อีโคบูสท์ ความลับทางวิศวกรรมของเครื่องยนต์ฟอร์ดที่ทันสมัย

ฟอร์ดมีประเพณีอันยาวนานในการผลิตเครื่องยนต์เบนซินที่เป็นนวัตกรรมใหม่ ใครไม่จำเครื่องยนต์ Sigma (ที่รู้จักกันในเชิงพาณิชย์ในชื่อ Zetec) ว่าในความจุกระบอกสูบ 1.25 l, 1.4 l, 1.6 l และ 1.7 l นั้นถูกใจแฟนๆ ของแบรนด์วงรีสีน้ำเงินในรุ่นต่างๆ เช่น Ford Fiesta, Puma หรือแม้แต่ Focus ?

ไม่น่าแปลกใจที่ฟอร์ดสามารถผลิตเครื่องยนต์เบนซินที่เป็นนวัตกรรมใหม่ได้ เครื่องยนต์ในตระกูล EcoBoost จึงถือกำเนิดขึ้นโดยผสมผสานประสิทธิภาพเข้ากับสมรรถนะโดยใช้ซูเปอร์ชาร์จ การฉีดเชื้อเพลิงโดยตรงแรงดันสูงและระบบควบคุมการเปิดตัวแปรแบบคู่ วาล์ว (Ti-VCT)

ตอนนี้ EcoBoost มีความหมายเหมือนกันกับระบบส่งกำลังตระกูลใหญ่ที่ Fordตั้งแต่ V6 ขนาดใหญ่และทรงพลัง เช่นเดียวกับที่ติดตั้งใน Ford GT ไปจนถึงเครื่องยนต์สามสูบแถวเรียงขนาดเล็ก ซึ่งถึงแม้จะมีขนาดที่กะทัดรัด แต่ก็กลายเป็นอัญมณีมงกุฎของตระกูลจักรกลนี้

1.0 EcoBoost: ไข่ของโคลัมบัส

ในการสร้าง 1.0 EcoBoost สามสูบ ฟอร์ดไม่ต้องพยายาม เป็นเครื่องยนต์ที่กะทัดรัด กะทัดรัดจนพื้นที่ที่ถูกครอบครองโดยแผ่นนั้นอยู่ในขอบเขตของกระดาษ A4 . เพื่อพิสูจน์ขนาดที่ลดลง ฟอร์ดถึงกับขนส่งโดยเครื่องบินในกระเป๋าเดินทางขนาดเล็ก

เครื่องยนต์นี้ปรากฏตัวครั้งแรกในฟอร์ดโฟกัสในปี 2555 และได้ขยายไปยังรุ่นอื่นๆ ในกลุ่มฟอร์ด ความสำเร็จดังกล่าวเกิดขึ้นในช่วงกลางปี 2014 ของฟอร์ด 1 ใน 5 รุ่นที่จำหน่ายในยุโรปนั้นใช้ EcoBoost 1.0 สามสูบ

กุญแจสู่ความสำเร็จประการหนึ่งคือเทอร์โบชาร์จเจอร์แรงเฉื่อยต่ำ ซึ่งสามารถหมุนได้ถึง 248,000 รอบต่อนาที หรือมากกว่า 4000 ครั้งต่อวินาที เพื่อให้แนวคิดแก่คุณ มันเป็นประมาณสองเท่าของ turbos ที่ใช้ใน Formula 1 ในปี 2014

1.0 EcoBoost มีให้เลือกหลายระดับ — 100 แรงม้า 125 แรงม้า และ 140 แรงม้า และยังมีรุ่น 180 แรงม้าที่ใช้ใน Ford Fiesta R2 แรลลี่อีกด้วย

ในรุ่น 140 แรงม้า เทอร์โบให้แรงดันบูสต์ 1.6 บาร์ (24 psi) ในสถานการณ์ที่รุนแรง แรงดันที่กระทำคือ 124 บาร์ (1800 psi) ซึ่งเท่ากับแรงดันที่กระทำโดยช้างน้ำหนัก 5 ตันที่วางอยู่บนลูกสูบ

ไม่สมดุลเพื่อความสมดุล

แต่นวัตกรรมของเครื่องยนต์นี้ไม่ได้ทำมาจากเทอร์โบเท่านั้น เครื่องยนต์สามสูบนั้นไม่สมดุลโดยธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม วิศวกรของฟอร์ดตัดสินใจว่าเพื่อปรับปรุงการทรงตัว วิธีที่ดีที่สุดคือตั้งใจทำให้สมดุลย์โดยเจตนา

โดยการสร้างความไม่สมดุลโดยเจตนา เมื่อใช้งาน พวกเขาสามารถปรับสมดุลเครื่องยนต์โดยไม่ต้องใช้ถ่วงน้ำหนักและแท่นยึดเครื่องยนต์จำนวนมากที่จะเพิ่มความซับซ้อนและน้ำหนักเท่านั้น

เรายังทราบด้วยว่าเพื่อปรับปรุงการสิ้นเปลืองและประสิทธิภาพ เครื่องยนต์ควรอุ่นเครื่องโดยเร็วที่สุด เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ ฟอร์ดจึงตัดสินใจใช้เหล็กแทนอลูมิเนียมในบล็อกเครื่องยนต์ (ซึ่งใช้เวลาน้อยกว่าประมาณ 50% ในการเข้าถึงอุณหภูมิการทำงานในอุดมคติ) นอกจากนี้ วิศวกรยังได้ติดตั้งระบบระบายความร้อนแบบแยกส่วน ซึ่งช่วยให้บล็อกร้อนขึ้นก่อนถึงฝาสูบ

