Motor Ford Power Stroke

Power Stroke , también conocido como Powerstroke , es una familia de motores diésel que fueron producidos por Navistar International desde 1994 hasta 2010, y por Ford Motor Company desde 2011. Además de su uso en los camiones de servicio mediano de Navistar y en la Ford F-Series (incluidos los camiones Ford Super Duty ), sus aplicaciones incluyen la Ford E-Series , la Ford Excursion y el camión comercial Ford LCF , así como la producción sudamericana de la Ford Ranger .

Desde 1994 hasta 2010, los motores Power Stroke vendidos por Ford eran versiones renombradas de los motores para camiones medianos de Navistar International. Desde la introducción en 2011 del motor  V8 Power Stroke de 6.7 litros, Ford ha diseñado y producido sus propios motores diésel. La gama de motores Power Stroke se ha comercializado como competidora de los motores de gasolina V8 (y V10) de gran cilindrada, así como del V8 Duramax de General Motors y el motor de seis cilindros en línea Dodge Cummins Serie B.

El primer motor en llevar el nombre Power Stroke, el  V8 Power Stroke de 7.3 L, es la versión de Ford del motor turbodiésel V8 Navistar T444E  . Presentado en 1994 como reemplazo del V8 IDI de 7.3 L, el Power Stroke/T444E es un diseño completamente nuevo, con solo las dimensiones de diámetro y carrera en común con su predecesor (lo que resulta en una cilindrada idéntica de 444 pulgadas cúbicas (7.3 L) ). Al igual que el diésel IDI, el Power Stroke se ofreció en versiones de tres cuartos de tonelada y mayores 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 pulg. × 4,18 pulg. (104,4 mm × 106,2 mm), lo que genera una cilindrada de 444 pulg . cúbicas (7,3 L) . Tiene una relación de compresión de 17,5:1 y un peso en 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 camiones con transmisión automática de los últimos años de producción, y 275 hp (205 kW) y 525 lb⋅ft (712 N⋅m) de torque en camiones con transmisión manual . El cárter de aceite contiene 15 cuartos de galón estadounidenses (14 L; 12 cuartos de galón imperiales ), mientras que la parte superior (debido a la HPOP) ^{[ 3 ]} contiene 3 cuartos de galón estadounidenses adicionales (2,8 L; 2,5 cuartos de galón imperiales ) , lo que hace un total de 18 cuartos de galón estadounidenses (17 L; 15 cuartos de galón imperiales ) de aceite contenido dentro del motor.                                  

El motor DI Power Stroke de 1994.5 a 1996/97 tiene inyectores de combustible HEUI (inyección electrónica de unidad accionada hidráulicamente) de "disparo único", que eran inyectores con código AA excepto en California, donde recibieron inyectores con código AB. Utilizaba una bomba de aceite de alta presión (HPOP) para crear la presión de aceite necesaria para activar los inyectores de combustible. Esta generación de Power Stroke utiliza una HPOP con un ángulo de placa oscilante de 15°. Los camiones de 1995-1997 usan una bomba de combustible de dos etapas accionada por leva, mientras que los camiones de 1999-2003 usan una bomba de combustible eléctrica montada en el riel del chasis. Los camiones de 1999-2003 también tenían un sistema de combustible de cabeza muerta y un inyector de "línea larga" en el cilindro número 8 debido a las presiones de combustible más bajas con el diseño de cabeza muerta (inyector con código AE). Los camiones de California de 1996 y 1997 cuentan con inyectores de combustible de doble inyección de 120 cc (7,3 pulgadas cúbicas) ; otros camiones no los incorporaron hasta 1999. Los inyectores de inyección simple solo inyectan una carga de combustible por ciclo, mientras que el inyector de doble inyección libera una carga ligera preliminar antes de la carga principal para iniciar la combustión de forma más suave. Esta "preinyección" ayuda a reducir el fuerte golpeteo de la combustión y a disminuir las emisiones de NO _x al lograr una combustión más completa.   

