versenyképes CO2-kibocsátás - alacsony fogyasztás

Infiniti - Vadonatúj fejlesztésű V6-os dízelmotor

Az új fejlesztésű 3,0 l V6 dízelmotor érkezésével az Infiniti az európai piac csendes meghódításának második szakaszába lép.

_{2010.02.19 17:32}_ma.hu

Kinyomtatom

Fórumozok róla

+Nagyobb betűméret -Kisebb betűméret

_hirdetés

A V6 dízelmotor részletei

Az Infiniti új, V9X névre keresztelt V6 dízelmotorját az Infiniti mérnökei Európában fejlesztették ki a Renault és Nissan mérnökeinek együttműködésével a Párizstól mintegy 100 km-re fekvő Cleon városában, a cég ultramodern fejlesztőközpontjában. Az új motor fejlesztésekor kitűzött cél már a kezdetektől fogva az volt, hogy a végtermék egy olyan erőteljes, de kivételesen kifinomult dízelmotor legyen, amely eleget tesz az Infiniti igen magas elvárásainak, és amely alacsony üzemi zajszintjével képes tartani a lépést a benzinmotorokkal.

A motort később a Renault és a Nissan is felhasználják, lehetővé téve ezzel, hogy a szóban forgó két márka növelni tudja egyes modelljeinek vonzerejét és a motorok teljesítményét is. Szokatlan módon a V9X erőforrást mind az elsőkerék-, mind a hátsókerék, mind a négykerék-meghajtású modellekbe beépítik.

Az Infiniti olyan kompakt egységet szeretett volna alkotni, amely magas teljesítménye és nyomatéka mellett versenyképes károsanyag-kibocsátási értékeket, nagyfokú gazdaságosságot és páratlan kifinomultságot tud felmutatni, ezért a közvetlen befecskendezésű 2993 cm3-es V6 motor fejlesztése ezeknek az irányelveknek a mentén kezdődött el 2005-ben.

Bár a fejlesztés során a V8 dízelmotor lehetőségét is megvizsgálták, a választás mégis viszonylag korán a V6-os elrendezésre esett, mivel ez képes optimális egyensúlyt biztosítani a teljesítmény, a kifinomultság és a megcélzott hengerűrtartalom között az Alliance csoporthoz tartozó márkák esetében. A célkitűzés a 238 LE-s (175 kW) teljesítmény, az 500 Nm-es nyomaték biztosítása, valamint a közeljövőben bevezetésre kerülő Euro 5 károsanyag-kibocsátási szabványnak való megfelelés volt.

Ugyanakkor az (eredetileg benzinmotorokkal tervezett) EX és FX modellek motorterének kialakítása olyan kompakt erőforrást igényelt, amelyet akár kereszt- akár hosszirányban építenek be, mindenképpen a 60 fokhoz lehető legközelebb álló, viszonylag keskeny hengerszögű V-alakot tett szükségessé.

A fejlesztőmérnökök végül az igen szokatlan 65 fokos szög mellett döntöttek. Ez tökéletes kompromisszumot kínált a főtengely kiegyenlítése, a főtengely és a motorblokk megbízhatósága, valamint a motor burkolatának megoldása között; a 65 fokos hengerszög pedig elegendő helyet biztosított egy turbófeltöltő beépítéséhez is.

Az új V6 sikerének kulcsa azonban minden bizonnyal a motorblokk kialakításához választott anyagokban rejlik. Míg a versenytársak közül sokan alumínium ötvözetből gyártott hengerblokkal igyekeznek csökkenteni a dízelmotorok súlyát, addig a fejlesztőmérnökök azon az állásponton voltak, hogy az alumínium blokk kívánt kifinomultságának eléréséhez további anyagok is szükségesek, amelyek révén növelni lehet a blokk merevségét és csökkenteni a zajszintet. Ezen felül egy kiegyenlítő tengelyre is szükség lenne a kifinomult működéshez, ami egyrészt bonyolultabbá tenné a motor felépítését, másrészt pedig semlegesítené az alumínium-ötvözet használatából fakadó súlymegtakarítás előnyeit.

