Power Stroke , también conocido como Powerstroke o PowerStroke , es el nombre utilizado por una familia de motores diésel para camionetas producidos por Ford Motor Company y Navistar International (hasta 2010) para los productos Ford desde 1994. Junto con su uso en la Ford Serie F (incluidas las camionetas Ford Super Duty ), las aplicaciones incluyen la camioneta comercial Ford E-Series , Ford Excursion y Ford LCF . El nombre también se utilizó para un motor diésel utilizado en la producción sudamericana del Ford Ranger .
Desde 1994, la familia de motores Power Stroke existió como un cambio de marca de los motores producidos por Navistar International, compartiendo motores con sus líneas de camiones de servicio mediano. Desde la introducción en 2011 del Power Stroke V8 de 6,7 L, Ford ha diseñado y producido sus propios motores diésel. Durante su producción, la gama de motores Power Stroke se ha comercializado frente a los motores de gasolina V8 (y V10) de bloque grande junto con el Duramax V8 de General Motors y el Dodge Cummins Serie B de seis cilindros en línea .
El primer motor que lleva el nombre Power Stroke, el Power Stroke V8 de 7,3 L, es la versión Ford del V8 turbodiésel Navistar T444E . Introducido en 1994 como reemplazo del motor IDI V8 de 7,3 L, el Power Stroke/T444E es un diseño completamente nuevo, con sólo sus dimensiones de diámetro y carrera comunes con su predecesor (lo que da como resultado un desplazamiento idéntico de 444 pulgadas cúbicas (7,3 L)). En línea con el diésel IDI, el Power Stroke se ofreció en versiones de tres cuartos de tonelada y más grandes de las gamas de productos Ford F-Series y Econoline.
El Power Stroke es un motor de inyección directa controlado electrónicamente con un diámetro y carrera de 4,11 x 4,18 pulgadas (104,4 mm x 106,2 mm) que crea una cilindrada de 444 pulgadas cúbicas (7,3 L). Tiene una relación de compresión de 17,5:1 y un peso seco de aproximadamente 920 lb (417 kg). Este motor produce hasta 250 hp (186 kW) y 505 lb⋅ft (685 N⋅m) de torque en camionetas con transmisión automática de los últimos años de producción, y 275 hp (205 kW) y 525 lb⋅ft (712 N ⋅m) de par en camiones con transmisión manual . El cárter de aceite tiene capacidad para 15 cuartos de galón de EE.UU. (14 L; 12 cuartos de galón imp) mientras que el extremo superior (debido al HPOP) [3] contiene 3 cuartos de galón de EE.UU. adicionales (2,8 L; 2,5 cuartos de galón imp), lo que hace un total de 18 cuartos de galón de EE.UU. qt (17 L; 15 imp qt) de aceite contenido dentro del motor.
El DI Power Stroke 1994.5 a 1996/97 tiene inyectores de combustible HEUI (inyección unitaria electrónica accionada hidráulicamente) de "disparo único" que eran inyectores de código AA a menos que los de California recibieran inyectores de código AB. Hizo funcionar una bomba de aceite de alta presión (HPOP) para crear la presión de aceite necesaria para disparar los inyectores de combustible. Esta generación de Power Stroke utiliza un HPOP con un ángulo de plato oscilante de 15°. Los camiones 1995-1997 utilizan una bomba de combustible accionada por leva de dos etapas, mientras que los camiones 1999-2003 utilizan una bomba de combustible eléctrica montada en el riel del bastidor. Los camiones 1999-2003 también tenían un sistema de combustible muerto y un inyector de "paso largo" en el cilindro. número 8 debido a presiones de combustible más bajas con el diseño de cabezal muerto (inyector de código AE). Las camionetas California de 1996 y 1997 tienen inyectores de combustible de disparo dividido de 120 cc (7,3 pulgadas cúbicas); otros camiones no obtuvieron inyectores de disparo dividido hasta 1999. Los inyectores de disparo único solo inyectan una carga de combustible por ciclo, mientras que el inyector de disparo dividido libera una carga ligera preliminar antes de la carga principal para iniciar la combustión de una manera más amortiguada. Esta "preinyección" ayuda a reducir el "golpe" brusco de la combustión, así como a reducir las emisiones de NO x al crear una combustión más completa.
