Az Opel bemutatja az 1.0 SIDI turbómotort

Aachen/Rüsselsheim. Németországban, az Aacheni kollokviumon az Opel bemutatta új háromhengeres benzinmotorjának részleteit. A tiszta üzemű, csendes és sima járású, vadonatúj 1.0 literes SIDI Turbo magasabb szintre emeli a háromhengeresek működési kultúráját, amikor jövőre bemutatkozik az Opel ADAM erőforrásaként. Nemcsak gazdaságos és környezetbarát, hanem bársonyos finomsággal is dolgozik, felülmúlva nem egy nagyobb négyhengerest.

A „zseb-erőmű”, méreteit meghazudtolva, 85 kW/115 LE teljesítményt fejt ki, nyomatéka 166 Nm, 1800 és 4,700/perc között. Úgy húz, hogy alacsony fordulatszámról jobban gyorsít azonos lóerejű motoroknál, miközben sokkal kisebb a fogyasztása és a CO₂ emissziója. Ha például az Opel jelenlegi 1.6-os szívómotorjával hasonlítjuk össze, az új 1.0 SIDI Turbo (Spark Ignition Direct Injection) ugyanannyi lóerőt ad le, miközben nyomatéka 30 százalékkal nagyobb, fogyasztása pedig 20 százalékkal kisebb.

Technikája a legmodernebb – nagynyomású közvetlen befecskendezés, ultra-kompakt feltöltő, folyamatosan változó vezérlés és könnyű építési mód jellemzi, a hengerfejbe integrált kipufogócsonkkal. Hangmérnöki intézkedések egész sora járul hozzá suttogó hangjához, például az akusztikus motorblokk, az olajteknőben elhelyezett kiegyensúlyozó tengely, a befecskendező rendszer és a főtengely szerkezeti elszigetelése, a fogazott vezérműlánc és a zajszigetelő motorburkolat.

Az 1.0 SIDI Turbo az első tagja annak az új, 1,6 liter alatti három- és négyhengeres motorcsaládnak, amely az erős, de csökkentett méretű hajtóművek iránti igényeket elégíti ki. Jövőre debütál az Opel ADAM-ban, együtt az új, hatfokozatú sebességváltóval. Valamennyi járműalkalmazásban hozzá tartozik majd a Start/Stop funkció, kombinált CO₂ emissziója várhatóan jelentősen kisebb lesz 100 g/km-nél.

“E kis motor kifejlesztésekor nemcsak a fogyasztást és a CO₂ emissziót akartuk minimumra csökkenteni, hanem szerettük volna megmutatni, hogy három hengerrel is lehet olyan finom egy motor, mint néggyel vagy többel,” mondta Dr. Matthias Alt, a kis benzinmotoros terület főmérnöke az Opelnél. “A gyökerüknél ragadtuk meg a szokásos háromhengeresek kiegyensúlyozási-, zaj- és rezgési problémáit, és biztosak vagyunk, hogy vevőinket meglepi az eredmény. Nagyon élénk, eleven a motor, nem veszi el a vezetés örömét. Teljesítménye nagy, fogyasztása kicsi.”

A kategória legfinomabbja

Az Opel és a GM mérnökeiből verbuvált tervezőcsapat tiszta lapról indulva látott neki, hogy kiküszöbölje a háromhengeres motor „sántikáló”, rázós működését, amely hagyományosan lerontja a gazdasági előnyök hatását. Munkájuk eredményeképpen az 1.0 SIDI Turbo úgy szól, mint egy négyhengeres, és ezzel kiemelkedik a háromhengeresek közül. Alapos számítógépes modellezés után az egyes alkatrészeket külön-külön, majd az egész motort próbapadon ellenőrizték. Figyelmük kiterjedt a motorvezérlés funkcióira és a motor beépítésére az autóba.

Az alumíniumblokkot úgy konstruálták, hogy elnyomják mind a testhangot, mind a hangsugárzást, miközben súlyt takarítanak meg. Ez olyan jól sikerült, hogy jelentősen egyszerűbb hangszigetelő burkolással és motorfelfüggesztéssel elégedhettek meg, és egyszerűbben tudtak a járműalkalmazáshoz illő szívás- és kipufogás-hangfekvést elérni.

Mindezek hatására az 1.0 SIDI Turbo nemcsak a háromhengeres motoroknál jár simábban, hanem sok négyhengeresnél is. Például amikor teljes gázzal tesztelték próbapadon, a teljes fordulatszám-tartományban halkabb volt az 1,6 literig terjedő lökettérfogatú benzines turbómotoroknál.

A motor kifinomultságához hozzájáruló egyéb megoldások:

 ·         Az olajteknőben, hosszirányban elhelyezett kis kiegyensúlyozó tengely. Csendes fogazott lánc hajtja a főtengely fordulatszámával, de azzal ellentétes irányban.

