TDCi parametry (warto przeczytać)
pedro220 - 03-06-2009 20:03
TDCi parametry (warto przeczytać)
Postanowiłem wkleić sporo przydatnych informacji na temat silnika TDCi:
FORD FOCUS TDCi
WYŻSZA MOC DZIĘKI NOWEMU SILNIKOWI WYSOKOPRĘŻNEMU
Z UKŁADEM WTRYSKOWYM common-rail
KOLONIA, 23 lutego, 2001 - Ford zwiększa atrakcyjność popularnego Forda Focus wprowadzając na rynek nowy silnik wysokoprężny z układem wtryskowym typu common-rail najnowszej generacji. Nowa jednostka napędowa charakteryzuje się wyraźnie lepszymi osiągami, zapewnia lepszą jakość prowadzenia modelowi, który zdobył prestiżowy tytuł "Europejskiego Samochodu Roku 1999" i który w 2000 roku stał się najchętniej kupowanym samochodem osobowym na świecie. Nowy silnik wysokoprężny - Ford Duratorq TDCi - ma pojemność 1,8 litra i rozwija moc 115 KM. Będzie on oferowany w Fordzie Focus począwszy od lata 2001 roku. W Polsce sprzedaż modeli z nowym silnikiem ma się rozpocząć w drugiej połowie 2001 roku. Nowy silnik Duratorq TDCi jest wyposażony w układ wtryskowy common-rail drugiej generacji, co pozwala firmie Ford poszerzyć ofertę adresowaną do klientów poszukujących samochodu z silnikiem wysokoprężnym. Nabywca Forda Focus ma do wyboru jeszcze dwa inne silniki dieslowskie rodziny Duratorq: ekonomiczną jednostkę o mocy 75 KM oraz sprawdzona odmianę o mocy 90 KM.
Nowy silnik z wtryskiem typu common-rail zachowuje wszystkie te atuty i zalety, za które Ford Focus był powszechnie chwalony praktycznie od samego początku, od chwili gdy po wejściu na rynek model ten znacznie podniósł poprzeczkę w swoim segmencie w zakresie precyzji prowadzenia, komfortu jazdy i przestronności wnętrza. Dzięki wykorzystaniu wyjątkowo wysokich wartości ciśnienia doładowania, dochodzących do 1,2 bara, jednostka Duratorq TDCi osiąga ustabilizowaną szczytową wartość momentu obrotowego 250 Nm przy 1850 obr/min. Jednak kierowca Forda Focus TDCi może korzystać z jeszcze wyższych wartości momentu obrotowego, dzięki bardzo nietypowej funkcji chwilowego zwiększenia wartości momentu. Pozwala ona na uzyskanie jeszcze lepszych osiągów w chwili, gdy są szczególnie potrzebne (np. podczas przyspieszania). Tym samym funkcja ta jeszcze bardziej uwydatnia największy atut Forda Focus, którym są doskonałe własności jezdne i bardzo dobra dynamika.
- Wzbogacając paletę oferty Forda Focus o ten supernowoczesny silnik wysokoprężny, bardzo dobry samochód uczyniliśmy jeszcze lepszym. Naszym klientom jednostka Duratorq TDCi zapewnia bardzo dynamiczne osiągi i wysoki komfort prowadzenia, kojarzony dotychczas tylko z silnikami benzynowymi - stwierdził Simon Pitts, dyrektor odpowiedzialny za politykę koncernu dotyczącą Forda Focus.