Los motores 1994.5–1997 utilizan un solo turbocompresor, sin desperdicio, con un tamaño de carcasa de turbina de 1,15 A/R. Para 1999, se agregó un intercooler aire-aire para enfriar el aire cargado del turbo y aumentar la densidad del aire. Con el nuevo enfriador, el aire más denso aumentaría el potencial de potencia del motor y al mismo tiempo reduciría las temperaturas de los gases de escape (EGT). La carcasa de la turbina se cambió a .84 A/R y se agregó una válvula de descarga a mediados del año modelo 1999 . El motor de 1999 también recibió inyectores de 140 cc (8,5 pulgadas cúbicas), en comparación con los 120 cc (7,3 pulgadas cúbicas) del motor del primer modelo. Con los inyectores más grandes, la capacidad HPOP se incrementó utilizando un ángulo de placa oscilante de 17° para cumplir con los requisitos de los nuevos inyectores de mayor flujo.
El motor utilizaba bielas forjadas hasta que se introdujeron las bielas de metal en polvo en los modelos de principios de 2002. Los números de serie se pueden ver con la ayuda de un boroscopio para confirmar el cambio entre los años modelo 2001 y 2002. Estas nuevas bielas eran suficientes en un motor no modificado, pero se convertirían en un punto de falla potencialmente catastrófico si el ajuste del mercado de accesorios impulsara el motor por encima de los 450 hp (336 kW). Los primeros modelos no utilizaban ningún tipo de postratamiento de gases de escape, como un convertidor catalítico , ya que no se aplicaban emisiones a los motores diésel; sin embargo, a mediados de 2002, Ford comenzó a instalar convertidores catalíticos como parte del escape OEM como parte de los estándares Tier 1-3. [4] [5]
A pesar de ser considerado como uno de los motores diésel más confiables jamás instalados en un camión liviano, [6] [7] el motor tenía sus propios problemas. Un punto de falla común fue el sensor de posición del árbol de levas (CPS). La falla de este sensor causaría una condición de no arranque o una parada mientras está en marcha. La forma más sencilla de diagnosticar un CPS defectuoso es mediante el movimiento del tacómetro al arrancar. Si el tacómetro no se mueve, lo más probable es que el CPS esté defectuoso. El filtro de combustible/separador de agua también tiende a ser un punto de falla menor en todos los camiones. La carcasa del filtro de aluminio puede agrietarse y provocar fugas de combustible. El elemento calefactor contenido en la carcasa del filtro también puede sufrir un cortocircuito, quemar un fusible y provocar una condición de no arranque. Los tubos de subida del turbocompresor son un gran punto de falla, ya que los tubos tienen fugas desde muchos puntos diferentes, pero principalmente desde las juntas. Las fugas en los tubos de escape hacen que el motor pierda impulso y aumenten la temperatura de los gases de escape. La válvula de contrapresión de escape (EBPV) de EBPV también era propensa a fallar; podría cerrarse cuando esté frío y quedarse atascado provocando un ruido similar al de un motor a reacción proveniente del escape.
La mayoría de los problemas que surgieron de estos motores se debieron a malas conexiones eléctricas. El UVCH (arnés debajo de la tapa de la válvula) era propenso a perder contacto con las bujías incandescentes o los inyectores, lo que provocaba arranques bruscos o fallos de encendido según el año. Los motores 1994–1997 tienen dos conectores en cada banco, mientras que los motores 1999–2003 tenían un conector en cada banco; solucionar problemas del arnés fue más fácil para los motores 1994-1997.
