Uusi Ford EcoBlue mullistaa dieselmoottorimarkkinat

Ford on esitellyt ensimmäisen Ford EcoBlue -dieselmoottorin, joka tarjoaa kehittyneiden teknologioiden ja innovatiivisen muotoilunsa ansiosta optimoitua polttoainetehokkuutta ja entistä vähäisempiä CO2- ja NOx -päästöjä*.

Palkittujen EcoBoost-bensiinimoottoreiden huipputason suorituskyky ja teknologia toimivat pohjana myös EcoBlue-dieselmoottoreille, jotka liikuttavat tulevaisuudessa Fordin henkilöautoja ja hyötyajoneuvoja 100–240 hevosvoiman tehoilla.

Nelisylinterisen, 2.0 litran Ford EcoBluen lyömätön yhdistelmä polttoainetehokkuutta, suorituskykyä ja hienostuneisuutta on ensimmäisenä saatavilla uusissa Transit- sekä Transit Custom -hyötyajoneuvoissa.

Ajettavuus on entistä parempi, sillä EcoBluessa on 20 prosenttia enemmän vääntöä 1250 kierr./min pyörintänopeudella verrattuna teholtaan vastaavaan, mallistosta poistuvaa 2.2 litran TDCi-dieselmoottoriin. Tästä syystä hyötyajoneuvojen kuljettajat selviytyvät vaivattomasti jokapäiväisistä ajotilanteista, kuten ruuhkassa matelusta tai hitaampien autojen ohittamisesta. Uusi moottori tuo myös henkilöauton hienostuneisuutta hyötyajoneuvoon, sillä melutaso on tyhjäkäynnillä 4 desibeliä hiljaisempi.

“Fordin EcoBoost loi uuden standardin bensiinimoottoreille – pienemmän, tehokkaamman ja yllättävän suorituskykyisen. Sama pyrkimys kehittää innovaatioita asiakkaille on tuottanut myös uuden Ford EcoBlue -dieselmoottorivalikoiman”, sanoi Jim Farley (chairman and CEO, Ford of Europe). ”Tämä uutuusmoottori vähentää asiakkaidemme kuluja parantamalla polttoainetehokkuutta ja vähentämällä CO2-päästöjä yli 10 prosenttia Transitissa, joka kuuluu Euroopan myydyimpiin hyötyajoneuvoihin.”

Uuden moottoriarkkitehtuurin ansiosta kitka on pienempi ja polttojärjestelmä polttaa puhtaasti. Kehittyneet pakokaasujen jälkikäsittelyprosessit takaavat äärimmäisen matalat päästöt, jotka noudattavat syyskuussa 2016 voimaan tulevia tiukkoja Euro 6 -tason päästövaatimuksia. Niiden mukaan NOx-päästöjä pitää vähentää 55 prosenttia Euro 5 -tasoon verrattuna.

Edistyneisiin teknologioihin kuuluu mm. sylinterikanteen integroitu imujärjestelmä, jossa Ford käyttää ensimmäistä kertaa symmetrisesti vastakkain aseteltuja imukanavia optimoidakseen moottorin virtauksen. Moottorissa on myös korkeisiin lämpötiloihin suunniteltu rakettimoottorien materiaaleja hyödyntävä matalan vierintävastuksen turboahdin sekä uusi, entistä herkempi, hiljaisempi ja tarkempi korkeapaineinenen polttoaineenruiskutusjärjestelmä.

Fordin Ison-Britannian ja Saksan tiimien kehittämä uusi ja monipuolinen 2.0 litran Ford EcoBlue -moottori on aluksi saatavilla 105, 130 ja 170 hevosvoiman versioina hyötyajoneuvoissa. Yli 200 hevosvoiman tehoon kykenevä moottori tulee myöhemmin myös henkilöautoihin ja saa rinnalleen lisää EcoBlue-moottoreita, mukaan lukien 1.5-litraisen version.