Moc i moment obrotowy - na żądanie
Kierowcę na pewno ucieszy wyższa moc, większa elastyczność silnika oraz szersze pasmo obrotów, w którym silnik dysponuje najwyższym momentem obrotowym. Lepsze osiągi tego nowoczesnego silnika z pewnością pomogą także wydobyć liczne walory powszechnie chwalonego układu jezdnego Forda Focus. Warto także wiedzieć, że w normalnych warunkach jazdy wyższe osiągi nie wiążą się ze skutkami ubocznymi w postaci zwiększonego zużycia paliwa. Charakterystyka przebiegu mocy i momentu obrotowego w silniku TDCi Forda Focus plasują tę jednostkę w kategorii silników wysokoprężnych najwyższej klasy, przy czym silnik ten wypada także bardzo dobrze na tle silników benzynowych oferowanych w modelu Ford Focus. Moc maksymalna silnika TDCi w tym przypadku wynosi 115 KM / 85 kW przy 3800 obr/min, a więc o blisko 28% więcej niż silnika Endura DI o mocy 90 KM. Maksymalna wartość stabilnego momentu obrotowego wynosi 250 Nm przy 1850 obr/min, co jest wartością wyraźnie większą niż 200 Nm osiągane przez silnik Endura DI. Ford Focus TDCI dysponuje także niezwykle użyteczną funkcją chwilowego zwiększania momentu obrotowego, która w sposób automatyczny daje kierowcy krótkotrwałe zwiększenie osiągów pojazdu, przede wszystkim podczas ostrego przyspieszania w środkowym zakresie obrotów na czwartym, lub piątym biegu, np. podczas wyprzedzania na autostradzie. Dzięki tej funkcji, moment obrotowy w silniku TDCi Forda Focus chwilowo wzrasta do 280 Nm przy 1850 obr/min, co jest wartością o 40% wyższą niż maksymalny moment uzyskiwany przez modele z silnikiem Endura DI.
- Oczywiście cyfry te robią wrażenie, ale i tak w pełni nie oddają wszystkich walorów nowego silnika - powiedział Dave Rigler, główny konstruktor 1,8-litrowej jednostki silnika Duratorq TDCi. - Aby w pełni poczuć możliwości tego silnika i jego pozytywny wpływ na dynamikę pojazdu, trzeba po prostu usiąść za kierownicą!
Z kolei Helmut Reder, kierownik programu TDCi dla Forda Focus, twierdzi: - To silnik wysokoprężny, który sprawia, że prowadzenie samochodu staje się prawdziwą przyjemnością. Ogromny zapas momentu obrotowego daje silnikowi Duratorq TDCi wspaniałe przyspieszenie i niesamowitą elastyczność. Od chwili wprowadzenia na rynek, Ford Focus jest niezmiennie chwalony przez fachowców za doskonałą charakterystykę układu jezdnego. Uzyskanie takich parametrów podwozia stało się możliwe dzięki niezwykle starannemu zaprojektowaniu każdego, najmniejszego nawet detalu układu jezdnego. Nowa jednostka Duratorq TDCi stanowi idealne uzupełnienie precyzyjnie dopracowanego układu jezdnego, układu kierowniczego i skutecznych hamulców Forda Focus. Ogólny efekt tego udanego mariażu daje się odczuć jako niezwykle wysoką jakość prowadzenia.
- Kierowcy, którzy potrafią docenić dobre osiągi oraz to, jak samochód szybko reaguje na manewry kierownicą i operowanie pedałem przyspieszenia, z pewnością będą bardzo usatysfakcjonowani tym, co niesie ze sobą połączenie nieprzeciętnych własności jezdnych Forda Focus oraz świetnych osiągów silnika TDCi - stwierdził Helmut Reder.
Prędkość maksymalna Forda Focus z silnikiem TDCi wynosi 193 km/h. Samochód przyspiesza od 0 do100 km/h w 10,8 sekundy. Natomiast mówiąc w kategoriach technicznych współczynników, jednostka Duratorq TDCi dysponuje bardzo wysokim wskaźnikiem jednostkowej mocy (65,6 KM na 1 litr pojemności silnika) oraz jednostkowego momentu obrotowego (160 Nm na 1 litr pojemności).
Bez wzrostu zużycia paliwa
Bardzo dobre osiągi 1,8-litrowego silnika Ford Duratorq TDCi nie mają ujemnego wpływu na zużycia paliwa. Wprost przeciwnie, zastosowanie układu wtryskowego typu common-rail, charakteryzującego się wyższą efektywnością spalania mieszanki, przyniosło dalsze oszczędności w tej dziedzinie. Mimo mocy silnika, która jest o 30% wyższa, Ford Focus napędzany silnikiem TDCi legitymuje się identycznym zużyciem paliwa jak wersja napędzana jednostką Endura DI o mocy 90 KM - przeciętnie tylko 5,5 litra oleju napędowego na 100 km w normalnych warunkach.
