Nissan a nový motor 1.5 Turbo podrobně: Drobnost, ale zásadní!
V rámci příchodu třetí generace hybridního pohonu e-Power přichází také nový přeplňovaný tříválec 1,5 litru se zlepšeným spalováním.
Nový přeplňovaný tříválec o objemu 1,5 litru, interně označený ZR15DDTe, byl navržen coby spalovací jednotka třetí generace hybridního pohonu e-Power. Jeho zvláštností je, že spalovací motor v něm je pouze v roli pohonu generátoru elektrického proudu. To znamená, že trakci zajišťuje výhradně elektromotor. Jde o stejný princip, jaký už desítky let používají motorová železniční hnací vozidla s elektrickým přenosem výkonu (diesel-elektrické lokomotivy a jednotky).
Pokud zůstaneme u nového spalovacího motoru, tak jeho zásadní inovace spočívá ve zcela nově řešených sedlech ventilů. To je část hlavy, která má zásadní podíl na těsnosti spalovacího prostoru. Jinak řečeno, část hlavy válců, kam dosedají sací i výfukové ventily při jejich zavření.
Konvenčně řešená ventilová sedla jsou řešená jako samostatný celek. A tedy do hlavy jsou přidávána až dodatečně, podobně jako třeba ventilová vodítka a jiné malé části rozvodu. Nový motor Nissanu přináší poprvé technologii, kdy jsou ventilová sedla vytvořena přímo v hlavě. Je to podobný koncept, jako když porovnáte blok motoru s vloženými válci, ať už suchými nebo mokrými, s blokem, kde jsou vnitřní plochy válců řešeny buď tvrdokovovým nástřikem (nikasil, tvrdé chromování), případně jsou vytvořeny chemickým honováním přímo v hliníku bohatém na obsah křemíku (alusil).
Celý koncept nově řešených ventilových sedel se ukrývá pod projektem STARC (Strong Tumble Appropriately stretched Robust ignition Channel), zahájeným v roce 2021. Trochu krkolomné označení, které nicméně přímo vystihuje podstatu nové technologie. Hlavním cílem vývoje nového motoru bylo zvýšit termodynamickou účinnost. Ta dle Nissanu dosahuje až 42 procent, což je nezvykle vysoké číslo. U benzinových motorů je běžná tepelná účinnost maximálně 35 procent. O trochu lépe jsou na tom agregáty pracující v Millerově nebo Atkinsonově cyklu, nicméně přes 40 procent se zpravidla nedostanou. Diesely jsou o něco lepší (až 40 procent).
Zmíněných 42 procent termodynamické účinnosti dosahuje nový motor díky zlepšenému procesu spalování. Nově řešená ventilová sedla totiž umožnila mnohem vhodnější tvar hlavy při přechodu do spalovacího prostoru. Procházející vzduch tak proudí přibližně laminárně, a tedy rychleji než při použití konvenčních ventilových sedel. Ta způsobují nežádoucí víření (turbulentní proudění) vstupujícího vzduchu. Současně je vstup do válců navržen tak, aby vzduch rotoval ve vertikální rovině (tumble efekt).
Nově řešená ventilová sedla využívají moderní technologii známou jako „cold spray“. Český výraz pro to je „studená kinetizace“. Její princip spočívá v nanášení funkčních vrstev a současně nástřiku nebo v podstatě i tisku různě složitých dílů libovolné tloušťky. Trochu se to podobá známé 3D tiskárně.
V případě ventilových sedel motoru Nissanu je na styčné plochy hlavy válců nanášen kovový karbid, jehož vlastnosti výrazně předčí běžně užívané technologie ventilových sedel. Nástřik probíhá nadzvukovou rychlostí. Velmi důležitou roli hraje skutečnost, že technologie „cold spray“ umožňuje vytvořit ventilová sedla mnohem menších rozměrů, která jsou tvarově optimalizována způsobem, jaký nelze u konvenčního řešení dosáhnout.
Technologie cold spray neboli studená kinetizace, není nová. Používá se už od začátku třetího tisíciletí, ovšem tehdy výhradně v leteckém průmyslu. Nový motor se do sériové výroby dostane v červenci příštího roku v rámci SUV Qashqai. Výroba bude probíhat v britském Sunderlandu.
Zdroj: Nissan, webové stránky VZÚ Plzeň, Wikipedia Foto: Nissan
