ДВИГАТЕЛИ
DADI
VM MOTORI
Семейство FORD DUATEC HE
Новый 16-клапанный четырехцилиндровый бензиновый двигатель Ford Duratec HE готов покорить мир.
Представляя собой явный шаг вперед во многих областях, он является результатом крупнейшей в истории Ford Motor Company программы разработки двигателей.
Легкий и компактный, новый алюминиевый Duratec HE был специально разработан для обеспечения клиентов надежной работой и высоким уровнем качества вождения на протяжении всего срока службы.
Максимизация выходной мощности не была главной целью инженерной команды Duratec HE. Вместо этого они приняли более современный подход, сосредоточившись на четких желаниях клиентов — приятное ощущение производительности и легкая управляемость в сочетании с выдающейся экономией топлива, плавной работой и длительным, надежным сроком службы с низкими требованиями к обслуживанию.
Часть этого подхода заключалась в том, чтобы гарантировать, что новые водители Mondeo, выбирающие Duratec HE, будут чувствовать, что у них двигатель большего объема, пока дело не дойдет до заправки бензобака. Инновации в
конструкции двигателя создали ощущение производительности более крупной силовой установки — особенно при обычной городской езде.
Прежде всего, дебют семейства двигателей Duratec HE в Ford Mondeo знаменует собой новую главу в истории инженеров Ford, занимающихся силовыми агрегатами.
«Новый двигатель Duratec HE является краеугольным камнем нашей долгосрочной стратегии в области бензиновых двигателей и является
результатом интенсивного процесса разработки новой линейки силовых агрегатов, которые находятся на абсолютном технологическом переднем крае», — сказал профессор, доктор Рудольф Менне, технический директор Duratec HE. «Он найдет свое место во всем спектре транспортных средств, начиная с нового Mondeo».
Выбор
Силовые агрегаты Mondeo Duratec HE обеспечивают высокие и сбалансированные уровни мощности и крутящего момента, каждый из которых отличается высокой экономией топлива. Клиенты Mondeo смогут выбрать один из трех двух двигателей Duratec HE:
Основной двигатель объемом 1,8 литра, который развивает мощность 110 л. с. (83 кВт) при 6000 об/мин и максимальный крутящий момент
165 Нм при 3950 об/мин, достигая при этом европейских показателей расхода топлива в литрах на 100 километров: 11,3 город/5,6 трасса/7,7 смешанный цикл. Комбинированные выбросы CO2 составляют 185
граммов на километр.Более мощный 1,8-литровый вариант, который развивает 125 л. с. (92 кВт) при 6000 об/мин и максимальный крутящий момент 170 Нм при 4500 об/мин. Его европейские показатели расхода топлива в ездовом цикле составляют 11,4 л/100 км в городском цикле/5,7 л/100 км в загородном цикле/7,8 л/100 км в смешанном цикле, а выбросы CO2 (комбинированный режим) составляют 188 граммов на километр.
Городской цикл составляет 11,4/шоссе 5,7/комбинированный цикл 7,8 в литрах на 100 километров. Выбросы CO2 (комбинированный режим)
составляют 188 граммов на километр.2,0-литровый двигатель мощностью 145 л.с. (107 кВт) при 6000 об/мин и максимальным крутящим моментом 190 Нм при 4500 об/мин. Расход топлива в европейском ездовом цикле оценивается в литрах на 100 километров: 11,6 в городе/5,9 на трассе/8,0 в смешанном цикле, 24,4 (11,6 л/100 км) в городе/5,9 л/100 км за городом/8,0 л/100 км в смешанном цикле. В то время как выбросы CO2 в смешанном цикле составляют 193 грамма на километр.
Во всех вариантах более 90 процентов пикового крутящего момента доступно в широком диапазоне оборотов от 2000 до 6000 об/мин, а вся линейка двигателей Duratec HE способна соответствовать требованиям
строгих европейских стандартов выбросов Stage IV, которые должны вступить в силу в 2005 году.
Надежные решения от инновационной инженерии
Как получить больше из меньшего, было абсолютно ключевым моментом при разработке двигателя Duratec HE для нового Mondeo. Целью инженерной команды Duratec HE было дать клиентам больше того, что они
хотят — производительность, управляемость и плавность — за меньшие расходы на топливо, меньшие выбросы и минимальные требования к обслуживанию.
Ощущение производительности и управляемости нового 2,0-литрового двигателя Duratec HE, который при трогании с места ведет себя скорее как 2,5-литровый двигатель, является свидетельством результатов усилий по разработке и внимания к деталям при создании этого совершенно нового семейства двигателей от Ford.
Такие амбициозные цели заставили инженеров Ford Powertrain сосредоточиться на впускной системе нового двигателя. Используя ряд мощных инструментов CAE, инженеры сравнивали различные варианты, пока не нашли самое разумное решение — сложный новый впускной коллектор из нейлона, сваренный трением, с равной длиной направляющих, оснащенный устройствами, называемыми клапанами управления движением заряда или «заслонками переворота». Нейлон, используемый в его конструкции, производится из частично переработанного материала.
