Torek, 3. 5. 2016, 5.27
7 let, 2 meseca
Ford z novo družino dizelskih motorjev: manjši poraba in izpusti ter moč do 240 "konjev"
Termometer prikazuje, kako vroč je članek.
Termometer prikaže, kako vroč je članek.
1,28
Pri Fordu so se, kot kaže, strateško pripravili na dogajanje v svetu dizelskih strojev. Medtem ko so Audi, Mercedes, Opel, Porsche in Volkswagen po meritvah izpustov, ki jih je zahteval nemški prometni minister, prostovoljno vpoklicali skupno okoli 630 tisoč vozil, so pri modrem ovalu predstavili novo serijo dizelskih motorjev za osebna in gospodarska vozila. Skupni imenovalce dizlov novega rodu EcoBlue bodo predvsem nižji izpusti ogljikovega dioksida (CO2) in dušikovih oksidov (NOX).
Iz večkrat nagrajene bencinske serije EcoBoost je nastala nova družina dizelskih strojev EcoBlue
Novi 2,0-litrski motor Ford EcoBlue so razvile ekipe Fordovih inženirjev v Veliki Britaniji in Nemčiji. Najprej bo na voljo v različicah s 105, 130 in 170 "konji" za pogon gospodarskih vozil. Z možnostjo razvoja več kot 200 KM moči bo motor pozneje na voljo tudi v Fordovih osebnih vozilih, dodali pa bodo tudi nove motorje EcoBlue, vključno z 1,5-litrsko različico.
Fordovi inženirji, ki so slavo sodobne motorogradnje poželi z novo generacijo bencinskih motorjev EcoBoost, med katerimi je prvi zvezdnik večkrat nagrajeni litrski trivaljnik, so se temeljito lotili tudi nove generacije dizelskih motorjev. Nova družino dizlov so poimenovali EcoBlue. Nove dizle bodo namenili tako osebnim kot tudi lahkim gospodarskim vozilom. Motorji serije EcoBlue bodo imeli razpon moči od 100 do 240 "konjev" oziroma od 74 do 177 kilovatov.
"Fordov EcoBoost je postavil nova merila za bencinske motorje – je manjši, učinkovitejši in presenetljivo zmogljiv. Ista zavezanost inovacijam za naše uporabnike je osnova naše nove palete dizelskih motorjev Ford EcoBlue. V transitu, ki je del najbolje prodajane palete gospodarskih vozil, ta novi motor omogoča varčnejšo porabo in zmanjšuje izpuste CO2 za več kot deset odstotkov ter znižuje stroške uporabe," je novo dizelsko družino predstavil Jim Farley, predsednik in izvršni direktor Forda Evropa.
Prijaznejši do voznika, bolj prožen in bolj uglajen stroj
Trpežnost motorja je bila preizkušena z obremenitvami, ki ustrezajo razdalji 5,5 milijona kilometrov, v preizkus pa je bilo vključenih tudi 400 tisoč prevoženih kilometrov dejanskih transitovih uporabnikov.
Vozne zmogljivosti novega, 2,0-litrskega EcoBlue dizla so v primerjavi z enako močnim 2,2-litrskim dizelskim motorjem TDCi serije duratorq, ki ga novi motor nadomešča, izboljšane z 20 odstotki več navora pri 1.250 vrtljajih v minuti, kar voznikom gospodarskih vozil pomaga, da lahkotneje obvladajo izzive vsakdanjih scenarijev pri prevozih, kot so prebijanje čez prometno konico ali prehitevanje počasnejših vozil, tudi ko je vozilo polno obremenjeno.
Obenem pri Fordu trdijo, da ta novi motor v segment gospodarskih vozil prinaša nekaj tiste bolj uglajene prefinjenosti, ki se zgleduje po limuzinah. To trditev so podkrepili s podatkom, da je raven oddanega hrupa v prostem teku zmanjšana za štiri odstotke.
Napredne tehnologije nove generacije Fordovih dizlov vključujejo prvo uporabo vgrajenega polnilnega zbiralnika z zrcalno sliko za optimalno dovajanje zraka v motor, nizkovztrajnostni turbopolnilnik z materiali raketnega motorja, ki omogoča delovanje pri višjih temperaturah, ter povsem novi visokotlačni sistem vbrizgavanja goriva z večjo odzivnostjo, tišjim delovanjem in natančnejšo oskrbo z gorivom.
Nova arhitektura za manj trenja in čistejše zgorevanje
Pri Fordu so se dizla lotili z novo arhitekturo gradnje, s čimer so dosegli predvsem zmanjšanje trenja in bolj čisto zgorevanje, pri čemer so se temeljito lotili še naknadne obdelave izpušnih plinov za zmanjšanje onesnaževanja. Letos septembra bo namreč začel veljati okoljski standard Euro 6. Ta bo zahteval 55-odstotno zmanjšanje izpustov dušikovih izpustov v primerjavi s standardom Euro 5.