Los motores de 1994.5–1997 utilizan un turbocompresor único, sin válvula de descarga, con una carcasa de turbina de 1.15 A/R. Para 1999, se añadió un intercooler aire-aire para enfriar el aire de admisión del turbo y aumentar su densidad. Con el nuevo aire más frío y denso, se incrementó la potencia del motor, a la vez que se redujeron las temperaturas de los gases de escape (EGT). La carcasa de la turbina se modificó a 0.84 A/R y se añadió 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 modelo anterior. Con los inyectores más grandes, se aumentó la capacidad de la bomba de alta presión de aceite (HPOP) mediante el uso de un ángulo de plato oscilante de 17° para cumplir con los requisitos de los nuevos inyectores de mayor caudal.      

El motor utilizaba bielas forjadas hasta que se introdujeron las bielas de metal en polvo para los primeros modelos de 2002. Los números de serie se pueden ver con la ayuda de un endoscopio para confirmar el cambio entre los años modelo 2001 y 2002. Estas nuevas bielas eran suficientes en un motor sin modificar, pero se convertirían en un punto de fallo potencialmente catastrófico si la puesta a punto del mercado de accesorios elevaba el motor por encima de 450 hp (336 kW) . Los primeros modelos no utilizaban ningún tipo de postratamiento de gases de escape, como un convertidor catalítico , ya que las emisiones no estaban reguladas para los motores diésel; sin embargo, a mediados de 2002, Ford comenzó a instalar convertidores catalíticos como parte del sistema de escape OEM como parte de las normas Tier 1-3. ^{[ 4 ] [ 5 ]}  

El motor 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 6.0 L se utilizó en las camionetas Ford Super Duty hasta el año modelo 2007, pero se mantuvo hasta 2009 en las furgonetas Ford Econoline (año modelo 2010) y en los SUV Ford Excursion hasta después de los modelos 2005, cuando Ford descontinuó la producción de Excursion. El motor tiene un diámetro y carrera de 3.74 pulgadas × 4.13 pulgadas (95 mm × 105 mm) , lo que crea una cilindrada de 5,954 cc (6.0 L; 363.3 pulgadas cúbicas ) . Utiliza un turbocompresor de geometría variable y un intercooler, 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 ]}                     

El motor Power Stroke de 6.4 litros se introdujo en la Ford Super Duty de 2008 (desde la F-250 hasta la F-550) y fue el primer motor del mercado de camionetas ligeras que utilizaba turbocompresores duales directamente de fábrica. Además, fue el primer Power Stroke en incorporar un filtro de partículas diésel (DPF) para reducir las emisiones de partículas del escape. El nuevo DPF y el sistema de regeneración activa afectaron considerablemente el consumo de combustible , por lo que el motor finalmente se retiró después de 2010 y fue reemplazado por el Power Stroke de 6.7 litros. Si bien las reclamaciones de garantía comenzaron a mostrar un nivel de falta de fiabilidad similar al del anterior Power Stroke de 6.0 litros, el Power Stroke de 6.4 litros ha demostrado ser capaz de soportar los altos niveles de presión de sobrealimentación necesarios para generar una gran potencia y par motor.

El motor tiene un diámetro y carrera de 3,87 pulg. × 4,13 pulg. (98,3 mm × 104,9 mm) , lo que resulta en una cilindrada total calculada de 6369 cc (6,4 L; 388,7 pulg. cúbicas ) . A pesar de tener que cumplir con las regulaciones de emisiones, el motor pudo aumentar la potencia a 350 hp (261 kW) y el par a 650 lb⋅ft (881 N⋅m) en el volante. La potencia y el par se alcanzan a 3000 rpm y 2000 rpm respectivamente. También cuenta con un sistema turbo VGT compuesto . El aire entra 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 retardo del turbo al acelerar desde parado. El sistema turbo en serie está configurado para proporcionar una mejor respuesta del acelerador en movimiento, ofreciendo un flujo de potencia más similar al de un motor de aspiración natural . El motor de 6.4 L también cuenta con un filtro de partículas diésel (DPF) y enfriadores EGR duales, capaces de reducir la temperatura de los gases de escape hasta en 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 de los gases de escape, eliminando prácticamente el humo negro que la mayoría de los motores diésel expulsan al acelerar . La computadora del motor está programada para inyectar periódicamente combustible adicional durante la carrera de escape (lo que se denomina regeneración del DPF) para quemar el hollín acumulado en el filtro. Este motor está diseñado para funcionar únicamente con diésel de ultrabajo contenido de azufre ( ULSD ), con un contenido de azufre no superior a 15 ppm; el uso de diésel convencional provoca fallos en los equipos de control de emisiones y anula las garantías del fabricante.              

