Opracowany przez inżynierów Forda w Wielkiej Brytanii i w Niemczech, nowy silnik 2,0 litra EcoBlue będzie początkowo oferowany w wersjach o mocy 105, 130 i 170 KM w samochodach użytkowych. Jednostka zdolna wydobyć ponad 200 KM mocy będzie w późniejszym terminie dostępna również w samochodach osobowych Forda obok innych wariantów EcoBlue, włącznie z wersją 1,5 litra.
Czterocylindrowy silnik EcoBlue o pojemności 2 litrów debiutuje w nowym Fordzie Transit i Fordzie Transit Custom, oferując połączenie niskiego zużycia paliwa, wysokich osiągów i wysokiej kultury pracy.
W porównaniu ze stosowanym dotychczas silnikiem 2,2 litra TDCi o podobnej mocy, nowy silnik uzyskuje o 20 procent wyższy moment obrotowy przy 1250 obr./min., dzięki czemu kierowcy samochodów użytkowych bez trudu stawią czoła codziennym wyzwaniom drogowym, jak powolna jazda w miejskich korkach czy wyprzedzanie wolniej jadących pojazdów. Nowy silnik odznacza się również wysoką kulturą pracy, generując o 4 decybele niższy hałas na biegu jałowym.
Niskie tarcie, wyrafinowany proces spalania
Skonstruowany od podstaw silnik Ford EcoBlue o pojemności 2 litrów zawiera wiele innowacji, które pozwalają zredukować tarcie, a w rezultacie przyczyniają się do zmiejszenia zużycia paliwa o 13 procent. Wśród nich znajdują się:
- 10-milimetrowy offset wału korbowego, który minimalizuje boczne obciążenie tłoków i redukuje siły tarcia przy ściankach cylindra w żeliwnym bloku,
- Zminimalizowana średnica łożysk wału korbowego,
- Pasek rozrządu i pas napędowy pompy olejowej o konstrukcji typu „pasek w oleju”,
- Zoptymalizowany układ rozrządu oraz nowy, jednoczęściowy moduł rozrządu.
Ford po raz pierwszy wykorzystał układ wlotowy zbudowany na zasadzie odbicia lustrzanego w przypadku zintegrowanego kolektora dolotowego, który precyzyjnie kontroluje przepływ powietrza do cylindrów - przepływ powietrza odbywa się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara dla cylindrów numer jeden i dwa, a dla cylindrów numer trzy i cztery w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
Symetryczny układ dba o równomierne dobranie mieszanki powietrzno-paliwowej w komorach spalania wszystkich czterech cylindrów, przez co inżynierowie mogą dokładniej kontrolować proces spalania. W dopracowaniu całego procesu pomogły komputerowe testy przeprowadzone z uwzględnieniem ponad 1 400 czynników mających wpływ na wydajność wzniosu i skoku zaworów.
„Nasz pierwszy układ wlotowy zbudowany na zasadzie odbicia lustrzanego w połączeniu ze zoptymalizowanym projektem komory spalania pozwolił nam przekształcić paliwo w energię w bardziej efektywny sposób, niż w jakimkolwiek innym silniku Diesla, jaki dotychczas wyprodukowaliśmy,” powiedział dr Werner Willems, specjalista Forda ds. układów spalania .
Nowe wtryskiwacze paliwa są w stanie zaoferować do sześciu wtrysków na cykl spalania, przy czym każdy wtrysk trwa zaledwie 250 mikrosekund (0,00025 sekundy) i dostarcza 0,8 mg oleju napędowego - to odpowiednik jednego kryształku cukru. Tak niewielka ilość paliwa jest wtryskiwana przez osiem stożkowych otworów, z których każdy ma średnicę 120 mikronów, co odpowiada grubości ludzkiego włosa.
Do kontroli procesu dostarczania paliwa, w obudowie wtryskiwacza została zaimplementowana technologia piezoelektryczna wykorzystująca kryształy reagujące na ładunki elektryczne, która jest zwykle stosowana w silnikach samochodów osobowych segmentu premium. Nowe wtryskiwacze odznaczają się niższym poziomem generowanego hałasu i minimalną utratą energii z pompy paliwa, a także przyczyniają się do bardziej responsywnego i mniej uciążliwego działania układu Auto-Start-Stop. Ponadto, w celu uzyskania maksymalnej wydajności paliwowej wtryskiwacze przeprowadzają korekcję kalibracji w czasie rzeczywistym.
Zaawansowany układ turbodoładowania
W porównaniu z dotychczas stosowanym silnikiem 2,2 litra TDCi, nowa, kompaktowa turbosprężarka dostarcza więcej powietrza przy niskich prędkościach obrotowych silnika, co pozwala uzyskać wysoki moment obrotowy 340 Nm już przy 1250 obr./min.