Povsem nova zasnova 2,0-litrskega motorja ford EcoBlue torej vključuje zanimive inovacije za zmanjšanje trenja, ki jasno prispevajo k manjši porabi goriva (13 odstotkov).
Ukrepi za zmanjševanje trenja:
- zamik ročice za deset milimetrov (zagotavlja minimalne stranske obremenitve bata in zmanjša sile drgnjenja ob stene valja železnega ohišja štirivaljnega motorja z manjšo prostornino),
- manjši premeri ležajev ročične gredi,
- zasnova z jermenom v olju za pogonska jermena odmične ročice in oljne črpalke,
- optimizirana zasnova sklopa ventilov in nov modul odmične gredi iz enega dela.
Prezrcaljena slika dihalnih poti motorja
Ford prvič uporablja novo zasnovo vgrajenega polnilnega zbiralnika z zrcalno sliko, ki natančno uravnava pretok zraka v valje – s pretokom v smeri vrtenja urnih kazalcev za prvi in drugi valj ter v obratni smeri za tretji in četrti valj.
Ta simetrična razporeditev zagotavlja enotno mešanje goriva in zraka v zgorevalnih komorah vseh štirih valjev, kar je inženirjem omogočilo natančnejši nadzor načina, kako zgoreva gorivo v motorju. Pri natančnem uravnavanju postopka zgorevanja so pri računalniških eksperimentih upoštevali več kot 1.400 dejavnikov, ki vplivajo samo na dviganje ventila in krmiljenje.
"Naša prva zasnova polnjenja z zrcalno sliko v kombinaciji z optimiziranim načrtom zgorevalne komore pomaga pri najučinkovitejši pretvorbi goriva v energijo vseh dizelskih motorjev, kar smo jih izdelali do zdaj," je povedal Werner Willems, Fordov tehnični specialist za sisteme zgorevanja.
Natančnejši in hitrejši vbrizg: šobe z osmimi stožci s premerom človeškega lasu
Pri učinkovitosti motorjev je pomemben dejavnik distribucija goriva v valje. V tej postavki so Fordovi inženirji namestili nove šobe za vbrizgavanje goriva, ki lahko zagotovijo do šest vbrizgov v delavnem taktu zgorevanja. Vsak vbrizg traja 250 mikrosekund (0,00025 sekunde) in v zgorevalni prostor nad valjem vnese 0,8 miligrama dizelskega goriva, kar je enakovredno teži enega kristala sladkorja. Ta drobna količina goriva se vbrizga skozi osem stožčastih odprtin s premerom (vsake) 120 mikronov – približno toliko kot človeški las.
V ohišje šob je vgrajena piezoelektrična tehnologija, ki uporablja električno odzivne kristale za natančen nadzor oskrbe z gorivom. Tovrstne šobe delujejo znatno tiše, omogočajo minimalne izgube energije črpalke goriva, zagotavljajo odzivnejše in manj nadležno delovanje sistema auto-start-stop ter sprotni popravek umeritve za maksimalno učinkovito porabo goriva.
Turbina, narejena iz zlitine, ki se uporablja pri raketnih motorjih
"Odzivi naših uporabnikov so nam pomagali odkriti pomemben dejavnik: vse več voznikov izkorišča ‘lezenje’ vozila z dizelskim motorjem pri pritisnjeni sklopki v prostem teku, zato je navor pri nizkih vrtljajih še pomembnejši,” je povedal Paul Turner, vodja tehničnega razvoja motorjev pri Fordu Evropa.
Za visoko učinkovitost novega dizla so pri Fordu morali poskrbeti tudi za učinkovito polnjenje z zrakom. V primerjavi s predhodnikom, 2,2-litrskim motorjem TDCi, so tako morali za stroj EcoBlue na novo narediti kompaktnejši turbopolnilnik. Ta je posebej zasnovan za zagotavljanje večje količine zraka pri nižjih vrtljajih motorja. Pri vsega 1.250 vrtljajih v minuti je tako na voljo 340 njutonmetrov navora. Voznik ima lahkotnejši in odzivnejši občutek v celotnem razponu vrtljajev.
Ta nova aerodinamično napredna turbina – izdelana je iz inconela, zlitine za uporabo v okoljih z ekstremnimi temperaturami, kot so raketni motorji – ima za skoraj deset odstotkov manjši premer. Turbina kompresorja iz posebnega aluminija za uporabo v letalski in vesoljski industriji ima za 15 odstotkov manjši premer. Zmanjšanje premerov zagotavlja tudi manjšo vztrajnost in omogoča hitrejše povečanje tlaka, saj se turbina vrti s hitrostjo do 240 tisoč vrtljajev v minuti, kar izboljša navor pri nizkih vrtljajih motorja.
Inženirski podvig: nasvidenje, odlitki, rezkar natančen do treh mikronov, velikosti bakterije
Pri Fordu zagotavljajo, da bo novi motor brez težav izpolnil zahteve prihodnjega evropskega emisijskega standarda tudi zaradi njihovega prvega selektivnega (SRC) katalizatorja za čiščenje strupenih dušikovih oksidov s pomočjo raztopine AdBlue (sečnina).