El 7,3 L DI Power Stroke estuvo en producción hasta el primer trimestre del año modelo 2003, cuando fue reemplazado por el 6,0 L. Casi 2 millones de motores 7,3 L DI Power Stroke se produjeron en la planta de International en Indianápolis. [8]
El motor DI Power Stroke de 7,3 L se conoce comúnmente como uno de los mejores motores que produjo International. [6] [7]
El Power Stroke de 7,3 L (444 pulgadas cúbicas) fue reemplazado por el de 6,0 L (365 pulgadas cúbicas) a partir del segundo trimestre del año modelo 2003. El Power Stroke de 6.0L se usó en camionetas Ford Super Duty hasta el año modelo 2007, pero duró hasta 2009 en las camionetas Ford Econoline (año modelo 2010) y en las SUV Ford Excursion hasta después de los modelos 2005, cuando Ford suspendió la producción de Excursion. El motor tiene un diámetro y carrera de 3,74 x 4,13 pulgadas (95 mm x 105 mm) creando una cilindrada de 5954 cc (6,0 L; 363,3 pulgadas cúbicas). Utiliza un turbocompresor e intercooler de geometría variable , que produce 325 hp (242 kW) y 570 lb⋅ft (773 N⋅m) de torque con una relación de compresión de 18.0:1 , con corte de combustible a 4200 rpm. Muchos motores Power Stroke de 6,0 L experimentaron problemas. [9]
Sistema de aceite de alta presión : con el uso de inyectores de combustible HEUI de disparo dividido, se requiere aceite de alta presión para presurizar los inyectores de combustible. Los principales componentes del sistema de aceite de alta presión (HPO) son la bomba de aceite de alta presión (HPOP), los colectores de HPO, los tubos verticales y el tubo derivado. El HPOP está ubicado en el valle del motor en la parte trasera del bloque del motor. Los primeros años de construcción (2003.5-04.5) son bien conocidos por fallas prematuras de HPOP. Esto se debe a la mala calidad de los materiales utilizados en su fabricación. El HPOP está presurizado mediante un engranaje giratorio engranado con un engranaje del árbol de levas trasero. Se sabía que los primeros modelos de engranajes HPOP eran débiles y desarrollaban grietas por tensión en los dientes que provocaban fallas en los engranajes, lo que provocaba un problema de arranque del motor. Los primeros modelos también tenían el sensor ICP ubicado en la cubierta HPOP. Se sabía que la gran cantidad de calor en este lugar, combinada con la exposición a residuos en el aceite, causaba fallas en el sensor ICP, lo que también resultaba en una condición de no arranque. Ford abordó este problema con la actualización del motor de finales de 2004, que trajo un nuevo diseño HPOP, junto con la reubicación del sensor ICP en la tapa de válvulas del lado del pasajero. La bomba de nuevo diseño no es conocida por fallas frecuentes; sin embargo, surgió un nuevo problema con la actualización. En los motores de los últimos modelos, Ford también rediseñó los tubos verticales de HPO y los tapones ciegos en el colector de HPO, utilizando juntas tóricas de mala calidad. Estas juntas tóricas eran propensas a fallar, provocando una fuga de HPO y, finalmente, una condición de no arranque. Ford abordó esta preocupación con arandelas de junta tórica Viton actualizadas que solucionaron el problema. Con el nuevo diseño del sistema HPO también vino un accesorio de conexión a presión (STC). Algunos modelos tenían el problema de que las puntas del conector STC se rompían, lo que provocaba que el conector perdiera su propiedad de sellado y, nuevamente, una condición que no permitía arrancar el motor. Otro problema frecuente (pero no siempre catastrófico) con el sistema HPO es la pantalla del regulador de presión de inyección (IPR). La pantalla IPR está ubicada en el valle del motor con el enfriador de aceite. El material utilizado era susceptible de fallar y no reemplazar la pantalla durante el reemplazo del enfriador de aceite podría provocar que los desechos se enviaran a través del HPOP causando una falla total. Si el HPOP no falla, otro punto de falla común es el IPR que, si se contamina con desechos, no podrá sellar completamente y luego "purgará" la presión del aceite provocando una condición de no arranque.
