintegrowanie ich z taką maszyną to skok w nieznane. Pierwszy z linii zmniejszonych silników, 3.5 EcoBoost nie jest dokładnie zmniejszonym silnikiem, ponieważ jest mocniejszą wersją silnika wolnossącego, który istniał w tamtym czasie.

Teraz, gdy Ford obejmuje praktycznie całą gamę oferowanych samochodów z takimi jednostkami, wydaje się, że istnieją jasne odpowiedzi na pytanie o przyszłość jednostek wolnossących. Jednak inżynierowie firmy pozostawiają takie możliwości, skupiając się głównie na samochodach do podstawowych zastosowań miejskich, gdzie nie jest konieczne posiadanie tak dużej mocy. Jest to na przykład wolnossąca wersja silnika trzycylindrowego. Jeśli chodzi o większą moc i mniejsze zużycie paliwa, ta technologia nie ma alternatywy w silnikach benzynowych. Następna generacja silników EcoBoost, wraz z poprzednimi silnikami EcoBoost 3,5, 1,0, 1,6 i 2,0, obejmuje czterocylindrowe silniki 1,5 i 2,3 oraz sześciocylindrowe 2,7.

Pierwszy z nich, zaprezentowany na Salonie Samochodowym w Genewie w 2014 roku, to rozwinięcie silnika o pojemności 1,6 litra, którego mniejsza pojemność wynika głównie z faktu, że silniki o pojemności poniżej 1,5 litra cieszą się w Chinach znacznymi ulgami podatkowymi. . Jest to jednak samochód bardziej nowoczesny niż jego 1,6-litrowy kuzyn, a przy tych samych poziomach mocy 150 i 180 KM. zapewnia mniejsze zużycie paliwa. Ta nowa generacja (wyprodukowana w Rumunii) zapożycza technologię ze swojego małego odpowiednika 1,0 EcoBoost, na przykład całkowicie nową konstrukcję głowicy z ulepszonym chłodzeniem i zintegrowanymi rurami wydechowymi. Sam silnik 1,6 EcoBoost zastąpił kilka lat temu dwulitrowy, wolnossący silnik 2,0 Duratec, a większy 2.0 EcoBoost zastąpił mniejsze silniki V6 – głównie w modelach amerykańskich i sportowych wersjach Focusa i Mondeo. Wolnossący silnik o pojemności 3,5 litra jest stosowany głównie w modelach SUV, pickup i luksusowych limuzyn i ma moc 320 KM w różnych wariantach. (542 Nm) do 380 KM (624 Nm).

1.0 EcoBoost

Więcej litrów mocy niż Bugatti Veyron

Nie tylko trzykrotnie z rzędu zdobył nagrodę EcoBoost 1,0 International Engine of the Year, ale także wiele innych nagród w tym rankingu. Tymczasem ten samochód ma jeszcze mocniejszą wersję dla modeli Fiesta Zetec S Red i Black. W nich ma nie więcej i nie mniej niż 140 KM. Oznacza to o litr więcej mocy niż Bugatti Veyron. Z tym silnikiem Fiesta przyspiesza od 100 do 9 km / hw 4,49 sekund przy standardowym zużyciu w cyklu 100 l / XNUMX km. Aby osiągnąć tę moc, ten mały cud inżynierii przeszedł nowe szkolenie w zakresie wspomagania, w tym nowe dostrojenie sterowania turbosprężarką Continental i otwierania zaworów; zmieniono intercooler i przepustnicę.

Turbosprężarka osiąga 248 000 obrotów na minutę, czyli dwa razy więcej niż silnik samochodu Formuły 1. Jednak ta genialna maszyna zachowuje wysoki poziom wydajności, zapewniając nie tylko szybką reakcję, ale także maksymalne ciśnienie 1,6 bara. Maksymalne ciśnienie w cylindrach jednolitrowego silnika wynosi 124 bary. Do wyścigów torowych używane są nawet wersje o mocy 180 i 203 KM, aw nowej generacji samochodu jeden z cylindrów jest wyłączany w trybie częściowego obciążenia. To naprawdę wielkie osiągnięcie mieć trzycylindrowy silnik pracujący na dwóch cylindrach bez uszczerbku dla jego równowagi.