El motor de 6.4 litros ha sido objeto de una llamada a revisión ( la llamada a revisión de seguridad 07S49 se publicó el 23 de marzo de 2007) relacionada con la posibilidad de que salgan llamas del tubo de escape del camión. Este problema se origina en el filtro de partículas diésel (DPF), que forma parte del sistema de postratamiento de gases de escape. Se publicó una recalibración del módulo de control del motor (PCM) para eliminar la posibilidad de que se produzcan temperaturas excesivas en los gases de escape, junto con ciertas condiciones excepcionales derivadas de lo que se conoce como un "evento térmico".

El motor Power Stroke de 6.7 L debutó en las camionetas Ford Super Duty (F-250 a F-550) de 2011, reemplazando al Power Stroke de 6.4 L. 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 le dieron el nombre en clave "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 fundido de grafito compactado (CGI) para mayor resistencia y menor peso, culatas de aluminio de flujo inverso (los puertos de escape están ubicados en el valle de los elevadores) con camisas de agua dobles, seis pernos de culata por cilindro y un sistema de combustible Bosch common rail de alta presión de 29,000 psi (1,999 bar) . El sistema proporciona hasta cinco eventos de inyección por cilindro por ciclo utilizando inyectores piezoeléctricos de ocho orificios que rocían combustible en la cámara 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 simple de Garrett cuenta con una rueda compresora de doble cara, la primera en la industria, montada en un solo eje. ^{[ 15 ]} El bloque del motor es fundido por Tupy, que 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 original era de 390 hp (291 kW) y 735 lb⋅ft (997 N⋅m) . ^{[ 17 ]} pero poco después de que comenzara la producción, Ford anunció que había realizado una actualización del motor. El nuevo software de control del motor hace que el motor sea capaz de 400 hp (298 kW) a 2800 rpm y 800 lb⋅ft (1085 N⋅m) a 1600 rpm al tiempo que logra una mejor economía de combustible y sin ningún cambio físico en el motor. ^{[ 18 ]} Los motores 2015 están clasificados en 440 hp (328 kW) y 860 lb⋅ft (1166 N⋅m) . ^{[ 19 ]} Ford afirmó que el aumento en la potencia 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 la potencia se mantuvo igual. ^{[ 20 ]} Para competir con los motores Duramax y Cummins de GM y Ram, Ford aumentó la potencia 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 la potencia de este último no se hubiera incrementado 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 potencia. Se introdujo una variante de alto rendimiento para el año modelo 2023, que producía 500 hp (373 kW) y 1200 lb⋅ft (1627 N⋅m) de torque. ^{[ 21 ]}                            

El motor Power Stroke de 3.2 litros es un motor de cinco cilindros en línea que debutó en la Transit con especificaciones para EE. UU. en el año modelo 2015. Este motor es una versión modificada del motor diésel Ford Duratorq de 3.2 litros, adaptado para cumplir con las normas de emisiones de Estados Unidos. Para mejorar el consumo de combustible, reducir las emisiones y disminuir el ruido, la vibración y la aspereza (NVH) , cuenta con un sistema de inyección de combustible common-rail de alta presión e inyectores piezoeléctricos que pueden realizar hasta cinco inyecciones diferentes por ciclo de compresión. Incorpora un sistema EGR refrigerado por agua para reducir la temperatura de los gases de escape antes de su recirculación a través de la admisión. Una característica única del sistema de emisiones es que el catalizador de oxidación diésel (DOC) y el filtro de partículas diésel (DPF) se han combinado en una sola unidad, a diferencia de las dos unidades separadas tradicionales. El tratamiento de los gases de escape continúa con el sistema SCR, que consiste en la inyección de fluido de escape diésel para reducir los NOx. El motor cuenta con un turbocompresor de geometría variable que permite ajustar el flujo de aire de admisión en tiempo real para aumentar la potencia y la eficiencia del combustible. El motor también cuenta con una bomba de aceite de flujo variable para evitar el desperdicio de energía mecánica al bombear cantidades excesivas de aceite. Tiene pistones de aluminio fundido de baja fricción con inyectores de aceite para mantenerlos fríos durante condiciones de carga pesada, un soporte de leva de aluminio fundido a presión para rigidizar el tren de válvulas y reducir NVH, y para aumentar la durabilidad a bajas revoluciones, el cigüeñal es de hierro fundido y las bielas son forjadas. El bloque en sí es de hierro fundido gris extra rígido con una cubierta cerrada. ^{[ 28 ]} Las cifras de potencia para el 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 produce 197 hp (147 kW) y 350 lb⋅ft (475 N⋅m) de torque.          