- Nasza najnowsza jednostka napędowa może nie być najbardziej atrakcyjną opcją dla wszystkich odbiorców - powiedział Paul Thomas, menadżer marki Focus w Ford of Europe. - Jednak dla wielu użytkowników młodszej generacji, którzy marzyli o połączeniu dynamiki i elastyczności silnika benzynowego z oszczędnym zużyciem paliwa, typowym dla silników dieslowskich, silnik TDCi jest interesującą propozycją, nie tylko ze względu na powyższe walory, ale także z powodu niższych kosztów eksploatacyjnych, które w dłuższej perspektywie czasowej przyniosą bardzo konkretne oszczędności - dodał P. Thomas
Cicha praca: diesel z niespodzianką
- Wysoka kultura pracy tego silnika jest tym, co daje się zauważyć już na samym początku. Cicha i bardzo równa praca silnika robi wrażenie, zarówno na zewnątrz pojazdu, jak i z miejsca kierowcy i pasażerów - powiedział H. Reder.
Tak znaczne wyciszenie silnika Duratorq TDCi nie byłoby możliwe bez zastosowania układu wtryskowego typu common-rail drugiej generacji. Uzyskanie największego postępu w tym zakresie stało się możliwe dzięki możliwości precyzyjnego modelowania przebiegu procesu spalania mieszanki w różnych warunkach pracy za pomocą elektroniki. W efekcie uzyskano nie tylko mniej hałaśliwą pracę silnika, bez nadmiernych drgań, ale także niższą toksyczność spalin.
Zastosowanie precyzyjnie sterowanego wtrysku wstępnego - polegającego na podaniu mikroskopijnej dawki paliwa przed właściwym wtryskiem w czasie każdego cyklu spalania - jest bardzo pomysłowym rozwiązaniem problemu hałaśliwej pracy, który tradycyjnie od lat stanowił przekleństwo silników o zapłonie samoczynnym. Układ wtryskowy typu common-rail jest w tej chwili jedynym układem, który daje możliwość elastycznej regulacji czasu pomiędzy wtryskiem wstępnym i wtryskiem właściwym, mierzonego w stopniach kąta wyprzedzenia wtrysku, w ciągu pojedynczego cyklu spalania. To także jedyny układ wtryskowy, w którym stosuje się specjalny zbiorniczek paliwa, tzw. wysokociśnieniową szynę paliwową, w której paliwo gromadzi się pod bardzo wysokim ciśnieniem, niezależnie od obrotów silnika. Pozwala to na uzyskiwanie znacznie wyższych wartości momentu obrotowego. Zasilanie typu common-rail drugiej generacji umożliwia osiągnięcie znacznie większej precyzji w pracy układu wtryskowego. Dokładniejsza jest kontrola wielkości dawki wtryskiwanego paliwa, będąca podstawowym czynnikiem decydującym o kulturze pracy silnika. Szereg czujników nieustannie kontroluje pracę silnika. Zbierane przez nie informacje są wykorzystywane w elektronicznym sterowaniu przebiegiem wtrysku wstępnego i właściwego, w sposób zapewniający możliwie największą równomierność pracy jednostki napędowej. Sterowanie odbywa się poprzez regulację wielkości dawki paliwa w czasie wtrysku wstępnego i wtrysku właściwego, odpowiednio do warunków pracy silnika w danej chwili.
W silniku Ford Duratorq TDCi konstruktorzy poszli jeszcze dalej, opracowując oryginalny sposób redukcji hałasu pracującego silnika. Zastosowano bowiem unikatowy elektroniczny układ sterowania wtryskiem wstępnym, w którym wykorzystano czujnik pomiarowy, który niejako "nasłuchuje" odgłosów pracy silnika, wychwytując nadmierny hałas towarzyszący spalaniu mieszanki. Ów czujnik spalania stukowego jest przymocowany w środkowej części kadłuba silnika. Jego zadaniem jest wychwytywanie nadmiernych wibracji i przesyłanie odpowiedniego sygnału do elektronicznego modułu sterującego układem wtryskowym (IDM), który następnie poprzez korektę dawki paliwa steruje procesem spalania w sposób zapewniający optymalną pracę silnika. Oprócz tego, w silniku Duratorq TDCi zastosowano membranę podciśnieniową, sterowaną zaworem elektromagnetycznym, dzięki której silnik pracuje równo nawet w fazie wyłączania. Membrana odcina bowiem dopływ powietrza do silnika z chwilą przekręcenia kluczyka w stacyjce. Wszystkie opisane powyżej innowacyjne rozwiązania w efekcie przyczyniają się do osiągnięcia bardzo wysokiej jakości prowadzenia Forda Focus. Najnowszy silnik wysokoprężny powinien zatem pomóc z poszerzeniu kręgu potencjalnych odbiorców tego modelu.
