Представяме ви двигателите 2,3 EcoBoost, задвижващ Ford Mustang и 1,0 EcoBoost
След като Ford Mustang стана най-продаваният спортен автомобил, а малкият двигател 1.0 EcoBoost получи за пети път наградата двигател на годината в своя клас, решихме да ви разкажем по-подробно за задвижващия агрегат на първия и за малкия шедьовър с три цилиндъра.
Четирицилиндровият мотор на Ford Mustang 2,3 EcoBoost е високотехнологичен агрегат, който няма никакво основание да се притеснява, че задвижва подобен култов автомобил. Но той постига всичко това, благодарение на вече утвърдени решения от останалите EcoBoost машини, сред които и малкият шедьовър 1,0 EcoBoost
Фактът, че въвеждането на базов четирицилиндров мотор в новия Mustang продължава да изглежда странно, означава, че наистина живеем в интересни времена на бързи и драстични промени. Те обаче се случват толкова бързо, че не ни дават възможност да асимилираме необратимия ход на съпътстващите ги събития. Все пак не бива да забравяме че 2,3-литровият двигател на спортната машина идва не от кой да е, а от вече утвърдения маестро на даунсайзинга Ford. Фактите са безспорни – наскоро 1.0 EcoBoost за пети пореден път спечели титлата „Международен двигател на годината в клас до 1,0 литра“, а преди това три пъти печели абсолютната награда Международен двигател на годината, нещо което никой досега, дори известни със своите шедьоври фирми не са съумявали да успеят. Вероятно във Ford доста са се колебали дали въобще да предлагат новия Mustang с осемцилиндров осмак, който въпреки преработките вече си е една архаична машина, която спокойно можеше да бъде заменена от някой от шестцилиндровите EcoBoost агрегати с два турбокомпресора (2,7 EcoBoost и 3,5 EcoBoost). Вярно е, че дори по-големият от тях не може да осигури характерния звук на осмака, но пък е вярно също, че в най-мощната си версия предлага със 100 Нм, повече от 5,0 Ti-VCT.
Както и да е, със сигурност можем да твърдим че в този си вид осемцилиндровият мотор пее своята лебедова песен, независимо дали това ни харесва или не.
Всъщност точно преди 30 години Ford изумява американската автомобилна индустрия, предлагайки най-бързия Mustang, версията SVO, не с типичния голям осемцилиндров мотор, а с редови 2,3 литров турбо агрегат. Да, точно така – същият работен обем и пълнене като на новия 2,3 EcoBoost. И тогава времената казват своята дума – законовите ограничения за емисиите в САЩ стават все по-драстични – а двигателят е базиран на съществуваща атмосферна машина от гамата на Ford. Интересен факт, който сме длъжни да споменем обаче, че мощността на тази машина – въпреки гръмките значения на думите стоящи зад съкращението SVO, или недвусмисленото Special Vehicle Operations – е едва 175 к.с., които изглеждат смехотворни на почти двойно по-големия им брой в новия Mustang.
Както и при цялата гама от нови даунсайзинг агрегати Ford използва доста по-скромното, но както се оказва и по-въздействащо в днешни дни словосъчетание EcoBoost, а 2,3-литровата машина, базирана на двулитровия агрегат е разработвана интензивно в продължение на три години. Още в заданието на мотора фигурира конструкция позволяваща използване както на предно, така и на задно предаване, затова няма нищо чудно във факта, че той се появи едновременно в задвижвания от предните колела Lincoln MKC и в Mustang.