Namesto odlitkov so turbine za kompresorje rezkane iz celega kosa, kar izboljša tolerance na dva ali tri mikrone – velikost posamezne bakterije – ter poveča trpežnost ob sočasnem zmanjšanju hrupa in tresljajev. Izvršilni člen novega turbopolnilnika je nadomestil polžasto gonilo, odzivni čas pa je z novo zasnovo prepolovljen na 110 milisekund oziroma toliko, kot traja, da pomežiknemo.
Pri Fordu zagotavljajo, da bo novi motor brez težav izpolnil zahteve prihodnjega evropskega emisijskega standarda tudi zaradi njihovega prvega selektivnega (SRC) katalizatorja za čiščenje strupenih dušikovih oksidov s pomočjo raztopine AdBlue (sečnina). Sistem je za maksimalno učinkovitost in odlično delovanje pri vožnji z neogretim motorjem povezan z zadnjim delom motorja. Povratni kanal s kratko zanko izpušnih plinov je vgrajen v glavo valja, kar prispeva h kompaktnejši zasnovi motorja in pomaga pri optimalnem hlajenju plinov.
Manj hrupa in tresljajev za slovo od dostavniške dizelske robatosti
2,0-litrski ford EcoBlue bo prvi Fordov dizelski motor za gospodarsko vozilo, ki bo dosegal merila za hrupnost in tresljaje osebnih vozil, kar bo znatno prispevalo k udobnejši vožnji.
V primerjavi z 2,2-litrskim dizelskim motorjem TDCi je novi motor v prostem teku za polovico bolj tih. Poseben razvoj zvočno optimizirane glave valja in ohišja motorja ter povečanje togosti letvastega okvirja in oljne kadi sta omogočila zmanjšanje občutljivosti na dogajanje v notranjosti motorja, neravne stične površine pa so skrbno zasnovane za kar se da učinkovito tesnjenje, ki ne prepušča zvoka iz motorja.
"Osnovna struktura motorja lahko deluje kot resonančna plošča premikov v notranjosti, tako kot zvon. Zato smo skušali razviti zvon, ki ne bi preveč učinkovito zvonil. Vsakega od sestavnih delov motorja, ki vplivajo na zvok, smo izdelali tako, da deluje tišje in bolj uglajeno – rezultat je najbolj prefinjeno dizelsko gospodarsko vozilo, kar jih je Ford izdelal do zdaj," pravi Dominic Evans, strokovnjak za hrup in tresljaje (NVH) pri Fordu Evropa.
Kako so Fordovi inženirji zvočno zatesnili motor?
Manj motornega hrupa so dosegli s posebnimi zvočnimi pokrovi glave motorja, polnjenega z enkapsulirano peno, in sprednjim pokrovom iz zvočno izoliranega jekla. Ta dva elementa dodatno preprečita prenos zvoka motorja v kabino.
Med dodatnimi ukrepi za izboljšanje ravni zaščite pred hrupom in tresljaji so:
- analiza mikrogeometrije zobcev zobnikov do mikrona (0,001 mm) natančno za popolno ujemanje, uglajeno delovanje in redkejše cviljenje z visoko frekvenco,
- optimizacija oljne črpalke z neenakomerno razporejenimi lopaticami, ki prekinejo zvočno frekvenco črpalke, zato uporabniki ne slišijo delovanja,
- napredne šobe za vbrizgavanje goriva z vgrajeno tehnologijo piezo, programsko opremo za ublažitev zvoka in optimizacijo pilotnih vbrizgov.
Pogumna obljuba: ekstremna trpežnost na cestah po vsem svetu s 5,5 milijona testnih kilometrov
Ta 2,0-litrski motor EcoBlue izpolnjuje Fordove zahtevne globalne standarde za ekstremno uporabo gospodarskih vozil na tako različnih trgih, kot so Evropa, ZDA in Kitajska.
Trpežnost motorja je bila preizkušena z obremenitvami, ki ustrezajo razdalji 5,5 milijona kilometrov, v preizkus pa je bilo vključenih tudi 400 tisoč prevoženih kilometrov dejanskih transitovih uporabnikov.
Mazalni sitem, ki vse gibljive dele oskrbuje z oljem – vključno s specifikacijo olja, dimenzijami oljne kadi in filtra, toleranco izvrtine in specifikacijami batnih obročkov –, je zasnovan za podaljšanje življenjske dobe olja, med sestavnimi deli, ki ne zahtevajo vzdrževanja, pa so tudi jermen za pogon odmične gredi, modul odmične gredi in vodna črpalka.
"2,0-litrski motor Ford EcoBlue smo razvili s pomočjo odzivov uporabnikov z vsega sveta. Vsestranska zasnova omogoča celo uporabo enakega ohišja za pogon vozil s sprednjim in zadnjim pogonom, dovršena izvedba in tehnologije pa izpolnjujejo tudi zahteve glede porabe in izpustov v prihodnosti," razlaga prvi človek Fordovih motornih inženirjev Paul Turner, vodja razvoja motorjev.
