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Ford F150/Owner Manual

포드 F150 EcoBoost 엔진에 대하여

by f150.pro 2022. 6. 4.

포드 픽업을 정리하면서 F150의 심장에 대한 포스팅이 없어 담아 봅니다. 

포드의 엔진 기술명 에코부스트 EcoBoost (Eco-friendly-turbo-Boost)는 연비와 출력을 함께 잡으려는 시도입니다. 이 엔진은 1991년 미국의회에서 통과된 연비규제법 CAFE(Corporate Average Fuel Economy)에 영향을 받아 2009년부터 지금까지 생산되고 있으며 포드의 거의 모든 차종에 사용되고 있습니다.

Ford 3.5 EcoBoost 엔진은 TwinForce로 명명되어 2007년 Lincoln MKR 컨셉 차량에 처음 등장했습니다. 이 3.5L 엔진의 목표는 포드의 V8 Coyote 엔진과 대등한 출력을 내면서도 작고 효율이 좋은 대안으로 자리잡는 것이었습니다. MKR 모델에서 TwinForce 엔진은 E85 연료에서 415HP 및 400lb-ft 토크를 냈습니다. 엔진은 2008년 북미 국제 오토쇼에서 MKT 컨셉 모델에 다시 등장했지만 이름이 EcoBoost로 변경되었습니다.

Ford V8 Coyote Gen III

EcoBoost의 핵심은 과급기를 향상시키며 사운사이징을 이루어 내는 것이었습니다. 6기통으로 엔진 배기량이 대폭 줄었으나 연료직분사 direct fuel injection와 터보차징 turbocharging으로 출력 향상을 시도했습니다. 더불어 엔진 출력에 맞추어 흡·배기 밸브를 정밀하게 조절하는 가변 캠샤프트 타이밍 시스템 twin independent variable camshaft timing (Ti-VCT)으로 연비를 향상시키고 배출가스를 감소시켰습니다. 결국 최초의 EcoBoost 3.5 엔진이 다음과 같은 특징을 갖추어 2009년 5월 19일 Cleveland Engine No. 1에서 최초 생산됩니다. 

실린더 헤드 재질 : 알루미늄
실린더 블록 재질 : 알루미늄
구성 : V6
Bore : 92.5mm
Stroke : 86.6mm
밸브 트레인 : DOHC 실린더당 밸브 4개
배기량 : 3.5L (3496cc)
압축 비율 : 10.0 및 10.5
건조중량 : 450파운드
최대 HP : 5,000 – 6,250 RPM에서 647 HP
최대 토크 : 2,250 – 5,900RPM에서 550lb-ft

Ford V6 EcoBoost 3.5 Gen I (2009-2016)

초기 1세대 3.5리터 엔진은 Cyclone V6 엔진으로도 알려진 Duratec 35 V6 엔진 블록을 기반으로 제작되어 2150psi의 연료 압력에 도달할 수 있었습니다. EcoBoost 엔진블록은 고강도 스틸 슬리브가 있는 오픈 데크 디자인의 전체 알루미늄 라인업입니다. 엔진은 6볼트 메인 베어링 캡이 있는 단조 강철 크랭크샤프트와 함께 설치됩니다. CNC 가공 피스톤은 피스톤 스커트에 저마찰 코팅된 고강도 알루미늄으로 만들어집니다. 피스톤 상단 모양은 보다 효율적인 연소를 위해 특별히 설계되었습니다. 피스톤 온도를 조절하고 차갑고 강하게 유지하기 위해 블록 내부에 장착된 스프레이 오일 제트가 하부에 장착되었습니다. 3.5L EcoBoost의 알루미늄 실린더 헤드에는 실린더당 4개의 밸브, 펜트 루프 연소실, 이중 오버헤드 캠축 및 중앙에 위치한 이리듐 점화 플러그가 있습니다. 밸브의 중앙 아래에는 GDI 연료 인젝터가 있습니다. 흡기 밸브의 직경은 37mm이고 배기 밸브의 직경은 31mm입니다. 단일 기본 체인은 트윈 독립 가변 캠축과 통합된 캠축을 구동합니다. 밸브 트레인에는 광택이 나는 직동 기계식 버킷이 있습니다. 또한, 흡기 캠축에는 직접 분사 시스템용 고압 펌프를 유발하는 추가 로브가 있습니다. 연료 압력은 자연 분사 시스템의 효율적인 작동에 충분한 압력인 2150psi에 도달합니다. 