Ключом к созданию конструкции одинаковой длины было улучшение качества звука двигателя за счет подчеркивания четных гармоник двигателя.
Вихревые заслонки установлены в каждом из впускных каналов рядом с фланцем головки блока цилиндров. Управляемые соленоидным приводом, они закрыты во время операций с малой нагрузкой, таких как холостой ход на светофорах, переключение передач и замедление, чтобы максимизировать эффективность сгорания, экономию топлива и показатели выбросов.
Клапаны полностью открыты в условиях более высокой нагрузки, чтобы максимизировать объемную эффективность и выходную мощность.
Оптимизированный впускной коллектор Duratec HE дополнительно улучшен тщательной конструкцией системы воздухоочистителя. Он оснащен настроенным на производительность, раструбным воздухозаборником холодного воздуха в самой передней части автомобиля, большим резонатором с настройкой NVH в колесной арке и «органными трубами», предназначенными для выборочной подачи спортивного звука водителю в условиях высокой подачи газа. Система делает гораздо больше, чем просто очищает воздух.
Другим критически важным элементом является система рециркуляции выхлопных газов (EGR) Duratec HE с водяным охлаждением и электронным управлением для снижения выбросов NOx и дальнейшего повышения экономии топлива. Приводимый в действие шаговым двигателем, клапан EGR точно перенаправляет выхлопные газы на впускную сторону двигателя, где они вводятся во впускной коллектор через короткий канал. Канал EGR отлит в головке блока цилиндров.
Изготовленная конструкция выпускного коллектора из нержавеющей стали Duratec HE из сварных труб способствует быстрому прогреву. Выпускной коллектор из нержавеющей стали также обеспечивает низкое удержание тепла при нормальной работе по сравнению с обычной конструкцией из чугуна. Эта концепция управления теплом позволила Ford упростить остальную часть выхлопной системы и исключить необходимость в близком соединении катализатора на всех моделях с механической коробкой передач. Устранение близкого соединения катализатора помогает улучшить реальные эксплуатационные характеристики и экономию топлива на высокой скорости.
Помимо коллектора из нержавеющей стали и катализатора под полом, система глушителя была переработана с использованием высококачественных материалов из нержавеющей стали для продления срока службы и настроена на
спортивное качество звука в условиях высоких нагрузок.
Дебют Duratec HE в новом Ford Mondeo также знаменует появление нового
компьютерного модуля управления двигателем от Visteon-Levanta. Отражая быстрый прогресс в компьютерной индустрии, его скорость и производительность более чем вдвое превышают возможности предшественника. В его основе лежит 32-битный микропроцессор Motorola MPC555. Система работает через CAN-шину с элементами управления шасси для интеллектуальных динамических функций автомобиля, таких как антиблокировочная система торможения и контроль тяги.
Скорость и мощность новой электроники дали Ford возможность точно настраивать производительность двигателя с помощью более обширных и сложных алгоритмов, разработанных с использованием современных
инструментов моделирования в реальном времени. Побочным преимуществом новой скорости системы является то, что часть сложности системы управления,
требуемой для оптимальной экономии топлива и выбросов, может быть упрощена.
В ходе разработки двигателя широко использовались динамометры переходной силовой установки, работающие в горячих и холодных условиях. Эти испытательные стенды помогли инженерам имитировать реальные условия, начиная от холода финской зимы и заканчивая полуденной жарой в пустыне.
Центр разработки двигателей Ford в Дантоне, Англия Эссекс, сыграл ведущую роль в этом климатически контролируемом тестировании. Калибровочные работы по холодному запуску Duratec HE, ранее требовавшие испытаний транспортных средств в зимних условиях, были выполнены в лабораториях Дантона.
Duratec HE также является пионером в области электронного термостата, который положительно влияет как на экономию топлива, так и на производительность при полностью открытой дроссельной заслонке. В отличие от традиционных термостатов, которые открываются при одном температурном пороге, электронный термостат способен открываться при двух температурных порогах. Температура открытия около 80ºC способствует производительности при полностью открытой дроссельной заслонке, в то время как более высокий порог открытия 98ºC оптимизирует работу с низким трением в нормальных условиях вождения.
Легкая алюминиевая конструкция
Новый Duratec HE на 18 килограммов легче заменяемого им двигателя Zetec E. Меньший вес, который окупается с точки зрения производительности и экономии топлива, является результатом его конструкции, полностью выполненной из алюминиевого сплава.
Duratec HE имеет прецизионный блок цилиндров, отлитый в песчаные формы из высококачественного алюминиевого сплава с чугунными гильзами цилиндров, отлитыми непосредственно в блок. Конструкция блока имеет глубокую юбку и
продольный алюминиевый подшипниковый узел. Лестничная рама из алюминиевого сплава, которая несет
нижние дорожки подшипников, сопрягается с блоком для оптимизированной жесткости, а ребристый алюминиевый масляный поддон дополнительно
дополняет жесткость Duratec HE и способствует бесшумной работе.