·         A nagynyomású benzincsövet és a porlasztókat elszigetelték a hengerfejtől, így nincsenek fémes kontaktusok, nem hatolnak át a nyomás lüktetései a motorblokkra. Akusztikailag optimalizálták a benzinszivattyút és a csővezetékeket is.

·         A vezértengelyt halk fogazott lánc hajtja. Az egész rendszert, a feszítőkkel és a láncvezetőkkel együtt, minimális zajsugárzásra tervezték.

·         Csökkenti a zajt az alumínium olajteknő alján elhelyezett préselt acéllemez is.

·         További intézkedések: burkolat a motor tetején és elején, a szívócsonk és a forgattyús ház megfelelő kialakítása, a főtengely elszigetelése fekvőcsapágy-betétekkel, csekély sziszegésű turbófeltöltő alkalmazása.

Könnyű alumínium-felépítés

A súlycsökkentés érdekében alumínium présöntvényként állítják elő a motorblokkot, a hengerfejet és a forgattyúsház alaplemezét. A blokk és az alaplemez együttes súlya csupán 15.5 kg, a teljes motor pedig tíz százalékkal könnyebb az Opel jelenlegi, hasonló teljesítményű 1.6-os szívmotorjánál.

A hosszúlöketű kialakítás javítja a nyomatékkarakterisztikát – a löket 77.4, a furat 74.0 mm. A nagy teljesítmény érdekében 10.5:1-es sűrítési arányt, turbófeltöltést és nagynyomású közvetlen benzinbefecskendezést alkalmaztak.

A hengerfej különlegessége az alumíniumöntvénybe integrált, vízhűtéses kipufogócsonk. Több előnye van ennek az egy-darabos koncepciónak: gyorsan melegszik fel a motor, nem kellenek tömítések a kipufogónyílásoknál, ami az élettartam javára válik, és könnyebb elhelyezni a motort az autó elejében.

A blokkot beültetett öntöttvas hengerperselyek merevítik, felül alumíniumréteggel lezárva, amely a hengerfej tömítését javítja. Hasonlóan, beültetett gömbgrafitos öntöttvas betétek merevítik az alaplemez két végét. Hasonló célt szolgál az alumíniumból öntött olajteknő is.

A hat ellensúlyos, kovácsolt acél főtengely első fekvőcsapágyának tartósságát polimer-bevonat növeli, főképp a Start/Stop rendszer működésekor. Az acél hajtókarokat fémporból kovácsolják, ami azonos, vagy még nagyobb szilárdságot ad, mint a szokásos kovácsolás, de lehetőséget nyújt a tömeg-eltérések csökkentésére. A kisfej-persely kopását olajozó horony és a kúposság optimális szöge csökkenti. A dugattyúkat olajsugár hűti alulról, elérve természetesen a hengerfalat is, hidegindításkor hozzájárulva a motor csendes működéséhez.

A kis súly érdekében üreges felülfekvő vezértengelyek kis súrlódású görgős himbákkal működtetik a hengerenként négy szelepet. A vezérmű-lánc élettartamát önműködő, hidraulikus feszítés hosszabbítja meg. Mind a szívó-, mind a kipufogó oldalon alumínium állítómű szabályozza a vezértengely szöghelyzetét, bármely üzemhelyzetben a legjobb teljesítményt, fogyasztást és emissziót biztosítva.

Közvetlen befecskendezés: nagy teljesítmény, kis fogyasztás

Az 1.0 SIDI Turbo erősen húz, nyomatéka 30 százalékkal múlja felül az Opel jelenlegi 1.6-os szívómotorjáét, miközben egyformán 85 kW/115 LE a csúcsteljesítményük. A 166 Nm nyomatékmaximum széles sávban, 1800 – 4700/perc között áll rendelkezésre, míg a legnagyobb teljesítmény 5200/percnél. Tehát csak a méretei kicsik ennek a motornak, az ereje annál nagyobb. Ugyanakkor étvágytalan is, 20 százalékkal kevesebbet fogyaszt az 1.6-osnál. Az Opel ADAM-ban a CO₂ emissziója jóval 100 g/km alatt marad, ami megfelel 4.0 l/100 km kombinált fogyasztásnak.