Matala kitka, kehittynyt poltto

Uuden 2.0-litraisen Ford EcoBlue -moottorin puhtaalta pöydältä aloitettu design sisältää useita innovaatioita, jotka vähentävät kitkaa ja vaikuttavat osaltaan 13 prosenttia parempaan polttoainetehokkuuteen, kuten esimerkiksi:

• 10 mm sivussa sylinterien keskilinjaan nähden oleva kampiakselimalli, joka minimoi mäntien sivukuormituksen ja vähentää pienennetyn nelisylinterisen sylinterilohkon sylinterien seiniin kohdistuvaa hankausta
• Minimoitu kampilaakerin halkaisija

• Öljykylvyssä oleva jakohihna nokka-akselille ja öljypumpulle
• Optimoitu venttiilikoneisto ja uusi yhdestä osasta koostuva nokka-akselimoduuli

Ford käyttää sylinerikanteen  integroidussa imusarjassa ensimmäistä kertaa uutta peilimuodostelmaan tehtyä virtausaukko-designia, joka säätelee tarkkaan ilman virtausta sylintereihin – myötäpäivään virtaavaa ilmaa sylintereille 1 ja 2, vastapäivään virtaavaa sylintereille 3 ja 4.

Symmetrisen kokoonpanon ansiosta polttoaine ja ilma sekoittuvat tasaisesti kaikkien neljän sylinterin polttokammioissa, jolloin moottorin polttoaineenkäyttöä voidaan säädellä tarkemmin. Polttoprosessia hiottaessa tietokonemallinnuksissa käytettiin pelkästään venttiilinnostimen ja venttiilien jaon testaamiseen yli 1400 tekijän mittaustuloksia.

“Ensimmäinen peilikuvana suunniteltu imusarjamme yhdessä optimoidun polttokammiokokoonpanon kanssa auttaa muuttamaan polttoainetta energiaksi tehokkaammin kuin missään aiemmin valmistamassamme dieselmoottorissa”, sanoo tohtori Werner Willems (Ford technical specialist, Combustion Systems).

Uudet polttoainesuuttimet pystyvät toimittamaan jopa kuusi ruiskutusta polttotapahtumaa kohden. Jokainen ruiskutus kestää vain 250 mikrosekuntia (0,00025 sekuntia) ja toimittaa 0,8 mg dieseliä – sokerikiteen verran. Tämä pikkuruinen määrä polttoainetta ruiskutetaan kahdeksan suppilomaisen, 120 mikronin eli noin yhden hiuksen paksuisen reiän läpi.

Pietsosähköteknologia, joka kontrolloi tarkkaan polttoaineen toimitusta sähkölle responsiivisten kiteiden avulla ja jota tyypillisesti käytetään premium-luokan henkilöautojen moottoreissa, on integroitu ruiskutusyksikköön. Uudet ruiskutussuuttimet ovat entistä hiljaisempia ja energianhukka polttoainepumpusta on minimaalinen. Moottorissa on herkempi ja vähemmän häiritsevä Auto-Start-Stop-toiminto sekä reaaliaikainen kalibroinnin korjaus polttoainetehokkuuden maksimoimiseksi.

Edistynyt turboahdin

Uusi pienikokoinen turboahdin on suunniteltu erityisesti toimittamaan enemmän ilmaa pienemmillä kierrosnopeuksilla verrattuna poistuvaan 2.2 litran TDCi-moottoriin. Tämä antaa kevyen ja vauhdikkaan tuntuman kaikilla kierrosluvuilla ja 340 Nm:n väännön jo pyörintänopeuden ollessa 1250 kierr./min.

Aerodynamiikaltaan kehittynyt turbiinin juoksupyörä, joka on tehty äärimmäisissä lämpötiloissa – kuten rakettimoottoreissa – käytetystä Inconel-metalliseoksesta, on halkaisijaltaan lähes 10 prosenttia pienempi. Kompressoripyörä on halkaisijaltaan 15 prosenttia pienempi. Halkaisijoiden pienentäminen vähentää vierintävastusta ja mahdollistaa nopeamman ahtopaineen nousun ja jopa 240 000 kierr./min pyörintänopeuden ahtimelle, parantaen osaltaan vääntöä matalilla kierrosluvuilla.

“Yksi asiakaspalautteesta havaitsemamme tekijä on kuljettajien yleistynyt tapa ‘valuttaa’ dieselautojaan käyttämällä kytkintä, kun moottori on vapaalla – mikä tekee väännöstä matalilla kierroksilla yhä tärkeämpää”, sanoi Paul Turner (Base engine technical leader, Ford of Europe).

Kompressoripyörät on valssattu kiinteästä kappaleesta, mikä parantaa toleranssia kahden tai kolmen mikronin tasolle – eli noin yhden bakteerin kokoon – lisäten kestävyyttä ja vähentäen melua ja tärinää. Uudessa turboahtimessa johdinsiipien käyttölaite on toteutettu hammastetulla mallilla, joka puolittaa vasteajan 110 millisekuntiin eli silmänräpäykseen.