 

3.5L F 시리즈 EcoBoost V6 엔진은 최대 170,000RPM까지 회전할 수 있고 최대 15psi의 부스트 압력을 제공하는 병렬 BorgWarner K03 터보차저를 사용합니다. 다른 한편으로, 횡방향 3.5L EcoBoost V6은 11psi에서 부스트 압력이 더 낮은 트윈 Garrett GT1549L 터보차저를 사용합니다. 엔진은 자연 흡기 엔진보다 25% 더 많은 공기를 소비합니다. 이 터보차저는 고강도 주철 소량 내부 체적 배기 매니폴드에 장착됩니다. 터보를 거친 후 배기 가스는 배기 가스를 낮은 수준으로 유지하기 위해 패스트 캣 컨버터를 통과합니다. 차지 파이프, 스톡 인터쿨러 엔드 탱크 및 흡기 매니폴드는 플라스틱으로 만들어졌습니다. 3.5L EcoBoost 엔진은 Coil On Plug 분배기가 없는 전자 점화 시스템, 고정밀 노크 센서, IAT 센서, MAP 센서, 고급 Bosch 엔진 컴퓨터 통합 및 광대역 O2 센서와 같은 전자 부품을 갖추고 있습니다. EcoBoost V6의 첫 번째 엔진 옵션은 2010 Lincoln MKS, 2010 Ford Flex, 2010 MKT 및 2010 Taurus SHO입니다. 그러나 2009년 포드는 가솔린 간접 연료 분사 및 E85 직접 분사로 실험적인 3.5L V6 EcoBoost 엔진을 수행하여 395psi의 브레이크 평균 유효 압력을 달성했습니다.

2011–2016년 포드 F150에 5000rpm에서 365hp(272kW), 그리고 2500rpm에서 420lb·ft(569N·m)의 출력을 제공하는 1세대 엔진이 사용됩니다.

Ford V6 EcoBoost 3.5 Gen II (2017-)

 

2015년 디트로이트 모터쇼에서 코드명 D35으로 2세대 3.5L EcoBoost V6가 소개되었으나 F150에는 2017년식 F150부터 적용되었습니다. F150에서 2세대 3.5L EcoBoost V6 엔진은 GM과 공동 설계한 10R80 10단 자동 변속기와 함께 작동하고 Stop&Go를 도입해 도심 주행 중 공회전시 엔진을 끄도록 설정할 수 있습니다.

EcoBoost 3.5 2세대 엔진의 가장 눈에 띄는 변화는 포트 연료 분사를 추가하고 직접 분사기와 결합한 것입니다. 또한 캠 구동 시스템이 단일 기본 체인에서 보다 내구성 있는 두개의 기본 체인 시스템 변경되었습니다. 캠축 설계를 변경되어 신뢰성을 높이고 태핑 소음 발생을 줄였습니다. 캠축의 내부는 비워졌고 피스톤 하단이 재설계되어 전작의 3.5L EcoBoost보다 1.8kg 가볍게 완성되었습니다.

 

 

 

*참고
(1) 탑기어 네이버 포스트, 작지만 강한 엔진을 만든다, 포드 에코부스트 : http://naver.me/Gh5T8VGb

(2) Green Car Congress, 2017 Ford F-150, 이중 직접 및 포트 연료 분사 기능을 갖춘 2세대 3.5L EcoBoost : https://www.greencarcongress.com/2016/05/20160503-f150.html
(3) Auto Blog, Ford F-150 engines for 2011 announced, includes EcoBoost V6 : https://www.autoblog.com/2010/08/11/ford-f-150-engines-for-2011-announced-includes-ecoboost-v6/#slide-1709866

 

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