Spoločnosť Ford tento týždeň predstavila prvý nový vyspelý vznetový motor Ford EcoBlue, ktorý vďaka dômyselným technológiám a inovačnej konštrukcii prinesie zákazníkom úsporu paliva a nižšie emisie CO2 a NOx.

Rad vznetových motorov EcoBlue od spoločnosti Ford, ktoré vychádzajú zo špičkového výkonu a technológií mnohonásobne ocenených zážihových motorov EcoBoost, bude poháňať budúce osobné a úžitkové vozidlá značky Ford, pričom ich výkon sa bude pohybovať v rozmedzí 100 k až 240 k.

Štvorvalcový 2,0-litrový motor Ford EcoBlue má premiéru v nových úžitkových vozidlách Transit a Transit Custom a prináša bezkonkurenčnú kombináciu úspory paliva, výkonu a kultivovanosti.

Jazdné vlastnosti sú lepšie vďaka o 20 percent vyššiemu krútiacemu momentu pri 1 250 otáčkach za minútu v porovnaní s odchádzajúcim 2,2-litrovým vznetovým motorom TDCi s rovnakým výkonom, vďaka čomu môžu vodiči úžitkových vozidiel bez námahy zvládať každodenné náročné situácie na cestách, ako je napríklad „slimačie tempo“ premávky či predbiehanie pomalšie idúcich vozidiel. Nový motor zároveň zmierňuje emitovaný hluk o štyri decibely pri voľnobehu, čím prináša do segmentu úžitkových vozidiel kultivovanosť osobných automobilov.

„Motor EcoBoost od spoločnosti Ford vytvoril nový štandard v oblasti zážihových motorov – je menší, účinnejší a má prekvapivý výkon. Rovnaká posadnutosť zavádzať novinky pre zákazníkov sa skrýva aj za naším novým radom vznetových motorov Ford EcoBlue,“ uviedol Jim Farley, predseda predstavenstva a generálny riaditeľ spoločnosti Ford of Europe. „Náš európsky tím pre vznetové motory vytvoril v prípade tohto motora niečo mimoriadne a my veríme, že sa stane meradlom výkonnosti a kultivovanosti vznetových motorov.“

Úplne nová architektúra motora zabezpečuje nižšie trenie a čistejšie spaľovanie v spaľovacom systéme. Dômyselné procesy dodatočnej úpravy výfukových plynov umožňujú produkovať mimoriadne nízku úroveň emisií v súlade s prísnymi požiadavkami normy Euro VI, ktoré budú zavedené v septembri 2016 a vyžadujú zníženie emisií oxidov dusíka (NOx) o 55 percent v porovnaní s požiadavkami normy Euro V.

K vyspelým technológiám motora patrí integrovaný sací systém so zrkadlovo prevráteným portingom, ktorý zaisťuje optimálne dýchanie motora a ktorý spoločnosť Ford použila po prvý raz. Ďalej je to turbodúchadlo s nízkou zotrvačnosťou s materiálmi raketových motorov, ktoré sú určené pre aplikácie pri vysokých teplotách, a úplne nový systém vstrekovania paliva pri vysokom tlaku, ktorý je citlivejší, tichší a ponúka presnejšie dávkovanie paliva.

Univerzálny nový 2,0-litrový motor Ford EcoBlue, ktorý vyvinuli inžinierske tímy spoločnosti Ford vo Veľkej Británii a Nemecku, bude spočiatku v ponuke v úžitkových vozidlách vo výkonnostných verziách 105 k, 130 k a 170 k. Motor však dokáže vyvinúť aj viac ako 200 k výkonu, takže neskôr ním budú vybavené aj osobné automobily značky Ford – a to spoločne s ďalšími novými motormi radu EcoBlue, vrátane 1,5-litrového variantu.

Nízke trenie, dômyselné spaľovanie

Čistý dizajn úplne nového 2,0-litrového motora Ford EcoBlue prináša viaceré inovácie, ktoré znižujú trenie, čím prispievajú k zvýšeniu hospodárnosti o 13 percent, vrátane nasledujúcich aspektov:

- Konštrukcia kľuky hriadeľa s odstupom 10 mm, ktorá minimalizuje bočné zaťaženie piestu, vďaka ktorej sa znižujú trecie sily voči stenám valcov zmenšeného štvorvalcového železného bloku motora

- Minimalizovaný priemer ložísk kľukového hriadeľa

- Konštrukcia rozvodového remeňa v olejovom kúpeli pre hnacie remene vačkového hriadeľa a olejového čerpadla

- Optimalizovaný ventilový rozvod a úplne nový jednodielny modul vačkového hriadeľa.