Ennek kulcstényezője a nagynyomású közvetlen befecskendezés, amely mindig pontosan a megfelelő mennyiségű benzint adagolja. A 200 bar csúcsnyomással működő hatfuratos SIDI porlasztók ideálisan helyezkednek el az égéstér közepén, homogén elegyet képezve, anélkül, hogy fölöslegesen nedvesítenék a szívószelepet és a hengerfalat. A teljes dózist kis adagonként juttatja be a rendszer. A hengerfej és a közös nyomócső, illetve a porlasztók között nincs közvetlen fémes kapcsolat, ezáltal nem terjed tovább a befecskendező rendszer munkazaja. A csövet gumi/fém csillapító, a porlasztókat karbon-töltésű teflonszigetelés választja le. Tovább javítja az akusztikát a nagynyomású szivattyú zaját elnyomó algoritmus és a habosított külső héj.

A háromhengeres motor nagyobb gyújtásközei szélesebb bütyökprofilokat adnak a négyhengeresénél, így tovább maradnak nyitva a szelepek, javul a hengeröblítés, illetve az égés. Tovább fokozza a hatékonyságot a kétfokozatú, változó szállítású olajszivattyú. Nyomása az üzemviszonyoknak megfelelően változik, és itt kapcsolódik be, illetve ki a dugattyú olajsugaras hűtése. Igényvezérelt a vízpumpa is, kikapcsol, amíg hideg a motor, gyorsítva bemelegedését. A segédberendezéseket – vízpumpa, generátor és klímakompresszor – hajtó ötbordás ékszíjat (Front End Accessory Drive – FEAD) mechanikusan elszigetelik a vezértengely rezgéseitől. E megoldás egyben lehetővé tette a szíjfeszítés, és ezáltal a súrlódási veszteség csökkentését.

Kompakt, gyors reagálású turbófeltöltő 

Kihasználva a hengerfejbe integrált kipufogócsonkot, a turbót közelebb lehetett elhelyezni a motorhoz, mint egyéb elrendezéssel, ezáltal gyors és erőteljes a reagálása. A kipufogócsonk és a kis tehetetlenségű, filigrán turbófeltöltő egyaránt vízhűtéses, kivitelezésük az ékszerész munkáéhoz hasonló precizitást kívánt.

A turbó méretezése kulcsfontosságú az alacsony fordulatszámon leadott nagy nyomaték, a gyors gázpedál-reakció, a kis fogyasztás és a maximális teljesítmény egyensúlya szempontjából. Az egyfokozatú, szimpla beömlésű feltöltő maximális nyomása 1,5 bar. Töltőlevegő-hűtő és nyomásvezérelt megkerülő szelep tartozik hozzá. A turbinakerék átmérője mindössze 35 mm, a csekély sziszegő zajt keltő sűrítőé pedig 40 mm. Ennek köszönhető a kiváló viselkedés átmeneti üzemállapotokban: 1500/percről indulva 1,5 másodperc alatt felépül a csúcsnyomaték 90 százaléka. Közben hatszorosára nő a hengerben a nyomás, a turbó pedig percenként 250.000-re pörög fel.

A kipufogó vízhűtése javítja az emissziót, de hozzájárul a turbina hőelvonásához is. Ennek köszönhetően lehet a turbinakerék anyaga Inconel (ausztenites, nikkel-króm alapú szuperötvözet), a turbinaházé pedig ausztenites acél. A hengerfej felőli tömítést az egyik hővédő pajzsba foglalták, a súlyt pedig könnyű bilincsekkel és optimalizált konstrukcióval csökkentették.

A turbó erős örvénylést keltő szívócsöveken át táplálja a motort, ezáltal rövid ideig tart, és stabil az égés. Nagy terheléssel járatott turbómotorokon gyakran vissza kell venni az előgyújtást, hogy ne kopogjon a gép, itt viszont nincs szükség erre.

Megfelel a ma és a holnap igényeinek

Az 1.0 SIDI Turbo bevezetése a legutóbbi lépés az Opel hajtómű-portfóliójának alapvető megújításában, amelynek során 13 új motor jelenik meg 2012 és 2016 között, egy sor új erőátvitellel együtt. A program már megkezdődött az új közepes lökettérfogatú benzines és dízel család 1.6-os változatának elkészítésével. Most az 1.0 SIDI Turbo jött ki, mint az új, modulrendszerű, 1,6 liter alatti, három- és négyhengeres benzinmotor-család első tagja. Valamennyi az Opel korszerű szentgotthárdi gyárában készül, a benzinesek és a dízelek közös futószalagon követik egymást.

Az 1.0 SIDI Turbo jövőre mutatkozik be a kis ADAM erőforrásaként, de globálisan felhasználható lesz sokféle GM járműben, akár nagyobbakban is, manuális vagy automatikus erőátvitellel.

A többi új generációs Opel motorhoz hasonlóan az 1.0 SIDI Turbo is megfelel a csökkentett méretű, csekély fogyasztású és CO₂ emissziójú, de a nagyobbak erejét és működési kultúráját nyújtó motorok iránti igényeknek.