ไอรอน ดยุค
ภาพรวม
ผู้ผลิต	เจเนอรัล มอเตอร์ส
เรียกอีกอย่างว่า	เทคโนโลยี 4 (1982-1990)
การผลิต	พ.ศ. 2520–2536
เค้าโครง
การกำหนดค่า	สี่สูบเรียง
การเคลื่อนย้าย	150.8 ลูกบาศก์นิ้ว (2.5 ลิตร; 2,471 ซีซี)
กระบอกสูบ	4 นิ้ว (101.6 มม.)
จังหวะลูกสูบ	3 นิ้ว (76.2 มม.)
วัสดุบล็อกกระบอกสูบ	เหล็กหล่อ
วัสดุฝาสูบ	เหล็กหล่อ
ระบบวาล์ว	OHV 2 วาล์ว x กระบอกสูบ
อัตราส่วนการบีบอัด	8.25:1 (1977–1983) 9.0:1 (1984–1993)
ช่วงรอบต่อนาที
ความเร็วรอบเครื่องยนต์สูงสุด	5000 รอบต่อนาที
การเผาไหม้
ระบบเชื้อเพลิง	คาร์บูเรเตอร์ระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบลิ้นปีกผีเสื้อ
ประเภทเชื้อเพลิง	น้ำมันเบนซิน
ระบบน้ำมัน	อ่างน้ำมันเปียก
ระบบระบายความร้อน	ระบายความร้อนด้วยน้ำ
เอาต์พุต
กำลังส่งออก	85–110 แรงม้า (63–82 กิโลวัตต์)
กำลังจำเพาะ	34.4 แรงม้า (25.7 กิโลวัตต์)-44.5 แรงม้า (33.2 กิโลวัตต์) ต่อลิตร
แรงบิดเอาต์พุต	123–135 ปอนด์⋅ฟุต (167–183 นิวตัน⋅เมตร)
มิติ
น้ำหนักแห้ง	375 ปอนด์ (170 กิโลกรัม) [ 1 ] : 3
ลำดับเหตุการณ์
ผู้มาก่อน	เครื่องยนต์ GM 2300
ผู้สืบทอด	เครื่องยนต์ GM 122

เครื่องยนต์Iron Duke (เรียกอีกอย่างว่า151 , 2500 , Pontiac 2.5และTech IV ) เป็นเครื่องยนต์ลูกสูบ4 สูบเรียง ขนาด 151 ลูกบาศก์นิ้ว (2.5 ลิตร) ที่ผลิตโดยแผนก Pontiac MotorของGeneral Motorsตั้งแต่ปี 1977 ถึง 1993 เดิมทีพัฒนาขึ้นเป็น เครื่องยนต์ รถยนต์ประหยัด รุ่นใหม่ของ Pontiac และถูกนำไปใช้ในรถยนต์หลากหลายรุ่นในกลุ่มผลิตภัณฑ์ของ GM ในช่วงทศวรรษ 1980 รวมถึงจัดจำหน่ายให้กับAmerican Motors Corporation (AMC) ด้วย เครื่องยนต์นี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง การทำงานที่ราบรื่น และอายุการใช้งานที่ยาวนาน ไม่ใช่เพื่อสมรรถนะ^{[ 2 ]}คาดว่าการผลิตเครื่องยนต์ Duke ทั้งหมดจะอยู่ระหว่าง 3.8 ถึง 4.2 ล้านหน่วย^{[ 3 ]}