A hagyományos öntöttvas használata ezzel szemben túl nagy megterheléssel járna az első kerekekre, mindemellett pedig rontaná az Infiniti modellek által biztosított vezetési élményt. A mérnöki stáb választása ezért a kompaktgrafitos öntöttvasra (CGI) esett; egy olyan anyagra, amely rendelkezik a hagyományos öntöttvas minden előnyével, sőt számos olyan tulajdonságában (fokozott merevség és zajelnyelő képesség) felülmúlja azt, de közel sem olyan súlyos. Annak ellenére, hogy a CGI nehezebb egy színtiszta alumíniumból készült blokknál, itt nincs szükség további merevítőbordákra vagy kiegészítő zajszigetelésre, ezáltal pedig a blokk összességében könnyebb alumínium társainál.

A kompaktgrafitos öntöttvasat 1949-ben szabadalmaztatták, első ipari alkalmazása az európai nagysebességű vonatok fékrendszerében történt. A CGI 75%-kal erősebb és akár 75%-kal merevebb, a motorblokkok legelterjedtebb alapanyagául szolgáló szürkevasnál. Ezen felül a CGI magasabb hőmérsékleteknél is túlszárnyalja az alumínium teljesítményét, hiszen közel ötször nagyobb az anyagkifáradással szembeni tűrőképessége. A legfontosabb tulajdonsága azonban minden bizonnyal az, hogy egy CGI-ből készült motorblokk súlya akár 20%-al is alacsonyabb lehet egy hasonló kategóriájú öntöttvas blokk súlyánál.

Annak érdekében, hogy a motorszerkezetet terhelő hatalmas nyomások arányosak legyenek a leadott teljesítménnyel és nyomatékkal, a tervezés során a motorszerkezet merevségét számos különleges kiegészítővel optimalizálták. Ezek közé tartozik például egy nagyméretű, merev csatolólemez elhelyezése a nyomatékváltó háza és a motor közé; a közepesen mély köpennyel ellátott CGI hengerblokk; a kiegészítők közvetlen csavarkötéssel történő rögzítése a forgattyús házhoz; az integrált motortartó bak a felső vezérmű-fedélben; egy strukturális olajteknő; egy merev nyomatékváltó-ház; valamint egy axiális hajtáslánc-csapágy a sebességváltó oldalán.

Ugyanakkor a dízelmotorokra jellemző vibrációk csökkentése, valamint a teljes fordulatszám-tartományban jelentkező nem kívánt rezonanciák elkerülése érdekében, a tervezés bevezetési fázisában végrehajtott intenzív szerkezeti optimalizálás során végeselemes számítással azonosították a vibrációk forrását és határozták meg a blokk ideális szerkezeti formáját.

A végeredmény egy olyan kompakt, merev szerkezetű és kifinomult egység, amely önmagában két, az Infiniti által kitűzött tervezési célnak is megfelel: magas szintű kifinomultságot biztosít, és megőrzi az alváz ideális súlyeloszlását. A tesztek során az Alliance mérnökei megállapították, hogy a vizsgált motorok közül a V9X rendelkezik a legkevesebb 250 Hz-es és 500 Hz-es frekvenciájú rezgéssel.

Az egység főbb paraméterei:

Hengerelrendezés V, hat henger

Hengerűrtartalom 2993 cm3

Furat x löket 84 x 90 mm

Furatosztás 92 mm

Hengerszög 65 fok

Annak érdekében, hogy biztosan beférjen az FX és EX modellek motorházteteje alá, az új Infiniti motor és alkatrészei számos téren eltérnek az elsőkerék-meghajtású modellekben használt változattól. Ezen felül az FX és EX modellek motorterében is számos módosítást kellett eszközölni.