Spoločnosť Ford po prvý raz použila nové riešenie zrkadlovo prevráteného portingu pre integrované sacie potrubie, ktoré presne riadi prietok vzduchu do valcov – pričom do valcov číslo jeden a dva prúdi vzduch v smere hodinových ručičiek a do valcov číslo tri a štyri prúdi opačným smerom.

Toto súmerné usporiadanie zabezpečuje rovnomerné premiešavanie paliva a vzduchu v spaľovacích komorách všetkých štyroch valcov, vďaka čomu môžu konštruktéri dôslednejšie kontrolovať spôsob, akým motor spaľuje palivo. Pri vylaďovaní spaľovacieho procesu boli v rámci počítačových experimentov použité merania viac ako 1 400 faktorov, ktoré majú vplyv na zdvih a časovanie samotných ventilov.

„Náš vôbec prvý zrkadlovo prevrátený dizajn sacieho potrubia v spojení s optimalizovaným usporiadaním spaľovacej komory nám pomáha premieňať palivo na energiu efektívnejšie než v ktoromkoľvek inom vznetovom motore, aký sme kedy vyrobili,“ hovorí dr. Werner Willems, technický špecialista spoločnosti Ford pre oblasť spaľovacích systémov.

Nové vstrekovače paliva dokážu dodať až šesť vstrekov v jednom spaľovaní, pričom jeden vstrek trvá len 250 mikrosekúnd (0,00025 sekundy) a dodá 0,8 mg nafty – čo zodpovedá jednému zrnku cukru. Tento nepatrný objem paliva sa vstrekne cez osem kužeľovitých otvorov, z ktorých každý má priemer 120 mikrónov – čo je približne šírka ľudského vlasu.

Do tela vstrekovacej jednotky je zakomponovaná piezoelektrická technológia, ktorá využíva elektricky citlivé kryštály na dôslednejšiu kontrolu dodávky paliva – a zvyčajne sa používa v motoroch luxusných osobných automobilov. Nové vstrekovače sa vyznačujú nižšou hladinou hluku, minimálnou stratou energie z palivového čerpadla, citlivejším a menej rušivým výkonom systému automatického zapnutia a vypnutia motora (Auto-Start-Stop) a korekciou kalibrácie v reálnom čase v záujme čo najvyššej úspory paliva.

Vyspelé preplňovanie turbodúchadlom

Úplne nové kompaktné turbodúchadlo je špeciálne navrhnuté tak, aby pri nízkych otáčkach motora dodávalo viac vzduchu v porovnaní s odchádzajúcim 2,2-litrovým motorom TDCi, a zabezpečovalo tak hladký priebeh v celom rozsahu otáčok, a až 340 Nm krútiaceho momentu pri 1 250 otáčkach za minútu.

Aerodynamicky vyspelé koleso turbíny – vyrobené zo zliatiny Inconel, ktorá sa používa v extrémnych teplotných podmienkach, napríklad v raketových motoroch – má zmenšený priemer takmer o 10 percent. Obežné koleso kompresora z leteckého hliníka má priemer menší o 15 percent. Tieto redukcie veľkosti znižujú zotrvačnosť a umožňujú rýchlejší nárast výkonu pri rýchlosti kolesa až 240 000 otáčok za minútu, čo prispieva k vyššiemu krútiacemu momentu pri nízkych otáčkach.

„Dôležitým faktorom, ktorý sme si všimli vďaka spätnej väzbe od zákazníkov, je rastúca tendencia vodičov preťažovať brzdu vozidiel so vznetovými motormi zaradením spojky, keď ide motor na voľnobeh (tzv. „diesel creep“) – čím sa krútiaci moment pri nízkych otáčkach stáva ešte zásadnejším,“ uviedol Paul Turner, technický riaditeľ spoločnosti Ford of Europe pre oblasť základných motorov.

Obežné kolesá kompresora sa skôr frézujú než odlievajú, čím sa zlepšuje tolerancia na dva až tri mikróny (čo je približne veľkosť jednej baktérie), zvyšuje sa odolnosť a znižuje sa miera hluku a vibrácií. Na miesto doterajšieho závitkového pohonu s prevodom nastúpi nový pohon turbodúchadla, ktorý zníži čas odozvy na polovicu, teda na 110 milisekúnd – koľko trvá žmurknutie oka.