Juntas de culata : Ford/International utilizó cuatro pernos de culata de torsión para ceder (TTY) por cilindro para los modelos 6.0 y 6.4. Los pernos TTY ofrecen una de las fuerzas de sujeción más precisas disponibles, pero pueden resultar problemáticos. En determinadas situaciones, como la falla del enfriador de aceite o del enfriador de EGR, o altos niveles de impulso/carga provocados por mejoras de rendimiento, los pernos TTY pueden estirarse más allá de su marca de torsión debido al aumento de la presión del cilindro (comúnmente debido a la introducción de refrigerante en el cilindro). ). Ford nunca ha abordado esto porque deben ocurrir otras fallas o abusos para estirar los pernos. Algunos en el mercado de repuestos reemplazarán los pernos de fábrica con pernos de culata en un intento de proteger las juntas de culata de fallas futuras. Si esto se hace sin abordar el problema subyacente, las juntas de la culata pueden fallar nuevamente y provocar una culata agrietada o deformada. Por el contrario, los 7.3 y 6.7 tienen seis tornillos de culata por cilindro mientras que los 6.0, 6.4/VT365 e IDI 7.3 sólo tienen cuatro. [10]
Numerosas recalibraciones del PCM , intentos de "desafinar" el motor, fricción del inyector de combustible (causada por la falta de mantenimiento y cambios de aceite adecuados), junto con varios otros problemas de manejo y control de calidad , han plagado al 6.0. El FICM (módulo de control de inyección de combustible) ha sido un problema, donde el bajo voltaje en el sistema eléctrico del vehículo debido a baterías defectuosas o un alternador de bajo rendimiento puede causar daños al FICM. Además, la colocación del FICM encima del motor lo somete a temperaturas y vibraciones variables y extremas, lo que provoca que las juntas de soldadura y los componentes fallen en los primeros modelos de construcción; principalmente en la propia fuente de alimentación. El FICM multiplica el voltaje en el circuito del inyector de combustible de 12 a 48 a 50 voltios para encender los inyectores. El bajo voltaje puede eventualmente causar daños a los inyectores de combustible.
Muchos propietarios que compraron sus camionetas equipadas con el motor Power Stroke de 6.0 L nuevo han recibido pagos de demandas colectivas. Algunos propietarios han optado por no participar en la demanda colectiva y han ido directamente a un caso de fraude: un ejemplo es Charles Margeson de California, a quien se le concedieron 214.537,34 dólares más honorarios legales (72.564,04 dólares fueron para el reembolso de su F-350 de 2006). Margeson, junto con otros cinco propietarios que optaron por no participar en las demandas colectivas, han recibido más de 10 millones de dólares. [11]
El Power Stroke de 6.4L se introdujo para la Ford Super Duty 2008 (F-250 a F-550) y fue el primer motor introducido en el mercado de camionetas livianas que utilizaba turbocompresores duales directamente de fábrica. Además, este fue el primer Power Stroke en utilizar un filtro de partículas diésel (DPF) para reducir las emisiones de partículas del escape. El nuevo DPF y el sistema de regeneración activa obstaculizaron en gran medida la economía de combustible y el motor finalmente se retiró después de 2010 y se reemplazó por el Power Stroke de 6,7 litros. Si bien los reclamos de garantía comenzaron a mostrar un nivel de falta de confiabilidad similar al del Power Stroke de 6.0L anterior, el Power Stroke de 6.4L ha demostrado ser capaz de manejar niveles elevados de impulso necesarios para generar altos caballos de fuerza y torsión.
El motor tiene un diámetro y carrera de 3,87 x 4,13 pulgadas (98,3 mm x 104,9 mm), lo que da como resultado una cilindrada total calculada de 6.369 cc (6,4 L; 388,7 pulgadas cúbicas). A pesar de tener que cumplir con las regulaciones de emisiones, el motor pudo aumentar la potencia nominal a 350 hp (261 kW) y el torque a 650 lb⋅ft (881 N⋅m) en el volante. Los caballos de fuerza y el par se alcanzan a 3.000 rpm y 2.000 rpm respectivamente. También cuenta con un sistema turbo compuesto VGT . El aire ingresa al turbo de baja presión (el más grande de los dos) y se alimenta al turbo de alta presión (el más pequeño de los dos), luego se dirige al motor o al intercooler. Este sistema está diseñado para reducir el retraso del turbo al acelerar desde parado. El sistema turbo en serie está configurado para proporcionar una mejor respuesta del acelerador mientras está en movimiento para brindar un flujo de potencia más parecido a un motor de aspiración natural . El 6,4 L también tiene un DPF y refrigeradores EGR duales que son capaces de reducir las temperaturas de los gases de escape hasta 1000 grados antes de que lleguen a la válvula EGR y se mezclen con la carga de admisión. El DPF atrapa el hollín y las partículas del escape y prácticamente elimina el humo negro que la mayoría de los motores diésel expulsan al acelerar . La computadora del motor está programada para inyectar periódicamente combustible adicional en la carrera de escape del motor (lo que se llama DPF Regen o regeneración) para quemar el hollín que se acumula en el DPF. Este motor está diseñado para funcionar únicamente con combustible diésel con contenido de azufre ultrabajo ( ULSD ) que no tiene más de 15 ppm de contenido de azufre; El uso de combustible diésel normal provoca fallos en el equipo de emisiones y viola las garantías del fabricante.