ในช่วงวิกฤตการณ์น้ำมันปี 1973เครื่องยนต์ที่ Pontiac ผลิตมีเพียงขนาด 350 ลูกบาศก์นิ้ว (5.7 ลิตร), 400 ลูกบาศก์นิ้ว (6.6 ลิตร) และ 455 ลูกบาศก์นิ้ว (7.5 ลิตร) ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ V8 เท่านั้นวิศวกรของ Pontiac ตระหนักว่าผลิตภัณฑ์ในอนาคตจะต้องมีขนาดเล็กลงและประหยัดน้ำมันมากขึ้น จึงได้รับมอบหมายให้พัฒนาเครื่องยนต์ใหม่ที่เหมาะสมสำหรับผลิตภัณฑ์ในอนาคตเหล่านี้^{[ 4 ]}วิศวกรได้พิจารณาพัฒนาเครื่องยนต์ V8 ที่มีขนาดเล็กกว่า เครื่องยนต์V6ที่พัฒนามาจาก V8 เครื่องยนต์V4ที่พัฒนามาจาก V8 และเครื่องยนต์สี่สูบเรียงที่พัฒนามาจากกระบอกสูบของ V8 (ในลักษณะเดียวกับเครื่องยนต์ "Trophy 4"ของPontiac Tempest ปี 1961 ) แต่ในที่สุดก็ตัดสินใจสร้างเครื่องยนต์สี่สูบใหม่ทั้งหมด^{[ 1 ] : 1} คำกล่าวอ้างที่ว่า 'ใหม่ทั้งหมด' นั้นเป็นเพียงคำศัพท์ทางการตลาดบางส่วน เนื่องจากชิ้นส่วนภายนอกหลายชิ้น เช่น ตัวจ่ายไฟ ปั๊มน้ำ ท่อร่วมไอดี และคาร์บูเรเตอร์ ถูกนำมาจากเครื่องยนต์ 4 สูบ Chevrolet รุ่นก่อนหน้าโดยตรง โดยบางชิ้นมีการเปลี่ยนแปลงขนาดเล็กน้อย ทำให้ไม่สามารถใช้แทนกันได้ ความสับสนยิ่งเพิ่มมากขึ้นเนื่องจากบล็อกเปล่าๆ ดูเหมือนกันเกือบทุกประการ แม้ว่าชิ้นส่วนภายในเกือบทั้งหมดจะไม่สามารถใช้แทนกันได้ระหว่างเครื่องยนต์ทั้งสองรุ่น การยืมชิ้นส่วนแบบนี้ช่วยลดเวลาและต้นทุนในการพัฒนา เครื่องมือ และการผลิตลงอย่างมาก เครื่องยนต์ Iron Duke ในช่วงไม่กี่ปีแรกมีความเกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์ 4 สูบ Chevrolet รุ่นก่อนหน้ามากกว่ารุ่นหลังๆ โดยมีการเปลี่ยนแปลงการออกแบบมากมาย เช่น ระบบฉีดเชื้อเพลิง ระบบขับเคลื่อนอุปกรณ์เสริมแบบสายพานแบน ฝาสูบแบบไหลข้าม และเพลาสมดุล ที่น่าสนใจคือ ปั๊มน้ำจากรุ่นการผลิตช่วงหลังๆ สามารถติดตั้งเข้ากับเครื่องยนต์ 4 สูบ Chevrolet 151 รุ่นปี 1961 ที่ผลิตในปีแรกได้ แม้ว่าจะออกแบบมาสำหรับการหมุนย้อนกลับก็ตาม

เป้าหมายการออกแบบของทีมพัฒนาคือการลดเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือนให้น้อยที่สุด ในขณะเดียวกันก็เพิ่มความทนทานการขับขี่ประหยัดน้ำมัน และกำลังที่ "ใช้งานได้" ที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์ต่ำให้มากที่สุด^{[ 1 ] : 1} พวกเขาเริ่มต้นด้วยการวิเคราะห์เครื่องยนต์สี่สูบอื่นๆ ที่ผลิตใน General Motors ในขณะนั้น และพบว่า เครื่องยนต์ สี่สูบ Chevrolet ขนาด 153ลูกบาศก์นิ้ว (2.5 ลิตร) รุ่นGM do Brasil ซึ่งมี ระยะชักสั้นกว่า 3 นิ้ว (76 มม.) และ ก้านสูบยาวกว่า 6 นิ้ว (150 มม.) ช่วยลดการสั่นสะเทือนรอง ได้อย่างมาก เมื่อเทียบกับการออกแบบ Chevrolet ดั้งเดิมและเครื่องยนต์สี่สูบ 2.3 ลิตรใหม่กว่าจากChevrolet Vega [ ^{1 ] : 1–2} ซึ่งทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้เพลาสมดุลแบบหมุนสวนทางซึ่งจะเพิ่มน้ำหนัก ความซับซ้อน และต้นทุนของเครื่องยนต์^{[ 1 ] : 3} แม้ว่าจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบ ระยะชัก และระยะห่างระหว่างกระบอกสูบเหมือนกับเครื่องยนต์ของบราซิล แต่ชิ้นส่วนส่วนใหญ่ไม่สามารถใช้แทนกันได้^{[ 1 ] : 2}

การมุ่งเน้นการสร้างกำลังที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์ต่ำถือเป็นการพิจารณาอย่างรอบคอบเพื่อให้บรรลุเป้าหมายการออกแบบอื่นๆ มีการพิจารณาอย่างรอบคอบในการออกแบบท่อร่วมไอดีและ ระบบ หมุนเวียนไอเสียเพื่อให้แน่ใจว่ากำลังที่ส่งออกจากแต่ละกระบอกสูบมีความเท่าเทียมกัน ลดการใช้พลังงานของปั๊มน้ำและปั๊มน้ำมัน และออกแบบแหวน ลูกสูบ กระบอกสูบ และเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อลดแรงเสียดทานให้น้อยที่สุด ^{[ 1 ] : 3–5}