Uusi moottori täyttää helposti tulevat eurooppalaiset päästörajoitukset Fordin ensimmäisen vakiovarusteena olevan katalyyttisen jälkikäsittelyjärjestelmän avulla. Järjestelmä yhdistyy tiiviisti moottorin takapäähän nostaen tehokkuuden huippuunsa ja tarjoten erinomaista suorituskykyä kylmäajossa. Lyhytkiertoinen pakokaasun takaisinkierrätyskanava on integroitu sylinterinkanteen ja tekee moottorista pienikokoisen auttaen samalla optimoimaan kaasujen jäähdytystä.

Hienostuneisuus huipussaan

2.0 litran Ford EcoBlue -moottori on Fordin ensimmäinen hyötyajoneuvon dieselmoottori, jonka melutaso ja tärinä ovat henkilöauton tasoa, mikä tekee ajamisesta miellyttävämpää.

Uusi moottori tuottaa joutokäynnillä vain puolet 2.2 litran TDCi-dieselmoottorin äänienergiasta. Melun suhteen optimoitu sylinterinkansi, sylinterilohko, jäykistävä välipohja ja öljypohja on suunniteltu siten, ettei toiminta moottorin sisällä vaikuta niihin ääntä lisäävästi.

“Moottorin perusrakenne voi toimia kaikupohjana sisäpuolella tapahtuvalle liikkeelle, kuin soittokello. Niinpä yritimme kehittää kellon, joka soi huonosti”, sanoi Dominic Evans (NVH specialist, Ford of Europe). ”Olemme suunnitelleet jokaisen melutasoon vaikuttavan komponentin hiljaisemmaksi ja sujuvammin toimivaksi – ja lopputuloksena on kaikkien aikojen hienostuneimpia Fordin valmistamia hyötyajoneuvoja.”

Myös muovattu akustinen kotelo, joka ympäröi sylinterinkannen vaahdolla, sekä ääntä eristävä etukansi estävät moottorin ääntä kulkeutumasta ohjaamoon ja tekevät ajamisesta hiljaisempaa. Lisäksi melua ja tärinää on vähennetty seuraavin keinoin:

• Vaihteiden hampaiston mikrogeometrinen analyysi mikronitasolle asti (0,001 mm), jotta hammastus on täydellinen, käyttö sulavaa ja korkeataajuuksinen ääni vähäisempää
• Optimoitu öljypumppu, jonka epätasaisin välimatkoin sijoitetut siivet hajottavat pumpun tuottaman äänen taajuutta ja tekevät siitä vähemmän häiritsevää
• Edistyneet polttoainesuuttimet, joissa on integroidut pietso elementit, ääntä pehmentävää ohjelmistoa ja optimoitu esiruiskutus

Hyötyajoneuvon kestävyyttä

Uusi 2.0-litrainen Ford EcoBlue -moottori täyttää Fordin vaativat globaalit raskaan käytön kestävyysvaatimukset hyötyneuvoille niinkin erilaisilla markkina-alueilla kuin Euroopassa, Yhdysvalloissa ja Kiinassa. Moottorin suorituskykyä on koeteltu 5,5 miljoonaa kilometrin matkaa vastaavissa kestävyyskokeissa, joihin sisältyy 400 000 kilometriä ajoa oikeiden asiakkaiden ohjaamana, kattavia analyyseja laboratoriossa ja Fordin koeradalla sekä tietokoneanalyyseja tuotekehityksen jokaisessa vaiheessa.

Voitelujärjestelmä – mukaan lukien öljyn kunnon määrittely, öljypohjan ja suodattimen mittasuhteet, sylinterin porauksen toleranssit ja männänrenkaan vaatimukset – on suunniteltu pidentämään öljyn käyttöikää.

“Hyödynsimme 2.0 litran Ford EcoBluen kehityksessä asiakaspalautetta eri puolilta maailmaa”, Turner sanoi. ”Monipuolisen designin ansiosta samaa moottorilohkoa voi käyttää etuvetoon ja takavetoon, ja hienostuneen suunnittelun ja teknologian ansiosta polttoainetehokkuus ja päästöt ovat jo nyt tulevaisuuden vaatimustasolla.”