El 6.4L ha tenido un retiro del mercado ( el retiro del producto de seguridad 07S49 se lanzó el 23 de marzo de 2007) que aborda la posibilidad de que salgan llamas del tubo de escape del camión. Este problema surge del DPF que forma parte del sistema de postratamiento diésel. Se lanzó una recalibración del PCM para eliminar la posibilidad de temperaturas de escape excesivas combinadas con ciertas condiciones raras resultantes de lo que se conoce como un "evento térmico".
El Power Stroke de 6.7L debutó en las camionetas Ford Super Duty 2011 (F-250 a F-550), reemplazando al Power Stroke de 6.4L. El primer motor Power Stroke desarrollado y fabricado por Ford, fue diseñado en conjunto con AVL de Austria. [13] Durante su desarrollo, los ingenieros de Ford nombraron a este motor con el nombre en código "Scorpion" debido a que el colector de escape y el turbocompresor estaban montados en el "valle" del motor. [14] Cuenta con un bloque de hierro de grafito compactado (CGI) para mayor resistencia y peso reducido, culatas de aluminio de flujo inverso (los puertos de escape están ubicados en el valle del elevador) con camisas de agua dobles, seis pernos de culata por cilindro y 29,000 psi. (1.999 bar) Sistema de combustible Bosch common rail de alta presión. El sistema ofrece hasta cinco eventos de inyección por cilindro por ciclo utilizando inyectores piezoeléctricos de ocho orificios que rocían combustible en la taza del pistón. Este motor también admite biodiésel B20 , lo que permite opciones de combustible de hasta un 20 por ciento de biodiésel y un 80 por ciento de diésel de petróleo. El turbocompresor secuencial único de Garrett cuenta con una rueda de compresor de doble cara montada en un solo eje, la primera en la industria. [15] El bloque del motor es fundido por Tupy, quien también realiza el mecanizado inicial. [16] Las bielas son fabricadas por Mahle . [13]
Los controles de emisiones incluyen recirculación de gases de escape , reducción catalítica selectiva (SCR) basada en Denoxtronic de Bosch y un DPF. La potencia era originalmente de 390 hp (291 kW) y 735 lb⋅ft (997 N⋅m). [17] pero poco después de que comenzara la producción, Ford anunció que realizó una actualización del motor. El nuevo software de control del motor hace que el motor tenga una capacidad de 400 hp (298 kW) a 2800 rpm y 800 lb⋅ft (1085 N⋅m) a 1600 rpm mientras logra una mejor economía de combustible y sin ningún cambio físico en el motor. [18] Los motores de 2015 tienen una potencia de 440 hp (328 kW) y 860 lb⋅ft (1166 N⋅m). [19] Ford afirmó que el aumento en los caballos de fuerza se debe a un nuevo turbocompresor, nuevas boquillas de inyector y mejoras en el escape. Para 2017, el par había aumentado a 925 lb⋅ft (1254 N⋅m) a 1800 rpm, mientras que los caballos de fuerza seguían siendo los mismos. [20] Para competir con los motores Duramax y Cummins de GM y Ram, Ford aumentó la producción para el año modelo 2018 a 450 hp (336 kW) 935 lb⋅ft (1268 N⋅m). Anteriormente, el motor Duramax tenía una ganancia de 5 hp (4 kW) sobre el Power Stroke en 2017, y el motor Cummins para 2018 habría tenido una ganancia de torque de 10 lb⋅ft (14 N⋅m) sobre el Power Stroke si el Power Stroke La potencia del Stroke no había aumentado para 2018. A partir de 2020, la potencia del Power Stroke se incrementó a 475 hp a 2600 rpm y 1050 lb-ft a 1600 rpm, convirtiéndose en el mejor diésel de su clase en caballos de fuerza. Se introdujo una variante de alto rendimiento para el año modelo 2023, que produce 500 hp (373 kW) y 1200 lb⋅ft (1627 N⋅m) de torque. [21]