2.3 „coBoost”

Fantastyczna czwórka

Teoretycznie mógłby to być napęd bazowy, ale oczywiście ten silnik nie cierpi na brak mocy - ma 314 KM. i 434 Nm momentu obrotowego, jest to najmocniejszy czterocylindrowy silnik, jaki kiedykolwiek zbudował Ford. Być może charakter silnika wynika z decyzji o produkcji go w Europie (w fabryce w Walencji w Hiszpanii), ale we wzroście sprzedaży pomoże fabryka Forda w Cleveland w stanie Ohio.

Celem zespołu Scotta Makovskiego, szefa globalnego oddziału czterocylindrowego, jest ponowne zintegrowanie jednego z Mustangiem, ale samochód nie traci mocy. Zadanie wymagało koni mechanicznych, aby rozpocząć od 3, a zespół spędził 20 procent więcej niż standardowy czas na analizie komputerowej, zanim pierwsza część została ukończona. Szczególną uwagę zwraca się na przepływ powietrza do cylindrów i proces spalania, ponieważ stopień sprężania jest wysoki (9,5: 1), skok tłoka jest duży (94 mm), a średnica cylindra jest niewielka (87,55 mm). ). Ta szczególna architektura rodzi potrzebę analizy przepływu powietrza, a niebezpieczeństwo zalania ścian cylindra paliwem wymaga wykonania wtryskiwaczy z sześcioma otworami i innym kształtem dysz.

Podobnie jak wszyscy inni członkowie rodziny EcoBoost, silnik o pojemności 2,3 litra ma zmienne fazy rozrządu, bezpośredni wtrysk przy 163 barach i wymuszone napełnienie 1,7 bara, co również jest całkiem sporo jak na tego typu silnik. Pompa paliwa i wtryskiwacze są dostarczane przez firmę Bosch i wykonują dwa cykle wtrysku w trybie zimnego rozruchu i niskiej prędkości, aby zapewnić lepsze mieszanie powietrza z paliwem. Blok aluminiowy jest odlewany ciśnieniowo i posiada wszczepione stalowe tuleje cylindrowe oraz kilka zewnętrznych żeber wzmacniających konstrukcję.

Zamiast oddzielnych piętek, główne łożyska wykorzystują wspólną ramę nośną, wał korbowy jest wykonany ze stali, korbowody z kutej stali, a tłoki z kutego aluminium mają stalową wkładkę stalową, która służy jako podstawa uszczelnienia górnego tłoka pierścień. Wnęki zaworowe są uformowane z przodu samego tłoka, a wewnątrz każdego tłoka znajduje się oddzielna dysza chłodząca. Sama głowica cylindrów, podobnie jak jej mały trzycylindrowy odpowiednik, ma zintegrowane kolektory wydechowe w głowicy, zmniejszając obciążenie cieplne turbosprężarki i straty przepływu gazu, do których dodano zawory wypełnione sodem i wzmocnione łożyska.

Szczególne znaczenie dla konstrukcji silnika miała instalacja nowej dwusystemowej turbosprężarki Honeywell. Architektura podwójnej helisy zachowuje wysoką energię pulsacji dosłownie uderzających w łopatki turbiny. Pozwala to również na szersze fazy otwierania zaworów, ponieważ wtrysk bezpośredni umożliwia lepszy przepływ czystego powietrza przez cylindry, co również zapewnia większe nakładanie się faz. Ich kontrola odbywa się za pomocą odgazowywaczy olejowych pod ciśnieniem i mieści się w zakresie 50 stopni. Do tak dużego czterocylindrowego silnika niezbędny jest wałek wyważający, który jednak w tym przypadku jest wykonany z aluminium i oszczędza 5 kg wagi.

Krótko

Forda 2.3 EcoBoost

Silnik / Pojemność: 2,300 cylindrów, 3 cmXNUMX

Moc konia 314 KM przy 5500 obr / min

Pasek rozrządu: DOHC, cztery zawory na cylinder, zmienne fazy wlotu i wylotu oleju, zawory ciśnienia oleju

Współczynnik kompresji: 9,5: 1

Średnica x skok: 87,55 x 94 mm

Turbosprężarka: podwójny strumień Honeywell Garret

Układ wtrysku paliwa: Bosch

Konstrukcja: aluminiowy blok i głowica ze zintegrowanymi rurami wydechowymi.