Чугунный коленчатый вал с шаровидным графитом требует всего четыре противовеса, что является еще одной функцией, снижающей вес.
Спеченные кованые шатуны с разделенными на части большими головками для точной посадки сопряжены с покрытыми поршнями из легкого сплава. Высота огневой фаски поршней составляет 4,5 мм над самым верхним поршневым кольцом, что снижает выбросы углеводородов. Все три кольца оптимизированы для работы с низким трением.
Головка блока цилиндров изготовлена из алюминиево-кремниевого сплава, термически обработанного для прочности и долговечности после процесса литья, с асимметричной конструкцией с четырьмя клапанами на цилиндр. Два впускных клапана (32,5 мм для 1,8-литрового; 35 мм для 2,0-литрового) расположены под углом 19 градусов, а два выпускных клапана (28 мм и 30 мм соответственно) расположены под углом 10 градусов.
Двойные верхние кулачки приводятся в действие бесшумным цепным приводом, приводя в действие клапаны через механические толкатели.
В отличие от двигателей Ford предыдущего поколения, толкатели точно подогнаны во время сборки и не требуют подгонки.
Изменения рабочего объема двигателей Mondeo Duratec HE достигаются за счет увеличения диаметра цилиндра (87,5 мм для 2,0-литрового двигателя против 83,0 мм для 1,8-литрового) при сохранении общей длины хода поршня 83,1 мм.
Усовершенствованная операция
Двигатели Mondeo Duratec HE представляют собой значительный шаг вперед с точки зрения усовершенствования и снижения уровня шума, вибрации и вибраций, а результатом является плавная и тихая работа даже при интенсивной езде.
Двигатель установлен в Mondeo с помощью трехточечной системы крепления крутящего момента и оси крена (TRA). Эта система, впервые примененная в Fiesta и Focus, поддерживает двигатель с помощью двух несущих опор вдоль его
оси крена, одна из которых включает в себя гидравлический демпфирующий элемент для уменьшения тряски трансмиссии на неровных дорогах и снижения передаваемых вибраций. Третья втулка от корпуса трансмиссии до подрамника
обеспечивает жесткое сопротивление крутящему моменту. Философия TRA по разделению двух основных сил в системе крепления двигателя приводит к снижению вибрации и жесткости трансмиссии.
Другие меры по улучшению включают в себя:
Двухмассовый маховик, устанавливаемый на модификации Duratec HE, обеспечивает улучшенную плавность и четкость работы во всем диапазоне оборотов двигателя.
Жесткость блока двигателя обеспечивает жесткое крепление трансмиссии, что существенно снижает вибрации, передаваемые на кузов, даже при максимальных оборотах двигателя.
Привод коленчатого вала был спроектирован с особым вниманием к уменьшению сил тряски, в результате чего удалось добиться улучшения более чем на 10 процентов по сравнению с предшествующим двигателем.
Цепь привода распределительного вала способствует снижению уровня шума по сравнению с предыдущими традиционными конструкциями роликовых цепей.
Масляный насос G-rotor, установленный в блоке двигателя, приводится в действие отдельной цепью.
Верхняя крышка двигателя обеспечивает не только улучшенный внешний вид. Она была акустически настроена для обеспечения улучшенного высокочастотного излучаемого шума.
Разработано для длительного срока службы и минимального обслуживания
Конструкция нового двигателя Duratec HE включает в себя новейшие решения для увеличения срока службы и снижения требований к техническому обслуживанию:
Smart Charging, функция управления током аккумулятора, управляемая электронным модулем управления двигателем, отслеживает состояние заряда аккумулятора и может регулировать или прерывать подачу тока в аккумулятор.
Поддерживая заряд аккумулятора в оптимальном диапазоне, Smart Charging снижает среднюю температуру аккумулятора и вносит большой вклад в срок службы аккумулятора. Система также обеспечивает точное управление холостым ходом и даже повышает скорость холостого хода, чтобы предотвратить разрядку аккумулятора в зимних условиях и в других случаях высокого потребления тока.Цепной привод не требует обслуживания в течение всего срока службы двигателя.
Во время планового обслуживания клапанный зазор больше не требует проверки. Это было достигнуто за счет снижения сил приведения в действие путем оптимизации веса таких элементов, как клапаны и толкатели; оптимизированного контура кулачка для предотвращения чрезмерных контактных усилий и выбора оптимальной геометрии и материалов для подвижных частей и колец седел клапанов. Такое внимание к деталям помогает снизить стоимость обслуживания на протяжении всего срока службы для владельца.
Интервалы замены масла в двигателях Duratec HE составляют 12 500 миль (20 000 километров).