Програмата EcoBoost върви с пълна сила
Когато инженерите на Ford представиха на технологичната общественост своя трицилиндров турбо мотор 1,0 EcoBoost през 2012 година, за мнозина това изглеждаше все още като далечен мираж. След това три години подред тази машина спечели приза „Международен двигател на годината“ – нещо, което никога досега не се случвало в 16 годишната история на конкурса. Към това се добавят пет поредни години (включително 2016-а), в които той получава титлата в своя клас. Боб Фасети, шеф на отдела за разработки на двигатели на фирмата със синия овал, твърди че никога не е предполагал, че двигателят ще има подобен грандиозен успех. Когато в началото на развойната фаза на тази машина, тогавашният ръководител на отдела за двигатели и сега още по-високопоставен в йерархията на Ford - Барб Самарджич, представя пред борда на директорите в Детройт новата концепция, един от скептичните шефове дори задава въпроса дали той няма да звучи като шевна машина. Всъщност решението за създаването му никак не е леко и е доста смела стъпка напред, защото технологиите за турбопълнене и директно впръскване още не са достатъчно зрели, поне не и за инженерите от Ford. А интегрирането им в подобна машина си е направо скок в неизвестността. Първият от гамата даунсайзинг мотори - 3.5 EcoBoost, не е точно даунсайзинг мотор, тъй като е по-мощна версия на съществуващ по това време двигател с атмосферно пълнене.
Сега, когато Ford на практика покрива целия диапазон от предлагани машини с такива агрегати, въпросът с бъдещето на атмосферните агрегати като че ли има еднозначен отговори. И все пак инженерите на компанията си оставят и такива възможности, насочени най-вече към автомобилите с основно градско предназначение, където не е необходимо наличие на толкова мощност. Такава например е атмосферната версия на трицилиндровия мотор. Когато става дума за повече мощност и по-нисък разход на гориво, тази технология при бензиновите мотори няма алтернатива. Следващото поколение EcoBoost двигатели, наред с досегашните 3,5, 1,0, 1,6 и 2,0 ЕcoBoost, включва четирицилиндровите 1,5 и 2,3, и шестцилиндровия 2,7.
Първият, представен на изложението в Женева през 2014 година, е развитие на 1,6 литровата машина, а по-малкия му работен обем се дължи най-вече на факта че двигатели с работен обем под 1,5 литра ползват значителни данъчни отстъпки в Китай. Той обаче е по-модерна машина от 1,6 литровия си събрат и при същите нива на мощност от 150 и 180 к.с. постига по-нисък разход на гориво. Това ново поколение (което се произвежда в Румъния) заимства технологични решения от малкия си събрат 1,0 EcoBoost, като например изцяло нова конструкция на главата с подобрено охлаждане и интегрирани изпускателни тръби. Самият 1,6 EcoBoost преди няколко години замени двулитровия атмосферен 2,0 Duratec, а по-големият 2.0 EcoBoost измести по-малките V6 мотори – основно в американските модели и спортните версии на Focus и Mondeo. 3,5 литровата машина създадена на базата атмосферния мотор се използва най-вече за SUV модели, пикапи и луксозни лимизуни и в различните си изпълнения има мощност от 320 к.с. (542 Нм) до 380 к.с. (624 Нм).
1.0 EcoBoost
Литрова мощност по-голяма от тази на Bugatti Veyron
Освен че е печели три пъти подред наградата за международен двигател на годината 1,0 EcoBoost, той има и множество други награди в тази класация. Междувременно тази машина се сдоби и с още по-мощна версия за моделите на Fiesta Zetec S Red и Black. В тях той разполага с нито повече, нито по-малко от 140 к.с. Това означава литрова мощност по-голяма от тази на Bugatti Veyron. С този двигател Fiesta ускорява до 100 км/ч за 9 секунди при разход в нормирания цикъл от 4,49 л/100 км. За да постигне тази мощност това малко инженерно чудо е било подложено на нови подсилващи тренировка, включително нова настройка на управлението на турбокомпресора на Continental и на фазите на отваряне на клапаните; променен е междинният охладител на въздуха и управлението на дроселовата клапа.
Оборотите на турбокомпресора в минута достигат 248 000 или два пъти повече от тези в двигателите на автомобилите от Формула 1. Въпреки това тази гениална машина запазва високо ниво на ефективност, осигурявайки не само бърза реакция, но и максимално налягане от 1,6 бара. Максималното налягане в цилиндрите на еднолитровия мотор е 124 бара. За пистови състезания се използват дори версии със 180 и 203 к.с., а при новото поколение на машината в режим на частично натоварване се изключва единият от цилиндрите. Наистина е страхотно постижение да накараш трицилиндров мотор да работи на два цилиндъра, без да се влоши балансът му.
