Hyundai Motor разработала свой первый бензиновый двигатель
с прямым впрыском

17 ноября 2009 года в рамках экологической программы по снижению потребления топлива и выбросов парниковых газов в атмосферу компания Hyundai Motor представила двигатель 2.4 Theta II GDI - свой первый бензиновый двигатель с прямым впрыском.

Технология GDI представляет собой существенное усовершенствование системы распределенного впрыска, которая заменила в 80-х годах карбюратор. Новая разработка делает Hyundai лидером в области конструирования и обслуживания двигателей, позволяя добиться трех на первый взгляд несовместимых задач: снижение вредных выбросов, увеличение мощности и сокращение расхода топлива.

В соответствии с техническими характеристиками для корейского рынка 2.4 Theta II GDI имеет коэффициент сжатия 11,3:1 и обеспечивает мощность в 201 л. с. при 6300 об/мин и крутящий момент в 250 Н*м при 4250 об/мин.

На разработку нового двигателя было потрачено 170 млрд. вон и 46 месяцев исследовательских работ. Дебют 2.4 Theta II GDI состоится в первой половине 2010 г., когда его начнут устанавливать в новейшую модель i50 (новая Sonata), что позволит значительно укрепить позиции компании на рынке среднеразмерных седанов. В дальнейшем технология GDI будет использоваться во всем семействе бензиновых двигателей автомобилей Hyundai.

Одним из серьезных ограничений распределенного впрыска топлива является то, что при увеличении числа оборотов двигателя циклы открытия и закрытия клапанов постепенно сокращаются, что ведет к уменьшению времени на впрыск. GDI позволяет полностью устранить эту проблему благодаря размещению топливной форсунки в наиболее оптимальном месте, то есть непосредственно в камере сгорания. Это обеспечивает уникальную точность впрыска. Такой намного более короткий и прямой канал подачи горючей смеси дает совершенно другой уровень контроля над процессом сгорания: топливный насос впрыскивает топливо под высоким давлением в 150 бар, с точной дозировкой и интервалами.

Для обеспечения оптимального сгорания впрыск разбивается на две фазы: на первой фазе выполняется первичный впрыск небольшого количества горючей смеси и ее зажигание, которое запускает движение поршня вниз. Затем в основной фазе во время опускания поршня впрыскивается и поджигается больший объем топлива. Такая техника позволяет снизить нагрузку на каталитический нейтрализатор и сократить вредные выбросы. Она особенно эффективна при холодном старте, когда выброс вредных веществ максимален из-за того, что катализатор не нагрелся до оптимальной температуры. Двухфазовый впрыск позволяет каталитическому нейтрализатору достичь оптимальной рабочей температуры быстрее, что на 25 % снижает вредные выбросы во время холодного старта и соответствует стандартам ULEV-2 и PZEV Калифорнийского совета воздушных ресурсов.

К другим преимуществам GDI относятся улучшенные динамические характеристики и уменьшенный расход топлива. По сравнению с обычным двигателем такого же рабочего объема GDI обеспечивает на 7 % больший крутящий момент на низких оборотах и на 12 % больший крутящий момент на высоких оборотах, что упрощает начало движения и обгон. И, наверное, самое важное преимущество состоит в том, что автомобиль с двигателем GDI будет расходовать на 10 % меньше топлива, чем автомобиль с обычным двигателем с распределенным впрыском. Точные данные по расходу топлива будут объявлены сразу после начала розничных продаж.

Технология GDI реализуется в двигателях Theta второго поколения. В Theta II имеется огромное число конструктивных улучшений по сравнению с его предшественником. Для начала следует упомянуть трехфазную систему изменения геометрии впускного тракта (VIS), которая улучшает "дыхание" мотора за счет автоматической регулировки объема воздуха, засасываемого в камеру сгорания, для создания "оптимальной" топливовоздушной смеси при разных нагрузках на двигатель.

Дальнейшая оптимизация производительности стала возможна благодаря внедрению двойной системы непрерывного изменения фаз газораспределения (DCVVT), которая увеличивает эффективность воздушной системы двигателя при всасывании и выпуске. В зависимости от нагрузки на двигатель и скорости DCVVT может увеличивать или сокращать продолжительность циклов открытия и закрытия клапанов для повышения мощности, снижения расхода топлива и вредных выбросов. Кроме того, система DCVVT управляется новой стальной цепью с инновационным барабаном и зубьями, обеспечивающими тихую работу и износостойкость.

Наряду с увеличением мощности благодаря системам DCVVT и VIS, инженерам Hyundai удалось внедрить ряд важных решений, позволяющих снизить вес двигателя. Особое внимание уделялось перегородке, области алюминиевого блока цилиндров, на которую приходится наибольшая нагрузка. Благодаря увеличению жесткости удалось получить более надежный блок, не увеличивая его массы. Изменение конструкции коленчатого вала позволило добиться примерно такого же снижения веса. Каталитический нейтрализатор также стал легче благодаря новому процессу герметизации, который позволяет использовать нержавеющую сталь меньшей толщины и требует намного меньше сварки.

Другой важнейшей инженерной задачей было снижение внутреннего трения для повышения экономичности. Для этого крепление поршневых пальцев было изменено с фиксированного на полностью плавающее, что позволило значительно снизить трение между поршнем и стенками цилиндра. А под головкой поршня было добавлено сопло охлаждения, которое распыляет масло на стенки поршня, снижая трение и помогая сократить потребление топлива.

www.test-drive.ru/hyundai