เพื่อเพิ่มความทนทานสูงสุดบล็อกเครื่องยนต์จึงทำจากเหล็กหล่อพร้อมแบริ่งหลัก ห้าตัว แทนที่จะใช้บล็อกอะลูมิเนียมหล่อที่ค่อนข้างเปราะบางซึ่งใช้ในเครื่องยนต์ Vega ขนาด 2.3 ลิตร (แม้จะมีบล็อกเหล็กหล่อ แต่ Iron Duke ก็มีน้ำหนักเพิ่มขึ้นเพียงประมาณ 20 ปอนด์) เพลาลูกเบี้ยวเหนือฝาสูบแบบขับเคลื่อนด้วยสายพาน ของเครื่องยนต์ขนาด 2.3 ลิตร ถูกยกเลิกไป และเปลี่ยนมาใช้การออกแบบวาล์วเหนือฝาสูบพร้อมเฟืองไทม์มิ่งแทน สลักเกลียวที่ออกแบบมาเป็นพิเศษซึ่งยืดได้มากกว่าสลักเกลียวทั่วไปเล็กน้อยถูกใช้เพื่อยึดท่อร่วมไอดีและท่อไอเสียเข้ากับฝาสูบเพื่อให้สามารถขยับได้เล็กน้อยในขณะที่ยังคงรักษาการปิดผนึกของปะเก็นเพื่อป้องกันไม่ให้ท่อร่วมแตกเมื่อขยายตัวเนื่องจากความร้อน [ ^{1 ] : 6–7}

มีการใช้ คาร์บูเรเตอร์แบบสองขั้นตอนสองกระบอกพร้อมโช้ค ไฟฟ้า เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการสตาร์ทเครื่องยนต์ในสภาพอากาศเย็น ในขณะที่แผ่นกันความร้อนที่ติดตั้งไว้ใต้คาร์บูเรเตอร์และระหว่างท่อไอดีและท่อไอเสียถูกนำมาใช้เพื่อป้องกันความร้อนสะสมในน้ำมันเบนซินในคาร์บูเรเตอร์ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพในสภาพอากาศร้อน เมื่อตระหนักว่ารถยนต์ที่มีเครื่องยนต์สี่สูบที่ติดตั้งระบบปรับอากาศมักประสบปัญหาในการขับขี่ในสภาพอากาศร้อน จึงได้มีการปรับปรุงเพิ่มเติม ได้แก่ สวิตช์ตัดการทำงานที่ปิดคอมเพรสเซอร์เมื่อเปิดคันเร่งจนสุดและการหน่วงเวลาในวงจรของระบบปรับอากาศเพื่อป้องกันไม่ให้คอมเพรสเซอร์ทำงานจนกว่าจะผ่านไปสิบสองวินาทีหลังจากสตาร์ทเครื่องยนต์^{[ 1 ] : 7–10}

เครื่องยนต์ Iron Duke ถูกนำมาใช้ครั้งแรกใน รถยนต์ขนาดเล็ก AstreและSunbird รุ่นปี 1977 โดยแทนที่เครื่องยนต์ Vega ขนาด 2.3 ลิตร และในรถยนต์ขนาดกะทัดรัดPhoenixเนื่องจากรถยนต์เหล่านี้ได้รับการออกแบบมาสำหรับเครื่องยนต์ Chevrolet เป็นหลัก เครื่องยนต์ Iron Duke จึงใช้รูปแบบการยึดน็อตของเรือนคลัตช์แบบ Chevrolet แทนที่จะเป็นแบบ Buick-Oldsmobile-Pontiac V8 ในปีต่อมา การใช้งานเครื่องยนต์ได้ขยายไปยังรถยนต์รุ่นคู่แฝด ของ Sunbird ที่ ใช้ เครื่องยนต์ Chevrolet และ Oldsmobile คือ MonzaและStarfire

สำหรับรุ่นปี 1979 เครื่องยนต์ได้รับการออกแบบใหม่อย่าง กว้างขวาง ฝาสูบแบบไหลย้อนกลับ เดิม ถูกแทนที่ด้วยการออกแบบแบบไหลข้ามคาร์บูเรเตอร์แบบสองช่องใหม่ที่เรียกว่า "Vara-Jet" ได้รับการแนะนำตัวจ่ายไฟถูกย้ายตำแหน่ง และขนาดของอ่างน้ำมันเครื่องลดลง ชิ้นส่วนเดียวที่ยกมาจากเครื่องยนต์ปี 1978 คือก้านสูบ^{[ 5 ]}กำลังสูงสุดเพิ่มขึ้นเป็น 90 แรงม้า