Aerodynamicznie wyprofilowany wirnik turbiny - wykonany z Inconelu, czyli stopu wykorzystywanego w środowiskach narażonych na działanie ekstremalnych temperatur, jak na przykład w silnikach rakietowych - ma o blisko 10 procent mniejszą średnicę. Z kolei średnica wirnika kompresora wykonanego z aluminium lotniczego została zredukowana o 15 procent. Wszystko to pozwoliło zwiększyć bezwładność, dając szybszy efekt doładowania przy prędkościach wirnika dochodzących do 240 000 obr./min., a w rezultacie również wyższy moment obrotowy przy niskich obrotach silnika.
Wirniki kompresora są wykonane z jednego kawałka aluminium, a nie z odlewu, co zmniejsza tolerancje do poziomu zaledwie dwóch lub trzech mikronów - czyli wielkości pojedynczej bakterii - zwiększając jednocześnie wytrzymałość komponentu i redukując hałas i wibracje. W miejscu przekładni ślimakowej o konstrukcji zębatej zastosowano siłownik turbosprężarki, dzięki czemu uzyskano dwukrotne skrócenie czasu reakcji do 110 milisekund - tyle zajmuje mrugnięcie powieką.
Nowy silnik bez problemu spełni przyszłe normy emisji spalin w Europie, w czym pomoże zastosowany po raz pierwszy przez Forda ustandaryzowany system selektywnej redukcji katalitycznej. System został zainstalowany blisko tylnej części silnika, co zapewnia mu maksymalną wydajność oraz doskonałe osiągi podczas jazdy w niskich temperaturach. W głowicy cylindrów zastosowano krótki kanał recyrkulacji gazów wydechowych, dzięki czemu osiągnięto bardziej kompaktowe wymiary silnika, a także optymalne chłodzenie jednostki.
Wyższy poziom wyrafinowania
Silnik Ford EcoBlue o pojemności 2 litrów będzie pierwszym silnikiem wysokoprężnym montowanym w samochodach użytkowych Forda, który spełni wymagania w zakresie hałasu, wibracji i drgań wewnętrznych stawiane samochodom osobowym, co zwiększy jego atrakcyjność.
Nowa jednostka generuje o połowę niższy hałas podczas pracy na obrotach jałowych, niż silnik Diesla 2,2 litra TDCi. Głowica cylindrów zoptymalizowana pod kątem wydajności akustycznej, usztywniona rama drabinowa, blok cylindrów oraz miska olejowa - wszystkie te elementy zostały opracowane pod kątem jak najmniejszych wibracji, natomiast zastosowanie pofałdowanych uszczelnień powierzchni pozwala zatrzymać hałas w komorze silnika.
Specjalnie ukształtowana akustyczna pokrywa głowicy cylindrów oraz przednia osłona wykonana z wygłuszonej stali dodatkowo zapobiegają przedostawaniu się hałasu silnika do kabiny, zapewniając przyjemne warunki podróżowania. Dodatkowe środki służące poprawie wydajności w zakresie NVH (hałas, wibracje i drgania wewnętrzne) to:
- Analiza mikrogeometrii zazębień z dokładnością do mikrona (0,001 mm) w celu uzyskania idealnego zazębienia, zapewniającego płynną pracę i mniej słyszalny hałas pracy silnika z wysoką częstotliwością,
- Zoptymalizowana pompa olejowa z równo rozstawionymi łopatkami, które rozbijają częstotliwość hałasu generowanego przez pompę, przez co jest on mniej słyszalny dla kierowcy,
- Zaawansowane piezoelektryczne wtryskiwacze paliwa, oprogramowanie zmniejszające hałas oraz zoptymalizowany wtrysk pilotujący.
Wytrzymałość samochodów użytkowych
Nowy silnik Ford EcoBlue o pojemności 2 litrów spełnia standardy Forda dla samochodów użytkowych w zakresie odporności na zużycie w ekstremalnych warunkach panujących na drogach Europy, Stanów Zjednoczonych i Chin. Osiągi jednostki zostały przetestowane na dystansie 5,5 miliona kilometrów, włączając to testy prowadzone przez klientów w rzeczywistych warunkach eksploatacji (400 000 kilometrów), analizy w laboratoriach Forda i w ośrodkach testowych, a także komputerowe wspomaganie prac inżynierskich na każdym etapie rozwoju.
System obiegu oleju silnikowego - w tym specyfikacja oleju, miska olejowa, wymiary filtrów, tolerancje w zakresie średnicy cylindra i specyfikacje pierścieni tłokowych - został zaprojektowany tak, aby przedłużyć cykl życia oleju. Ponadto, zastosowano bezobsługowe podzespoły, jak pasek rozrządu, moduł rozrządu oraz pompa wody.