W opinii Paula Thomasa, menadżera marki, obserwowany obecnie wzrost popytu na samochody osobowe z silnikiem Diesla obejmuje także nową grupę nabywców, którzy mają bardzo skrystalizowane oczekiwania, są bardzo wymagający i są gotowi zapłacić nieco wyższą cenę za nowoczesny silnik o wyższych osiągach i lepszych parametrach użytkowych. Właśnie niski poziom hałasu i wysoka kultura pracy jednostek takich jak silnik Duratorq TDCi jest jednym z czynników najbardziej przemawiających do przedstawicieli tej grupy.
Elementy układu wtryskowego common-rail
W silniku wysokoprężnym Ford Duratorq TDCi z wtryskiem typu common-rail paliwo jest podawane do cylindrów za pośrednictwem zbiorniczka gromadzącego paliwo pod bardzo wysokim ciśnieniem, tzw. wysokociśnieniowej szyny paliwowej (common rail). Właśnie wysokie wartości ciśnienia osiągane w układach drugiej generacji pozwalają na daleko idącą kontrolę i optymalne modelowanie procesu spalania mieszanki. Technologia wtrysku common-rail drugiej generacji stosowana w silniku Duratorq TDCi została opracowana przez Forda we współpracy z firmą Delphi Automotive Systems. W układzie tym wyróżniamy zasadnicze elementy:
- Wysokociśnieniowa szyna paliwowa (common-rail ), w której znajduje się paliwo pod bardzo wysokim ciśnieniem, przed podaniem do wtryskiwaczy. Ze względu na ograniczoną ilość miejsca w komorze silnika w Fordzie Focus TDCi, szyna paliwowa ma kształt sferyczny. Szyna jest wyposażona w czujnik ciśnienia paliwa.
- Dwustopniowa pompa wtryskowa, która pompuje paliwo ze zbiornika paliwa pod niskim ciśnieniem i podaje je pod wysokim ciśnieniem do szyny paliwowej.
- Wtryskiwacze o małym przekroju i sześciu dyszach, sterowane zaworami elektromagnetycznymi, które pozwalają na osiągnięcie niezwykle szybkich czasów zamykania i otwierania wtryskiwaczy, w granicach 0,3 milisekundy.
- Wysokociśnieniowe przewody paliwowe, łączące pompę, szynę paliwową i poszczególne wtryskiwacze. Przewody te muszą wytrzymywać nie tylko maksymalne wartości ciśnienia w układzie, ale także nieustanne skoki ciśnienia podczas normalnej pracy układu wtryskowego.
- Specjalny filtr paliwa z wbudowanym zaworem sterującym, który przy niskich temperaturach odcina powrót do zbiornika paliwa, przez co paliwo w filtrze utrzymuje wyższą temperaturę, sprzyjającą optymalnej pracy układu.
- Moduł sterujący układem wtryskowym (IDM - Injector Driver Module) czuwa nad prawidłową pracą układu wtryskowego. Moduł IDM ściśle współpracuje z układem sterującym pracą silnika Ford EEC-V.
- Pewna liczba czujników, które dostarczają informacji o warunkach pracy silnika do układu sterującego pracą silnika EEC-V oraz do modułu IDM, sterującego układem wtryskowym. Jest wśród nich m.in. nowy czujnik położenia wału korbowego, umożliwiający określenie odniesień czasowych dla wtrysku wstępnego i wtrysku właściwego w każdym cyklu spalania.
1,8-litrowy silnik Ford Duratorq TDCi
Nowa 1,8-litrowa jednostka napędowa Ford Duratorq TDCi jest rozwinięciem konstrukcyjnym popularnego silnika Endura DI z wtryskiem bezpośrednim, oferowanego już od pewnego czasu w Fordzie Focus. W silniku TDCi zastosowano kilka udoskonaleń strukturalnych oraz rozwiązań mających na celu poprawienie parametrów pracy i zwiększenie wydajności układu wtryskowego common-rail:
- Żeliwny kadłub silnika zaopatrzono w dodatkowe profile usztywniające.