2015-2016 [26]
El Power Stroke de 3.2L es un motor de cinco cilindros en línea que debutó en la Transit con especificaciones estadounidenses para el año modelo 2015. El motor es una versión modificada del motor diésel Ford Duratorq de 3.2L que se ha adaptado para cumplir con las emisiones en los Estados Unidos. Para ayudar en la economía, las emisiones y reducir el NVH , tiene un sistema de inyección de combustible common-rail de alta presión e inyectores piezoeléctricos que pueden aplicar hasta cinco inyecciones diferentes por evento de compresión. Tiene un sistema EGR refrigerado por agua para reducir la temperatura de los gases de escape antes de ser recirculados por la admisión. Una característica única del sistema de emisiones es que el catalizador de oxidación diésel (DOC) y el DPF se han combinado en una sola unidad, a diferencia de las dos unidades tradicionales separadas. El tratamiento de los gases de escape continúa con SCR, que se realiza mediante la inyección de líquido de escape diésel en el escape para reducir los NOx. El motor cuenta con un turbo de geometría variable que permite ajustar el flujo de aire de admisión sobre la marcha para aumentar la potencia y el ahorro de combustible. El motor también cuenta con una bomba de aceite de flujo variable para evitar el desperdicio de energía mecánica bombeando cantidades excesivas de aceite. Tiene pistones de aluminio fundido de baja fricción con chorros de aceite para mantenerlos fríos durante condiciones de carga pesada, un portalevas de aluminio fundido para endurecer el tren de válvulas y reducir el NVH, y para aumentar la durabilidad a bajas revoluciones, el cigüeñal está fundido. El hierro y las bielas están forjadas. El bloque en sí es de hierro fundido gris extra rígido con una plataforma cerrada. [28] Las cifras de potencia del motor Power Stroke de 3,2 L son 185 hp (138 kW) a 3000 rpm y 350 lb⋅ft (475 N⋅m) a 1500-2750 rpm. El Euro Duratorq 3.2 genera 197 hp (147 kW) y 350 lb⋅ft (475 N⋅m) de torque.
El V6 turbodiésel Power Stroke de 3.0L, con nombre en código "Lion", se introdujo en la Ford F-150 2018 para competir con la Ram 1500 EcoDiesel V6. El motor tiene un diámetro y carrera de 84 × 90 mm con una relación de compresión de 16,0: 1 y genera 250 hp (186 kW) a 3250 rpm y 440 lb⋅ft (597 N⋅m) de torque a 1750 rpm, emparejados. con transmisión automática Ford-GM de 10 velocidades . Proporcionó una capacidad de remolque de hasta 11,440 lb (5,189 kg) cuando estaba debidamente equipado. Las clasificaciones de economía de combustible estimadas por la EPA oscilaron entre 25 y 30 mpg en EE. UU. (9,4 a 7,8 L/100 km; 30 a 36 mpg en imp ) en carretera, 20 a 22 mpg en EE. UU. (12 a 11 L/100 km; 24 a 26 mpg ‑imp ) en ciudad y 22–25 mpg ‑US (10,7–9,4 L/100 km; 26–30 mpg ‑imp ) combinados, según la transmisión y el año del modelo. [29] Continuó ofreciéndose hasta el año modelo 2021 en Norteamérica. El Power Stroke de 3.0L se ensambló en Dagenham, Inglaterra.
El motor Power Stroke se ha utilizado en las siguientes aplicaciones.
Ford Econoline E-350 y E-450 (furgonetas de tamaño completo)
Ford Excursion (vehículos utilitarios deportivos de tamaño completo)
Ford Serie F (camionetas pickup de tamaño completo)
Ford Serie F (camionetas de servicio mediano F-650 y F-750)
LCF (cabina baja hacia adelante)