2.3 ЕcoBoost
Една фантастична четворка
На теория той може и да се води базов задвижващ агрегат, но със сигурност този двигател не страда от дефицит на мощност – със своите 314 к.с. и 434 Нм въртящ момент това е най-потентната четирицилиндрова машина създавана някога от Ford. Може би характеровите особености на мотора стои решението той да се произвежда в Европа (в завода във Валенсия в Испания), но при нарастване на продаваните обеми на помощ ще се притече заводът на Ford в Кливлънд, Охайо.
Целта на екипа на Скот Маковски, шеф на глобалния отдел за четирицилиндрови мотори е отново да интегрира такъв в Mustang, но машината да не прави никакви компромиси с мощността. Заданието е включвало задължително броят на конските сили да започва с 3, а екипът е прекарал 20 процента повече от стандартното време в компютърни анализи преди да бъде изработен и първият детайл. Особено внимание е обърнато на въздушния поток навлизащ в цилиндрите и горивния процес, тъй като степента на сгъстяване е висока (9,5:1), ходът на буталото е голям (94 мм), а диаметърът на цилиндъра е малък (87,55 мм). Тази специфична архитектура води до необходимост от анализ на въздушния поток, а опасността от обливане на стените на цилиндрите с гориво изисква създаване на инжектори с шест отвора и различна форма на струите.
Както всички останали представители на фамилията EcoBoost, 2,3 литровата машина разполага с контрол на фазите на управление на разпределителните валове, директно впръскване, в случая с налягане от 163 бара и принудително пълнене със също доста високите за подобен тип двигатели 1,7 бара. Горивната помпа и инжекторите се доставят от Bosch и правят по два цикъла на впръскване в режими на студен старт и ниски обороти в името на по-доброто смесване на въздуха и горивото. Алуминиевият блок е лят под налягане и е с имплантирани стоманени цилиндрови втулки и множество външни ребра за усилване на конструкцията.
Вместо отделни пети на основните лагери е използвана общо опорна рамка, коляновият вал е стоманен, мотовилките са от кована стомана, а кованите алуминиеви бутала са с лята стоманена вложка имаща за задача да служи за основа на горния уплътняващ бутален пръстен. Върху челото на самото бутало са оформени вдлъбнатини за клапаните, а от вътрешната страна всяко бутало разполага с отделна охлаждащ дюза. Самата цилиндрова глава както при малкия си събрат с три цилиндъра е с интегрирана в главата изпускателни колектори, с което се намалява топлинното натоварване на турбокомпресора и загубите на газовия поток, към това се добавят пълни с натрий клапани и усилени легла.
От особено значение при проектирането на мотора е било интегрирането на новия двуструен турбокомпресор на Honeywell. При двуструйната (twin scroll) архитектура се запазва високата енергия на пулсациите които буквално удрят лопатките на турбината. Това позволява и реализирането на по-широки фази на отваряне на клапаните, като за по-доброто продухване на цилиндрите с чист въздух принос има и директното впръскване което позволява и по-голямо припокриване на фазите. Контролът им става с помощта на дефазиращи маслени устройства под налягане и е в диапазон от 50 градуса. Задължителен за подобен четирицилиндров двигател с голям работен обем е и балансиращият вал, който в този случай обаче е алуминиев и спестява 5 кг тегло.
Накратко
Ford 2.3 EcoBoost
Двигател/Работен обем: Четирицилиндров 2,300 см3
Мощност 314 к.с. при 5500 об./мин
ГРМ: DOHC, четири клапана на цилиндър, променливи фази на всмукателните и изпускателните клапани със задействане с масло под налягане
Степен на сгъстяване: 9,5:1
Диаметър на цилиндъра х Ход на буталото: 87,55 х 94 мм
Турбокомпресор: Honeywell Garret двуструен
Система за впръскване на горивото: Bosch
Конструкция: алуминиев блок и глава с интегрирани изпускателни тръби