Az új Hurricane 4 motor jól mutatja, milyen messzire jutott a modern belső égésű motorok tervezése. A Jeep négyhengeres motorja a Formula–1 által inspirált technológiát ötvözi a magas hatékonysággal és teljesítménnyel, amelyeket korábban a nagyobb motorokra korlátoztak. Bár a motor koncepciója tisztán európai, a vele felszerelt járműveket kizárólag Észak-Amerikában értékesítik.

A Jeep legújabb 2,0 literes motorja azt bizonyítja, hogy egy kis egység is lenyűgöző teljesítményt tud termelni, miközben magas hatásfokot tart fenn. A Hurricane 4 fejlett technológiával van felszerelve, ahol az égés és a hengerben zajló folyamatok precíz szabályozása kulcsszerepet játszik.

Turbulens sugárhajtású gyújtás – Hogyan működik az előkamrás égés?

A teljes koncepció lelke az előkamra. Ez a hengerfejbe integrált kis tér fogadja az üzemanyag-levegő keverék egy részét a sűrítés során. Itt indul be a gyújtás, majd egy pontosan kiválasztott nyílások rendszerén keresztül lángsugarak jönnek létre, amelyek a fő égéstérbe irányulnak.

Ez a kialakítás kilenc nyílást használ – nyolc radiálisat és egy központit. Átmérőjük és elrendezésük tudatos. A nagyobb oldalsó nyílások felelősek az égési energia henger alsó területeire juttatásáért, míg a kisebb központi nyílás korlátozza a láng közvetlen hatását a dugattyúra, védve azt a túlzott hőterheléstől.

Ez a kialakítás nagyon gyors és egyenletes égést biztosít. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy magas sűrítési aránnyal (kb. 12:1) lehet működni, és még nagy nyomásnál is csökkenthető a kopogás.

Kettős gyújtás és kettős befecskendezés

A motor hengerenként két független gyújtógyertyát használ. Az egyik gyújtógyertya az előkamrában, a másik a fő égéstérben működik. Fontos, hogy a gyújtásuk nem egyidejű – a gyújtást az egyik kezdeményezi, a terheléstől és a motor fordulatszámától függően.

Alacsony terhelésnél az égés a főkamrában kezdődhet, ami javítja az üzemi stabilitást és a kipufogógáz tisztaságát. A középső tartományban az előkamra nagyobb szerepet játszik, míg maximális terhelésnél az égést szinte kizárólag turbulens lángsugarak érik el.

Az üzemanyagrendszer ugyanilyen fejlett. A közvetlen és közvetett befecskendezés kombinációja lehetővé teszi az optimalizált működést különböző körülmények között. A közvetett befecskendezés javítja a finomítást és csökkenti a zajt alacsony terhelésnél, míg a közvetlen befecskendezés növeli a kopogás-ellenállást és nagyobb teljesítményt tesz lehetővé.

Túltöltés, a Miller-ciklus és az extrém teljesítmény

A változó geometriájú turbófeltöltő felelős a levegőellátásért, ami egy olyan megoldás, ami még mindig ritkán található meg a benzinmotorokban. A lapátszög beállításával gyorsan létrehozható a töltőnyomás alacsony fordulatszámon, és magas hatásfok fenntartható nagy kipufogógáz-áramlás mellett.

A BorgWarner VTG (változó turbina geometriájú) turbófeltöltő-technológiája egy nagy hatékonyságú turbófeltöltőt ötvöz egy fejlett wastegate funkcióval, ami jobb kibocsátást és motorteljesítményt eredményez. Ez az egyetlen ilyen jellegű megoldás, amely a VTG technológiát egy wastegate-tel integrálja. Maga a wastegate felgyorsítja a katalizátor bemelegedését hidegindításkor, míg a VTG precíz turbónyomás-szabályozást és jobb motorvezérlést biztosít. – áll a BorgWarner sajtóközleményében. – Ezenkívül a VTG technológia támogatja a nagy kompressziójú Miller-ciklust. Ez optimalizálja a teljesítményt széles motorfordulatszám-tartományban. Alacsony fordulatszámon a rendszer teljes kompressziós ciklust biztosít alacsonyabb turbónyomással, javítva az üzemanyag-hatékonyságot és csökkentve a veszteségeket, míg magasabb fordulatszámon növeli a turbónyomást, lehetővé téve a nagyobb teljesítményt.

A maximális turbónyomás eléri a körülbelül 2,4 bart, ami nagyon magas egy benzinmotor esetében. A gyakorlatban ezt a nyomást elsősorban kompenzációt igénylő körülmények között érik el, például magas környezeti hőmérsékleten vagy nagy tengerszint feletti magasságban.

A motor Miller-ciklus szerint működik, ami azt jelenti, hogy a szívószelep korábban zár. Ez csökkenti a veszteségeket és növeli a kompresszióhoz viszonyított effektív tágulási arányt. A gyors égéssel kombinálva ez magas termikus hatásfokot tesz lehetővé – akár 41%-ot!

Anyagok és tartósság – Nagy terhelésre tervezve

A magas nyomás és hőmérséklet megfelelő tervezési megoldásokat igényel. A Hurricane 4 plazmaszórással ellátott hengereket használ. Ez a technológia csökkenti a súrlódást, javítja a hőelvezetést és növeli a kopásállóságot.

A szelepvezérlés elektromosan vezérelt változó szelepvezérléssel rendelkezik, amely lehetővé teszi a szelepnyitás és -zárás pontos szabályozását az üzemi körülményektől függően.

A koncepció egyik kulcsfontosságú eleme az EGR-szelep hiánya. A kipufogógáz-visszavezetés helyett az égési folyamat olyan hatékony és tiszta, hogy a kipufogógázok égéstérbe való visszavezetése szükségtelen volt. Ez leegyszerűsíti a rendszert és kiküszöböli az egyik potenciális meghibásodási pontot.

Az új Jeep motor a belső égésű motorok fejlesztésének irányát mutatja. Ahelyett, hogy feladnák ezt a technológiát, a gyártók a motorsportból származó megoldásokkal fejlesztik. A Hurricane 4 jó példa arra, hogy még a népszerű autók szegmensében is találhatunk olyan megoldásokat, amelyek egészen a közelmúltig a világ legfejlettebb modelljeire korlátozódtak.