Гараж
Главная  /  Гараж  /  Особенности двигателей Jaguar Land Rover семейства Ingenium
[

Ingenium. Перевод с латинского

]
Особенности двигателейJaguar Land Rover семейства Ingenium
Американское издание Wards Auto выпустило новую версию ежегодного списка десяти лучших двигателей мира. В 2018 году в число победителей вошел двухлитровый мотор Ingenium, разработанный компанией Jaguar Land Rover. Разберемся в нюансах этого силового агрегата

Название Ingenium объединяет целое семейство легких компактных дизельных и бензиновых двигателей с турбонаддувом, которые ставятся на автомобили Jaguar и Land Rover. Производство таких моторов организовано на британском заводе в Вулверхэмптоне. Дизельный мотор AJ200D встал на конвейер в 2015 году, а бензиновый AJ200P вышел в серию годом позже. У каждого мотора три варианта исполнения с разным уровнем мощности. Модификации низкой и средней мощности одинаковы в деталях и отличаются лишь настройками блока управления. Моторы высокой мощности (300 л. с. для бензинового, 240 л. с. для дизельного) получили модифицированную топливную аппаратуру, более производительный турбокомпрессор, усиленные поршни и коленчатый вал. Семейство Ingenium — модульное, его архитектура позволяет быстро и эффективно разрабатывать двигатели разного объема, удовлетворяющие текущим и будущим нормативно-правовым требованиям Евросоюза по выбросам.

Основное назначение системы CVVL — снижение насосных потерь.

В двигателях семейства Ingenium, которые примерно на 80 кг легче моторов предыдущего поколения, используются прочные и компактные блоки из алюминия. Между собой они унифицированы по диаметру цилиндра, ходу поршня и межцилиндровому расстоянию. Рассмотрим бензиновый мотор, в котором реализован наиболее широкий спектр решений, направленных на улучшение энергетического баланса и снижение расхода топлива.

Привод газораспределительного механизма на стороне маховика обеспечивает более точное управление фазами газораспределения.

Список ключевых особенностей моторов Ingenium открывает система плавно регулируемого хода клапанов CVVL, ответственная за снижение насосных потерь при заполнении цилиндров. В бензиновом AJ200P впускные клапаны (их по два на цилиндр) заменяют дроссельную заслонку, регулируя количество воздуха, поступающего в двигатель. А раз нет заслонки, то отсутствует и объем коллектора, ограниченный на частичных нагрузках прикрытым дросселем и впускным клапаном. Поэтому разрежение в коллекторе значительно меньше, чем в двигателе с обычным газораспределительным механизмом, меньше и мощность, которая тратится на прокачивание воздуха через коллектор. Соответственно, КПД двигателя выше, чем у обычных, с отдельным дросселем.

Система изменения фаз газораспределения позволяет уменьшить обороты холостого хода.

Основной функционал CVVL реализован посредством гидравлики. Кулачок распредвала перемещает плунжер, создаваемое давление масла открывает клапаны. Ход клапанов и момент их закрытия регулируются сбросом масла в сливную магистраль. Блок управления СVVL поддерживает несколько режимов: максимальный ход клапанов при высокой нагрузке, позднее открытие в режиме холостого хода и раннее закрытие в зоне низких и средних оборотов. Применение вышеназванной системы позволяет снизить насосные потери примерно на 40%, другим преимуществом является быстрый отклик на действие водителя.

Производительность масляного насоса зависит от режима работы двигателя.

Кстати, Ingenium не единственный двигатель, где используется плавная регулировка хода клапанов. Toyota запустила подобную систему (CVVL Valvematic) еще в 2008 году. Позже идею подхватили такие производители, как BMW (Valvetronic) и Nissan (VVEL). В разных конфигурациях может использоваться гидравлический или механический привод. Но только гидравлика позволяет реализовать функцию двойного открытия клапана — ее используют для лучшего перемешивания топлива с воздухом. Вкратце о топливе: в Ingenium применяется система непосредственного впрыска бензина под давлением 200 бар, это решение позаимствовано у двигателя-предшественника.

В двигателе используется энергосберегающее масло Сastrol вязкостью 0W-20.

«В плане повышения экономичности и экологичности современных ДВС очень важна четкость управления фазами всех систем, отвечающих за сгорание топлива», — говорит Кирилл Рязанов, преподаватель академии Jaguar Land Rover. Именно поэтому цепной привод газораспределительного механизма в Ingenium организован на стороне маховика, считающегося самой стабильной деталью по амплитуде угловых колебаний.

Подача водяной помпы регулируется перемещением диска относительно крыльчатки.

Существенную долю в копилку топливной эффективности вносит система изменения фаз газораспределения VCT, позволяющая двигателю в определенных режимах переходить на работу по циклу Аткинсона/Миллера, который был предложен еще в середине прошлого столетия в качестве средства повышения тепловой эффективности ДВС. Система VCT использовалось и ранее, новость в том, что «фазовращатели» в Ingenium получили усовершенствованную конструкцию. Инженеры поместили гидравлический клапан в распределительный вал, что сократило время срабатывания системы.

Двухпоточный турбокомпрессор Twin-scroll обеспечивает быстрый отклик на действия водителя.

Замена вкладышей подшипниками качения — новое веяние в двигателестроении. В опорах распределительных и уравновешивающих валов Ingenium используются игольчатые подшипники. Плюсы налицо: облегченный холодный пуск, снижение механических потерь (на вращение распредвала расходуется 3 Нм полезного момента), а еще высокая ремонтопригодность — при выходе из строя подшипника не повреждаются корпусные детали. Что же касается трения в паре «цилиндр — поршень», его уменьшили смещением оси коленчатого вала на 12 мм относительно осей цилиндров.

Другой резерв снижения механических потерь — это масляный насос, потребляющий примерно треть всей мощности, идущей на вспомогательное оборудование. Производительность обычного насоса зависит только от оборотов двигателя, а лишнее масло сбрасывается клапаном, на что тратится впустую энергия. Здесь же насос регулируемый, его производительность меняется, и напрасной перекачки не происходит: в работу идет столько масла, сколько требуется в этом режиме двигателя.

Важный пункт модернизации — апгрейд водяного насоса и термостата с целью ускорения прогрева двигателя (а значит, и снижения выбросов). Помпа в Ingenium имеет пять уровней подачи, от 0 до 100%, переключаемых в зависимости от текущей температуры охлаждающей жидкости. Новый термостат с электронным управлением получил режим защиты мотора от перегрева.

Наконец, стоит упомянуть о новом выпускном коллекторе, который в Ingenium является частью головки блока цилиндров (чугунный коллектор отсутствует). Жар, который раньше бесполезно грел подкапотное пространство, теперь полностью идет в дело, ускоряя выход холодного двигателя в штатный тепловой режим с минимальным уровнем выбросов. Укороченный выпускной тракт повышает эффективность работы двухпоточного турбокомпрессора Twin-scroll.

Модульная конструкция Ingenium позволяет использовать в бензиновых и дизельных двигателях много общих компонентов. Такой подход упрощает конструкцию силовых агрегатов, оптимизирует процесс производства и повышает качество. Возможное число цилиндров — от трех до восьми, что в будущем должно закрыть все потребности модельного ряда британского автопроизводителя.