สำหรับปี 1980 เครื่องยนต์ Iron Duke ได้รับการออกแบบใหม่ให้ติดตั้งในแนวนอน เพื่อให้เหมาะกับ รถยนต์ ขับเคลื่อนล้อหน้า แบบใหม่ ของ General Motors ในตระกูล "X-body"รูปแบบการยึดสลักของเรือนเกียร์ได้รับการปรับปรุงให้ตรงกับ เครื่องยนต์ V6 60° รุ่นใหม่

GM เริ่มจำหน่ายเครื่องยนต์ให้กับAmerican Motors Corporation (AMC) ตั้งแต่รุ่นปี 1980 เป็นต้นไป โดยเป็นเครื่องยนต์พื้นฐานใน รถยนต์ Spirit , ConcordและEagleรวมถึงในรถJeep CJรุ่น พื้นฐานด้วย ^{[ 6 ]}เครื่องยนต์ที่ AMC ซื้อยังคงใช้รูปแบบตัวเรือนเกียร์ V8 ของ Chevrolet เครื่องยนต์สี่สูบถูกยกเลิกจากรุ่นขับเคลื่อนล้อหลังของ AMC หลังจากปี 1982 ในปี 1983 เครื่องยนต์พื้นฐานของรถ Eagle ขับเคลื่อนสี่ล้อเปลี่ยนจาก Iron Duke เป็นเครื่องยนต์สี่สูบขนาด 150 ลูกบาศก์นิ้ว (2.5 ลิตร) ที่ AMC พัฒนาขึ้นใหม่รถ Jeep CJ รุ่นปี 1980 ถึง 1983 ก็มี Iron Duke เป็นเครื่องยนต์พื้นฐานเช่นกัน^{[ 7 ]}

รถยนต์รุ่น Iron Dukes ติดตั้งระบบฉีดเชื้อเพลิง (TBI ผ่านหัวฉีดเดี่ยวในตัวเรือนปีกผีเสื้อ) ในปี 1982 รุ่นนี้ได้รับการตั้งชื่อว่าTech IVแม้ว่าCar and Driverจะล้อเลียนในภายหลังว่าเป็น Tech IV รุ่น ธรรมดากำลังเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นเป็น 90 แรงม้า (67 กิโลวัตต์) ^{[ 11 ]}

ในปี 1984 ได้มีการเปลี่ยนฝาสูบเป็นแบบสเวิร์ลพอร์ตที่มีอัตราส่วนกำลังอัด 9.0:1 (แทนที่จะเป็น 8.25:1) ทำให้กำลังเพิ่มขึ้น 2 แรงม้า (1.5 กิโลวัตต์) ส่วนการปรับปรุงอื่นๆ ในปี 1985 ได้แก่ ลูกปืนยกวาล์วแบบลูกกลิ้ง ตลับลูกปืนที่ดีขึ้น และเพลาข้อเหวี่ยง ใหม่ มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญหลายอย่างในปี 1987 ซึ่งรวมถึง: ฝาสูบ ท่อไอดี และ โมดูล หัวฉีดเชื้อเพลิงแบบลิ้นปีกผีเสื้อที่ดีขึ้น; สายพานเซอเพนไทน์ที่ทันสมัยกว่าพร้อมตัวปรับความตึงแบบสปริงอัตโนมัติสำหรับอุปกรณ์เสริม; และระบบจุดระเบิดแบบไร้จานจ่าย (DIS) การปรับปรุงเครื่องยนต์ครั้งนี้ทำให้กำลังเพิ่มขึ้นเป็น 98 แรงม้า (73 กิโลวัตต์) ในปี 1988 ได้ มีการเพิ่ม เพลาสมดุลเพื่อลดการสั่นสะเทือนของเครื่องยนต์ ก่อนหน้านี้ เครื่องยนต์ใช้แท่นยึดเครื่องยนต์ด้านหน้าแบบ "กระดูกสุนัข" ที่ยึดติดกับฝาครอบของตัวล็อคฝากระโปรงรถ เพื่อช่วยควบคุมการสั่นสะเทือน การปรับปรุงเพิ่มเติมในภายหลัง ได้แก่ ลูกสูบใหม่ ก้านสูบ เพลาข้อเหวี่ยง และระบบหล่อลื่นในอ่างน้ำมันเครื่อง รุ่นที่ทรงพลังที่สุดของ Tech IV เพิ่มขีดจำกัดรอบเครื่องยนต์เป็น 5500 รอบต่อนาที และให้กำลัง 110 แรงม้า (82 กิโลวัตต์) Tech IV ใช้ รูปแบบ เรือนคลัตช์ แบบเดียว กับเครื่องยนต์ V6 60 องศา ขนาด 2.8 ลิตร ตลอดหลายปีที่ผ่านมา เครื่องยนต์ Tech IV ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องยนต์ที่เชื่อถือได้สำหรับเจ้าของรถ เมื่อไม่ได้ใช้งานเกินขีดจำกัด เครื่องยนต์ Iron Duke ทุกรุ่นตั้งแต่ปี 1978-1990 ใช้ เฟืองเพลา ลูกเบี้ยวไมคาร์ตาที่ ขบกับเฟืองเหล็กบนเพลาข้อเหวี่ยงโดยตรง ส่วนเครื่องยนต์ VIN R และ U ปี 1991-92 ใช้โซ่ไทม์มิ่งแทน