- Korbowody otrzymały wzmocnione osłony łożysk (panewki).
- Zagłębienie w denku tłoka, tworzące komorę spalania, ma większą średnicę, co stwarza lepsze warunki do mieszania paliwa z powietrzem przy wyższym ciśnieniu wtrysku wytwarzanym przez układ common-rail. Chłodzenie tłoków odbywa się za pośrednictwem magistrali olejowej.
- Wał korbowy ma wzmocnione łożyska główne. Dla znacznie skuteczniejszego wyrównania pracy silnika wał korbowy jest zaopatrzony w koło zamachowe o dzielonych masach oraz w tłumik drgań skrętnych.
- Dysze wirowe w głowicy są położone nieco niżej niż w silniku Endura DI. Oprócz tego, konieczność zamocowania szyny paliwowej common-rail wymagała dodania dwóch dalszych otworów montażowych. Zachowano natomiast mocną i wytrzymałą konstrukcję głowicy i kadłuba silnika, dzięki czemu w jednostce TDCi można wytwarzać ciśnienie doładowania o wartościach do 1,2 bara, co jest wyjątkowo wysoką wartością jak na seryjnie produkowany silnik wysokoprężny.
- Turbosprężarka firmy Garrett o zmiennej przepustowości jest zblokowana z kolektorem wydechowym. Ze względu na wysoką efektywność silnika i elektroniczną funkcję sterowania turbosprężarką, zbędny stał się montaż zaworu upustowego spalin. Silnik TDCi jest wyposażony w układ recyrkulacji spalin z chłodzeniem wodą.
- Silnik jest wyposażony w większą chłodnicę oleju.
Testy potwierdzają niezawodność nowych rozwiązań
Wytrzymałość i niezawodność były czynnikami, które miały decydujące znaczenie przy wyborze terminu wprowadzenia na rynek silnika wysokoprężnego z wtryskiem common-rail przez firmę Ford, w modelu, który jest obecnie najchętniej kupowanym samochodem osobowym na świecie. Niezawodność jednostki napędowej TDCi w Fordzie Focus potwierdziły liczne próby i testy prowadzone na prototypach jeszcze przed podjęciem produkcji seryjnej. W ramach programu bardzo trudnych testów prototypy Forda Focus napędzane silnikiem TDCi skierowano do długotrwałej i intensywnej eksploatacji u wybranych klientów instytucjonalnych dla sprawdzenia przydatności i niezawodności nowej konstrukcji w rzeczywistych warunkach drogowych. Opinie i reakcje zanotowane w czasie prób drogowych można określić jako entuzjastyczne.
- Wprowadzając do seryjnej produkcji układy wtryskowe common-rail drugiej generacji przybliżamy najnowsze osiągnięcia współczesnej techniki znacznie szerszej grupie potencjalnych klientów - stwierdził Simon Pitts. Myślę, że dowiedliśmy w ten sposób, iż jest to dobrze opracowane i niezawodne rozwiązanie, które z powodzeniem można zastosować w silniku wysokoprężnym tak popularnego samochodu jakim jest Ford Focus.
Samochody Ford napędzane nowym silnikiem Duratorq TDCi można rozpoznać po znaczku - gustownym prostokąciku z oznaczeniem "TDCi" (czarne litery "TD" oznaczające "turbo diesel", oraz czerwone, pogrubione litery "Ci" oznaczające układ wtryskowy common-rail drugiej generacji). Znaczek ten jest dyskretnym, lecz zarazem wyraźnym symbolem zastosowania supernowoczesnej techniki wtrysku paliwa w silniku danego samochodu, a tym samym obiecuje lepsze osiągi i wyższy komfort prowadzenia
tomek242 - 03-06-2009 21:33
Wszystko OK, tylko to dotyczy silnika z Focusa I. W II są następne modernizacje, choćby maksymalny moment który wynosi 280 Nm/300Nm(overboost).
Grześ - 01-11-2009 20:07
pedro220
Dzięki za opis :)
