EcoBoost 1.5 Dragon by Ford

Dragon — це 1,5-літровий турбований трициліндровий двигун від компанії Ford Motor Company, який використовується для оснащення малогабаритних і компактних автомобілів, а також кросоверів (CUV). Він має конструкцію з двома розподільними валами у голівці блоку (DOHC) та виконаний у рядній конфігурації. Архітектура Ford Dragon є еволюцією дизайну Ford Fox і з 2014 року входить до сімейства турбованих двигунів Ford EcoBoost.

1,5-літровий двигун EcoBoost Dragon є прямим розвитком попереднього 1,0-літрового трициліндрового агрегата Fox. Як і його "молодший" брат, Dragon використовує технологію відключення циліндрів для підвищення ефективності, має повністю алюмінієву конструкцію з інтегрованим випускним колектором і турбокомпресором з низькою інерцією та змінною геометрією. Крім того, двигун поєднує портове (розподілене) впорскування пального з прямим задля максимальної ефективності та зменшення вуглецевих відкладень на клапанах.

До основних особливостей цього двигуна можна віднести:

• Відключення одного з циліндрів (робота на двох циліндрах)

• Поєднання прямого та портового упорскування пального

• Балансувальний вал у блоці циліндрів

Давайте поговоримо детальніше про кожну з них.

Деактивація циліндрів

Найбільшою інновацією у двигуні 1.5L EcoBoost є система деактивації циліндрів. Під час роботи двигуна на частковому навантаженні перший циліндр може бути гідравлічно вимкнений. Це дозволяє знизити витрату пального та рівень викидів CO₂.

Якщо потрібна лише незначна потужність, система припиняє подачу пального та переналаштовує роботу клапанів. З’єднання між розподільчим валом і впускними та випускними клапанами першого циліндра розривається завдяки новому модулю розподільного вала та спеціальному коромислу, керованому тиском моторної оливи.

Блок керування двигуном (PCM) розраховує оптимальний момент для деактивації або активації циліндра на основі обертів двигуна, положення дросельної заслінки та навантаження. Впускні та випускні клапани залишаються закритими, утримуючи паливоповітряну суміш у камері згоряння. Це створює своєрідний «пружинний ефект», що врівноважує сили, які діють на інші циліндри.

Завдяки цьому також підтримується температура в деактивованій камері згоряння, що підвищує ефективність згоряння при повторному ввімкненні циліндра.

Активація або деактивація циліндра займає лише близько 14 мілісекунд. Система працює на обертах до 4500 об/хв. Це зменшує внутрішнє тертя та втрати на перекачування, що в підсумку дозволяє знизити витрату пального та викиди CO₂ до 6%.

Принцип роботи деактивації циліндра

Блок керування двигуном (PCM) активує електромагнітний клапан (соленоїд), щоб вимкнути перший циліндр. Цей соленоїд контролює тиск моторної оливи, необхідний для приведення в дію плунжера з пружиною у коромислі клапана.

Коли соленоїд спрацьовує, він подає тиск оливи на плунжер у коромислі, виштовхуючи його назад і розмикаючи механізм вільного ходу (freewheel mechanism) у коромислі. У такому стані, якщо кулачок розподільного вала тисне на коромисло, воно просто опускається вниз, але не відкриває клапан. 

Коли знову потрібна більша потужність двигуна, PCM ще раз активує соленоїд, щоб відновити роботу циліндра та вимкнути режим деактивації.

Компенсація вібрацій

Під час згоряння суміші виникають сили, які діють на днище поршня. Внаслідок зворотно-поступальних рухів поршнів і шатунів, а також обертального руху колінчастого вала, в двигуні виникають інерційні сили, що викликають різні типи вібрацій у блоці циліндрів.

Щоб компенсувати ці вібрації, двигун 1.5L EcoBoost оснащений балансувальним валом.

Балансувальний вал

Балансувальний вал приводить у дію масляний насос і сам приводиться в рух через шестерню на передній частині двигуна, яка, у свою чергу, обертається колінчастим валом. 

Під час обслуговування балансувального вала необхідно правильно виставити фазування, інакше можуть виникнути вібрації двигуна.

Зміщення осі циліндрів

Вісь колінчастого вала зміщена на 10 мм відносно осей циліндрів. Додатково в конструкції двигуна використовуються поршні зі спеціальним покриттям та поршневі кільця з дуже слабким натягом.

Цей двигун також обладнаний двоступеневим масляним насосом зі змінним робочим об’ємом і потребує синтетичну моторну оливу в'язкістю 5W-20 (Ford Castrol для європейського ринку чи Motorcraft Synthetic для північноамериканського). Додатково, Ford використовує система контролю за станом мастила – Intelligent Oil-Life Monitor™.

Система упорскування пального

Двигун 1.5L EcoBoost оснащений системою прямого впорскування (DI) та системою розподіленого (у впускний колектор) впорскування пального (PFI).

Комбінація обох типів упорскування дозволяє оптимізувати потужність, паливну економічність та викиди за будь-яких умов руху.

Використання двох систем упорскування значно знижує утворення вуглецевих відкладень на клапанах, на відміну від більшості двигунів, що працюють лише на прямому впорскуванні. Такий підхід забезпечує кращу економію пального та оптимальну довгострокову продуктивність двигуна.

***

Автором цієї статті є Дейв Гейґен — технічний спеціаліст AERA із понад 44 роками досвіду, сертифікований ASE майстер-механік. У перші 17 років кар’єри спеціалізувався на ремонті ГБЦ та складанні двигунів. У свою чергу, Дейв також висловлює подяку Дану Джонсу з Ford за внесок у створення матеріалу.

Ознайомитись з оригінальним текстом ви можете перейшовши за посиланням. 

Якщо ця інформація була корисною для вас і є бажання віддячити за переклад, адаптацію та публікацію цієї статті українською, зробити це можна чашечкою запашної львівської кави ❤️.