Az Infiniti modelleknél használt motorok eltérő motorblokkal rendelkeznek, ezen felül pedig új tervezésű főtengelyt, valamint új vagy újragondolt szívócsonkot, üzemanyag-befecskendező rendszert, kipufogógáz-visszavezetést, turbófeltöltőt, olajteknőt és szívócsonk katalizátort használnak. Az élénkebb reakciók érdekében a motort hangolását is megváltoztatták, de maga a motor is új „ruhát” kapott az Infiniti márka vizuális jellemzőivel és arculatával összhangban.

Az EX és FX modellek benzin és dízelmotorja között is jelentős eltérések vannak. Ilyen például az új elülső segédalváz-keret, az eltérő kialakítású első lökhárító, amely módosítja a motortérbe bejutó levegőáramlást, valamint az újratervezett fémlemezek a motortéren belül, amelyek a hűtéshez szükséges további hűtők elhelyezését biztosítják.

A motorfejlesztés következő fázisának célja az Infiniti tulajdonosok által megkövetelt teljesítményszint elérése volt. A végeredmény egy olyan vadonatúj fejlesztés, amely új szintre emeli a jelenleg alkalmazott közvetlen befecskendezéses technológiát. A károsanyag-kibocsátási értékek és az üzemanyag-fogyasztás közti egyensúly javítása érdekében optimalizáltál az égéstér kialakítását, a kompresszió-arányt pedig 16:1-re mérsékelték részben a gazdaságosság és az emisszió csökkentése, részben pedig a zajok, rezgések és zörejek (NVH) csökkentése érdekében.

Csökkentették a kúp alakú szelepülékek mélységét, beépítettek egy hét lyukú mini-sac befecskendező fúvókát, az úszókamra átmérőjét kiszélesítették, a befecskendezés szögét ennek megfelelően módosították egyrészt egy jobb örvényhatás, másrészt pedig a hőveszteség mérsékelése érdekében. A belső motorsúrlódás visszaszorítását olyan kiemelten sima felületű anyagok biztosítják, mint például a főtengelyhez felhasznált extra finom felületű kovácsolt acél.

A kategóriaelső nyomatékszintet és a versenyképes leadott teljesítményt egy, a motorra felszerelt, különálló turbófeltöltő alkalmazása, egy közbenső hűtő, valamint a legújabb generációs Bosch közös nyomócsöves üzemanyag-befecskendezés használata biztosítja. A rendszer ezen felül piezoelektromos befecskendezőket használ és 1800 bar-os nyomással működik.

A leadott 175 kW-os (238 LE) teljesítmény pontosan megüti a célértéket, míg a kategóriaelső 550 Nm-es nyomaték (a hátsó- és négykerék-meghajtású modelleknél) még túl is szárnyalja azt. A csúcsnyomaték már 1.750 ford/perc-től elérhető és kitart egészen 2.500-as fordulatszámig; az 500 Nm-es nyomaték pedig akár már 1.500-as percenkénti fordulatszámon is rendelkezésre áll. A percenkénti 650-es alapjárati fordulatszám kivételesen alacsony, ugyanakkor a motor mentes a dízelmotorokra általában jellemző zajoktól, rezgéstől és zörejektől.

A végeredmény: kimagasló teljesítménnyel párosuló, könnyed és kifinomult kialakítás. A gázreakció példaértékű, és bár a zajszint minimális, a kipufogó különleges hangolása erős gyorsulás közben nagyjából 2.500-as fordulatnál kellemesen sportos hangot bocsát ki.

A motor kifinomult működését az Infiniti zökkenőmentes, hétfokozatú automata sebességváltója egészíti ki, amely alapfelszerelés mind az EX, mind pedig az FX modellekben. A sebességváltó hangolását a magas nyomaték maximális kihasználásának figyelembe vételével végezték.

„Az új dízelmotor annyira kifinomult, hogy akár alapjáraton, akár 2.000-es fordulaton jár, a vezető csak akkor tudhatja meg, pontosan mi is történik a motorháztető alatt, ha rápillant a fordulatszámmérőre,” mondta Wright.