El  motor turbodiésel V6 Power Stroke de 3.0 L, con nombre en clave "Lion", se introdujo en la Ford F-150 de 2018 para competir con la Ram 1500 EcoDiesel V6. El motor tiene un diámetro y carrera de 84 mm × 90 mm (3.31 pulg. × 3.54 pulg.) 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, acoplado a una transmisión automática Ford-GM de 10 velocidades . Proporcionaba una capacidad de remolque de hasta 11 440 lb (5189 kg) cuando estaba equipado adecuadamente. Las calificaciones de economía de combustible estimadas por la EPA variaron de 25–30 mpg _{- EE. UU.} (9,4–7,8 L/100 km; 30–36 mpg _{- imperial} ) en carretera, 20–22 mpg _{- EE. UU.} (12–11 L/100 km; 24–26 mpg _{- imperial} ) en ciudad, y 22–25 mpg _{- EE. UU.} (10,7–9,4 L/100 km; 26–30 mpg _{- imperial} ) combinado, dependiendo del tren motriz y el año del modelo. ^{[ 29 ]} Continuó ofreciéndose hasta el año modelo 2021 en Norteamérica. El Power Stroke de 3.0 L se ensambló en Dagenham, Inglaterra.                           

En los modelos sudamericanos, las versiones diésel de la Ford Ranger de 2001 a 2012 utilizaban un motor Power Stroke de 2.8 litros desarrollado por Navistar International a partir de un motor diésel de cuatro cilindros en línea de 2.5 litros del Land Rover Defender , con 130 hp (97 kW) (con válvula de descarga) o 133 hp ( 99 kW ) (con turbocompresor de geometría variable). La versión electrónica del Power Stroke es una versión de 3.0 litros con inyección de combustible common-rail, culatas de cuatro válvulas por cilindro y 160 hp (119 kW) (con turbocompresor de válvula de descarga); solo comparte el bloque y las bielas con la versión de 2.8 litros.      

El motor Power Stroke de 4.5 litros es un V6 con el mismo diseño de turbocompresor que el de 6.4 litros. La geometría de estos motores es la misma que la del 6.0 litros, con la excepción de dos cilindros. Los motores de 4.5 y 6.0 litros comparten algunas piezas. El motor de 4.5 litros venía de serie con 200 hp (149 kW) y 440 lb⋅ft (597 N⋅m) de torque.    

Los motores Power Stroke se han utilizado en las siguientes aplicaciones.

Ford Econoline E-350 y E-450 (furgonetas de tamaño completo)

• 1995–2003 7,3  L
• 2004–2010 6,0  L

Ford Excursion (vehículos utilitarios deportivos de tamaño completo)

• 2000–2003 7,3  L
• 2003.5–2005 6.0  L

Camionetas Ford Serie F (camionetas pickup de tamaño completo)

• Mediados de 1994 – Mediados de 2003 7,3  L ^{[ 30 ]}
• Mediados de 2003 – 2007 6.0  L
• 2008–2010 6,4  L
• 2011–presente 6,7  L
• 2018–2021 3.0  L (solo F-150)

Camiones Ford Serie F (F-650 y F-750 de servicio mediano)

• 2000–2003 7,3  L
• 2004–2008 6,0  L
• 2016–presente 6,7  L ^{[ 31 ]}

LCF (cabina baja hacia adelante)

• 2005–2010 4,5  L

Ford Transit

• 2015–2019 3,2  L

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