Nový motor pohodlne splní budúce európske emisné požiadavky, pretože má podporu prvého štandardizovaného systému selektívnej katalytickej redukcie od spoločnosti Ford. Systém je úzko spojený so zadnou časťou motora, čo zaisťuje jeho maximálnu účinnosť a vynikajúci výkon pri jazde za studena. Do hlavy valcov je zabudovaný kanál recirkulácie výfukových plynov s krátkou slučkou, čo prispieva ku kompaktnejšej konštrukcii motora a pomáha optimalizovať chladenie plynov.

Vyššia kultivovanosť

Dvojlitrový motor Ford EcoBlue bude prvou vznetovou pohonnou jednotkou v úžitkových vozidlách od spoločnosti Ford, ktorá bude dosahovať kritériá úrovne hluku, vibrácií a tvrdosti osobných automobilov, čo prispeje k zvýšeniu ich jazdnej príťažlivosti.

Nový motor emituje pri voľnobehu polovicu akustickej energie ako 2,2-litrový vznetový motor TDCi. Akusticky optimalizovaná hlava a blok valcov, ako aj spevnený rebrinový rám a olejová vaňa sú špeciálne vyvinuté tak, aby neboli citlivé na aktivitu vo vnútri motora, kým neploché protiľahlé povrchy sú starostlivo navrhnuté tak, aby obsahovali dobre tesniace tesnenia zadržiavajúce hluk vo vnútri motora.

„Základná konštrukcia motora môže slúžiť ako rezonančná doska pre pohyby, ku ktorým dochádza v jej vnútri, podobne ako zvon. Takže sa snažíme vyvinúť zvon, ktorý až tak dobre nezvoní,“ uviedol Dominic Evans, špecialista spoločnosti Ford of Europe pre oblasť hluku, vibrácií a tvrdosti (NVH). „Každý významný komponent tohto motora, ktorý má vplyv na hluk, sme skonštruovali tak, aby mal tichší a hladší chod – a výsledkom sú tie najvyberanejšie úžitkové vozidlá so vznetovým motorom, aké Ford kedy postavil.“

Lisovaný akustický kryt, ktorý zaisťuje penové zapuzdrenie hlavy valcov, a predný kryt vyrobený zo zvukotesnej ocele ďalej zabraňujú šíreniu hluku motora do kabíny, a vytvárajú tak z nej počas jazdy tichšie prostredie. K ďalším opatreniam na zníženie hladiny NVH patria:

- analýza mikrogeometrie ozubenia kolies až na úroveň mikrónov (0,001 mm) s cieľom dosiahnuť dokonalé ozubenie pre plynulejší chod a menšie vysokofrekvenčné „kvílenie“

- optimalizované olejové čerpadlo s nerovnomerne rozmiestnenými lopatkami, ktoré rozbíjajú frekvenciu hluku čerpadla tak, aby bola pre poslucháča menej postrehnuteľná

- vyspelé vstrekovače paliva s integrovanými piezo-stĺpikmi, softvérom zmierňujúcim hluk a optimalizovaným vstrekovaním paliva.

Odolnosť úžitkových vozidiel

Nový 2,0-litrový motor Ford EcoBlue spĺňa náročné celosvetové normy spoločnosti Ford v oblasti odolnosti úžitkových vozidiel na extrémne použitie na takých rozmanitých trhoch, ako je Európa, USA a Čína.

Výkon motora bol preskúšaný v podmienkach ekvivalentných vzdialenosti 5,5 milióna kilometrov v rámci skúšok odolnosti, ktorých súčasťou bolo 400 000 km v rukách reálnych zákazníkov, ďalej komplexná analýza v laboratóriách aj na testovacích tratiach pre vozidlá spoločnosti Ford, ako aj hodnotenia automatizovanej kontroly (CAE) v každej fáze vývoja.

Olejová sústava – vrátane špecifikácie oleja, olejovej vane a rozmerov filtrov, maximálne prípustnej deformácie vývrtu valca a špecifikácií piestnych krúžkov – je vyrobená tak, aby predlžovala životnosť oleja i komponentov, ktoré si nevyžadujú údržbu, ako je remeň vačkového hriadeľa, modul vačkového hriadeľa a vodné čerpadlo.

„Dvojlitrový motor Ford EcoBlue sme vyvinuli vďaka spätnej väzbe od zákazníkov z celého sveta,“ uviedol Turner. „Univerzálna konštrukcia umožňuje dokonca použitie toho istého bloku pre aplikácie s pohonom predných kolies aj s pohonom zadných kolies, kým dômyselný dizajn a technológie zabezpečujú nízku spotrebu paliva a produkciu emisií, ktoré bude možné v budúcnosti ešte upravovať.“

Zdroj: Summit Motors Slovakia, spol. s r. o