สามกระบอกแรกที่มีการปิดใช้งานกระบอกสูบ

แต่การมุ่งเน้นที่ประสิทธิภาพไม่ได้หยุดอยู่แค่นั้น เพื่อลดการบริโภคมากขึ้น ฟอร์ดจึงตัดสินใจที่จะแนะนำเทคโนโลยีการปิดใช้งานกระบอกสูบในใบพัดที่เล็กที่สุด ซึ่งเป็นความสำเร็จที่ไม่เคยมีมาก่อนในเครื่องยนต์สามสูบ ตั้งแต่ต้นปี 2018 เป็นต้นมา 1.0 EcoBoost สามารถหยุดหรือสตาร์ทกระบอกสูบใหม่ได้ทุกเมื่อที่ไม่ต้องการความจุเต็มที่ เช่น บนทางลาดลงเนินหรือที่ความเร็วขณะแล่น

กระบวนการหยุดหรือสตาร์ทการเผาไหม้ทั้งหมดใช้เวลาเพียง 14 มิลลิวินาที ซึ่งเร็วกว่าการกะพริบตา 20 เท่า ซึ่งทำได้สำเร็จด้วยซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนซึ่งกำหนดเวลาที่เหมาะสมในการปิดการทำงานของกระบอกสูบโดยพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความเร็ว ตำแหน่งปีกผีเสื้อ และภาระเครื่องยนต์

เพื่อให้แน่ใจว่าการวิ่งจะราบรื่นและปราณีตไม่กระทบกระเทือน ฟอร์ดจึงตัดสินใจติดตั้งมู่เล่แบบมวลคู่ใหม่และจานคลัชแบบลดแรงสั่นสะเทือน นอกเหนือจากแท่นเครื่องยนต์ เพลากันสะเทือน และบุชชิ่งใหม่

สุดท้าย เพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพยังคงอยู่ที่ระดับการบริโภค เมื่อเปิดใช้งานกระบอกสูบที่สามอีกครั้ง ระบบจึงประกอบด้วยก๊าซเพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิภายในกระบอกสูบจะยังคงอยู่ ในเวลาเดียวกัน สิ่งนี้จะทำให้เกิดเอฟเฟกต์สปริงที่ช่วยปรับสมดุลของแรงในกระบอกสูบทั้งสาม

รางวัลมีความหมายเหมือนกันกับคุณภาพ

การรับรองคุณภาพของเครื่องยนต์ที่เล็กที่สุดในตระกูล EcoBoost คือรางวัลมากมายที่ได้รับ เป็นเวลาหกปีติดต่อกันแล้วที่ Ford 1.0 EcoBoost ได้รับรางวัล "เครื่องยนต์แห่งปี 2017 ระดับสากล – "เครื่องยนต์สูงสุด 1 ลิตร" นับตั้งแต่เปิดตัวในปี 2555 เครื่องยนต์ขนาดเล็กก็พุ่งทะยานเข้ามา10 รางวัลเครื่องยนต์นานาชาติแห่งปี

จากทั้งหมด 10 รางวัลที่ได้รับ สามรางวัลเป็นของนายพล (สถิติ) และอีกรางวัลหนึ่งสำหรับ "Best New Engine" และอย่าคิดว่ามันเป็นงานง่ายที่จะเสนอชื่อ อย่าว่าแต่จะคว้าหนึ่งในถ้วยรางวัลเหล่านี้ ในการดำเนินการดังกล่าว ฟอร์ดสามสูบขนาดเล็กต้องสร้างความประทับใจให้คณะนักข่าวผู้เชี่ยวชาญ 58 คน จาก 31 ประเทศในปี 2560 ต้องต่อสู้กับ 35 เครื่องยนต์ในประเภทสามสูบ 1.0 ลิตร

ปัจจุบัน เครื่องยนต์นี้สามารถพบได้ในรุ่นต่างๆ เช่น Ford Fiesta, Focus, C-Max, EcoSport และแม้แต่ในรุ่นผู้โดยสาร Tourneo Courier และ Tourneo Connect ในรุ่น 140 แรงม้า เครื่องยนต์นี้มีกำลังเฉพาะ (ม้าต่อลิตร) ที่สูงกว่าของ Bugatti Veyron

ฟอร์ดยังคงเดิมพันกับเครื่องยนต์สามสูบ โดยรุ่น 1.5 ลิตรที่ใช้ในโฟกัสและเฟียสต้าซึ่งมีกำลัง 150 แรงม้า 182 แรงม้า และ 200 แรงม้า

ตระกูล EcoBoost ยังประกอบด้วยเครื่องยนต์สี่สูบแถวเรียงและ V6 ซึ่งในรุ่นหลังมีความจุ 3.5 ลิตร ให้กำลัง 655 แรงม้าใน Ford GT ดังกล่าว และ 457 แรงม้า ในรถกระบะ F-150 Raptor หัวรุนแรง

สนับสนุนเนื้อหานี้โดย