รถGrumman LLV (Long Life Vehicle) ที่สร้างขึ้นตั้งแต่ปี 1987 ถึง 1994 สำหรับบริการไปรษณีย์ของสหรัฐอเมริกาเพื่อใช้ในการส่งจดหมายนั้น ในตอนแรกใช้เครื่องยนต์ Iron Duke ข้อกำหนดของบริการไปรษณีย์ระบุอายุการใช้งาน 24 ปี และรถที่มีเครื่องยนต์ขนาด 2.5 ลิตรนั้นมีอายุการใช้งานเกินความคาดหมาย^{[ 12 ]}

• 
  เครื่องยนต์ "เทค IV"
• 
  เครื่องยนต์ GM Iron Duke ปี 1990 ที่ตัดชิ้นส่วนบางส่วนออกเพื่อเผยให้เห็นการจัดเรียงภายใน

บล็อกเครื่องยนต์ Iron Duke เป็นพื้นฐานของเครื่องยนต์แข่งสี่สูบSuper Duty ของ Pontiac ในช่วงทศวรรษ 1980 ซึ่งเป็น เครื่องยนต์สมรรถนะสูงรุ่นสุดท้ายในตระกูลเครื่องยนต์ Pontiac Super Dutyเครื่องยนต์เหล่านี้ถูกนำไปใช้ในการแข่งขันNASCAR Charlotte /Daytona Dash Series , การแข่งขัน IMSA GT Championship (ในรถยนต์คลาส GTP และ GTU) และแม้แต่ใน เรือแข่ง ของ American Power Boat Associationเครื่องยนต์ Super Duty ยังคงถูกใช้ใน การแข่งขัน ARCAจนถึงช่วงปี 2000

นอกจากชิ้นส่วนที่ตรงกับขนาดความจุ 2.5 ลิตรของเครื่องยนต์ Iron Duke รุ่นมาตรฐานแล้ว Pontiac Motorsports ยังมีเพลาข้อเหวี่ยงและก้านสูบที่เข้าชุดกันให้เลือกอีกด้วย ทำให้ได้ขนาดความจุตั้งแต่ 2.1 ลิตรถึง 3.2 ลิตร เครื่องยนต์ Super Duty ขนาด 2.7 ลิตร กำลัง 232 แรงม้า (173 กิโลวัตต์) เป็นเครื่องยนต์ที่ขับเคลื่อน รถ Fiero Indy Pace Car ปี 1984 ให้ทำความเร็วได้มากกว่า 138 ไมล์ต่อชั่วโมง (222 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ในระหว่างการแข่งขัน แต่เครื่องยนต์ Super Duty ไม่เคยมีให้เลือกในรถยนต์ GM ที่ผลิตจากโรงงาน อย่างไรก็ตาม GM จำหน่ายชิ้นส่วนเฉพาะสำหรับ Super Duty ที่ตัวแทนจำหน่ายที่ได้รับอนุญาต และชิ้นส่วนทั้งหมดที่จำเป็นในการแปลงเครื่องยนต์ Iron Duke รุ่นมาตรฐานให้เป็นเวอร์ชัน Super Duty ก็มีจำหน่าย

บริษัท Kansas Racing Products ยังคงผลิตเครื่องยนต์ต่อไปในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 หลังจากซื้อสิทธิ์ในการผลิตจาก GM

นอกจากนี้ Cosworthยังผลิต หัว วาล์ว 16 ตัวแบบดับเบิลโอเวอร์เฮดแคมสำหรับเครื่องยนต์แข่งรุ่น 3.0 ลิตร ( Cosworth Project DBA, 1987) ^{[ 13 ]}

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์ Iron Duke ของ General Motors

• ข้อมูลเกี่ยวกับรถจี๊ป 151