Презентація турбодвигуна Toyota
З нагоди рестайлінгу Auris компанія Toyota представила новий двигун, що відповідає сучасній тенденції зменшення робочого обсягу та наддуву двигуна за допомогою турбокомпресора. Потужність 116 кінських сил, 1,2-літровий турбокомпресор представлятиме серце бензинової лінійки.
Тойота, безсумнівно, є першопрохідцем з точки зору альтернативних двигунів, будь то з точки зору гібриду (Toyota Prius) або електричного живлення від паливного елемента (Toyota Mirai). Однак японський виробник досі здавався відмовитись від теплових двигунів порівняно з конкурентами, двигуни, які тим не менше становлять значно більший обсяг продажів.
Після 2,0-літрового турбонаддува, який оснащує позашляховик Lexus, 1,2-літровий турбомотор є другим двигуном нового покоління в рамках японської групи. Це нове сімейство двигунів було розроблено по 4 осях:
- оптимізація горіння всередині циліндра
- знижений ризик стуку
- зменшення втрат від перекачування
- зменшення тертя
Основні риси
1,2-літровий турбомотор - це 4-циліндровий двигун (на відміну від великої частини двигунів рівномірного робочого обсягу, які мають лише 3 циліндри, як, наприклад, Ford 1.0l Ecoboost), побудований навколо алюмінієвого блоку. Якщо теоретично 3 циліндри є більш вигідними з точки зору зменшення тертя (менше рухомих частин), цей тип архітектури більш схильний до вібрацій.
1.2l обладнаний турбонаддувом з одним входом (одинарним прокруткою) та прямим впорскуванням. Отвір поршня становить 71,5 мм для ходу 74,5 мм. Довготактна архітектура традиційно віддає перевагу низькому кінцевому моменту.
Під капотом Auris він забезпечує потужність 85 кВт (116 кінських сил) від 5200 до 5600 оборотів в хвилину і крутний момент 185 Нм від 1500 до 4000 об/хв. Коефіцієнт стиснення становить 10: 1 - значення, яке зараз є стандартним для цього типу двигунів.
Двигун оснащений подвійним розподільним валом та 4 клапанами на циліндр. Розподіл відбувається за ланцюжком. Час роботи клапана безперервно змінюється як на вході, так і на виході (VVT-iW). На впуску, змінна синхронізація спрацьовує за допомогою електроприводу, тоді як привід гідравлічного типу на вихлопі.
Електричний привід дозволяє швидше змінювати налаштування. З іншого боку, електричний привід працює від запуску двигуна та з найнижчих швидкостей, на відміну від гідравлічного приводу.
1. Оптимізація горіння
Для того, щоб оптимізувати горіння в балоні, Toyota розробила впускні канали для створення вертикального вихрового руху ("перекидання") для отримання максимально однорідної суміші між свіжим повітрям і паливом, що впорскується безпосередньо в балон.
Головка поршня також оброблена таким чином, щоб оптимізувати цей вихор у циліндрі. Нарешті, орієнтація форсунок оптимізована таким чином, щоб уникнути виступу палива на гільзи циліндрів, тобто на холодні стінки.
2. Знижений ризик стуку
Toyota намагалася мінімізувати ризик самозаймання, контролюючи температуру газів. З одного боку, колектор вбудований в головку блоку циліндрів, що охолоджується водою. Цей процес, який зараз широко застосовується на бензинових двигунах (наприклад, наприклад, 1,0-літровий турбо SIDI від Opel), дозволяє значно знизити температуру стінок колектора та обмежити ризик горіння всередині останнього під час відкриття клапана.
З іншого боку, впускний пристрій забезпечений обмінником повітря/води, що дозволяє зменшити підвищення температури газів на впуску завдяки турбокомпресору. Насправді, чим гарячіше повітря в балоні, тим більше ризик самозаймання в балоні.
3. Зменшення втрат від перекачування
Як і двигун Prius, 1,2-літровий турбокомпонент здатний працювати відповідно до так званого циклу двигуна Аткінсона (хоча його, скоріше, слід називати циклом Міллера, будучи двигуном з турбонаддувом) або згідно циклу Бо де Роша (традиційний циклу). Ця операція стала можливою завдяки плавно регульованому часу клапана на впуску в широкому діапазоні (30 ° на виході, майже 60 ° на вході).
Сучасне визначення циклу Аткінсона полягає в тому, щоб швидкість розширення була більшою, ніж швидкість стиснення, щоб мінімізувати тиск усередині циліндра в кінці розширення та полегшити підняття поршня під час фази вихлопу. З іншого боку, коли ступінь стиснення нижча, поршню потрібно менше енергії під час підйому для стиснення газів.
Коли двигун працює на циклі Аткінсона, впускні клапани залишаються відкритими протягом певного періоду після того, як поршень досяг нижньої мертвої точки і починає підніматися (фаза стиснення). При роботі за традиційним циклом впускні клапани закриваються найпізніше, як тільки поршень досягне нижньої мертвої точки.
Цикл Аткінсона ефективно зменшує втрати від накачування. Однак цей виграш реально видно лише при частковому навантаженні та при відносно низьких оборотах двигуна. Крім того, щоб гарантувати потужність і крутний момент, доступні в широкому діапазоні частот обертання двигуна, двигун працює відповідно до класичного циклу Бо де Роша на холостому ходу та при повному навантаженні.
4. Зменшення тертя
Для мінімізації тертя всередині циліндра поршні мають смоляне покриття. Крім того, потужність масляного насоса зменшена до мінімуму. Нарешті, ремінь, що приводить в рух аксесуари, був предметом особливої уваги для зменшення втрат через згинання ременя навколо шківів.