Společnost Hyundai představila svůj první zážehový motor s přímým vstřikováním benzínu – GDI

Motor 2.4 Theta II GDI poskytuje největší výkon 148 kW (201 k) při 6300 min-1 a největší točivý moment 250 N.m při 4250 min-1. Jako první vůz bude novým motorem poháněna nová Sonata od první poloviny roku 2010.

Motor byl představen na 9. mezinárodní konferenci o technice motorů a převodovek pořádané koncernem Hyundai-Kia.

Společnost Hyundai Motor Company si stanovila za cíl dosáhnout vedoucího postavení v oblasti ochrany životního prostředí. Jedním z důležitých kroků pro jeho dosažení je čtyřválec 2.4 Theta II GDI, první motor Hyundai s přímým vstřikováním benzinu (GDI = Gasoline Direct Injection), který byl představen na 9. mezinárodní konferenci o technice motorů a převodovek pořádané koncernem Hyundai-Kia.

Vstřikování benzinu začalo v 80. letech minulého století vytlačovat ze spalovacích motorů karburátory a jeho nejmodernější podobou je technika vstřikování benzinu přímo do spalovacích prostorů. S technologií GDI přináší Hyundai na trh motor špičkové konstrukce, u něhož se podařilo realizovat tři zdánlivě protichůdné cíle v podobě snížení emisí a spotřeby paliva při současném zvýšení výkonu. Dosud bylo většinou možné optimalizovat vždy jen jednu z těchto vlastností na úkor ostatních.

„Theta II GDI je přesvědčivou ukázkou obrovského know-how při vývoji motorů a převodovek, jímž Hyundai disponuje,“ prohlásil Dr. Lee Hyun-Soon, viceprezident společnosti a vedoucí technického oddělení.

Vývoj nového motoru 2.4 Theta II GDI trval 46 měsíců, přičemž si vyžádal náklady ve výši 170 miliard wonů (cca 2,5 miliardy Kč). Technika GDI bude následně použita i v ostatních typech zážehových motorů Hyundai určených pro různé typy vozů korejské značky.

Nepřekonatelným limitem pro zvyšování účinnosti konvenčního vstřikování paliva je postupné zkracování doby otevření ventilů se zvyšujícími se otáčkami, čímž se omezuje množství vstřikovaného paliva. Umístěním vstřikovače systému GDI do nejvhodnější polohy přímo ve spalovacím prostoru lze tento problém zcela vyřešit. Výsledkem je jedinečná přesnost vstřikovacího procesu. Kratší a přímější dráha paliva, vstřikovaného do válce v přesně vymezených a optimálně načasovaných dávkách vysokotlakým čerpadlem pod tlakem až 150 barů, umožňuje mnohem lépe kontrolovat průběh spalovacího procesu.

Optimálního spalování se dosahuje rozdělením vstřikovacího procesu do dvou fází. V první fázi vyvolá zážeh pomocné dávky paliva pracovní zdvih pístu. Jakmile se začne píst pohybovat ve válci dolů, následuje fáze hlavního vstřiku a zážehu většího množství benzinu. Technika postupného vstřikování snižuje zatížení katalyzátoru, a tím zároveň i emise. To je důležité především při studeném startu, kdy jsou emise největší, neboť katalyzátor není ještě zahřátý na optimální provozní teplotu. Postupné vstřikování totiž urychluje zahřátí katalyzátoru na optimální provozní teplotu. Díky tomu klesly emise během studeného startu o 25 procent a motor plní kalifornské emisní normy ULEV-2 a PZEV.

Mezi další výhody přímého vstřikování GDI patří lepší dynamika jízdy a snížená spotřeba paliva. Motor GDI má v porovnání s konvenčním motorem shodného zdvihového objemu o 7 % větší točivý moment v nízkých otáčkách a o 12 % větší točivý moment ve vysokých otáčkách. To znamená, že se vůz svižněji rozjíždí a lépe akceleruje při předjíždění. Většina řidičů zřejmě ještě víc ocení, že vůz vybavený motorem GDI spotřebuje přibližně o 10 % méně paliva než konvenční motor s vícebodovým vstřikováním.

Přímé vstřikování GDI je použito u druhé generace motoru Theta, která má v porovnání s předchůdcem v mnoha bodech vylepšenou konstrukci. Mezi novinky patří například třístupňový systém variabilního sání VIS (Variable Induction System), který zlepšuje účinnost plnění válců automatickou regulací objemu nasávaného vzduchu v závislosti na zatížení motoru, aby byla vždy zajištěna tvorba směsi s optimálním poměrem vzduchu a paliva.

Na zvýšeném výkonu má svůj podíl také variabilní časování sacích i výfukových ventilů DCVVT (Dual Continuously Variable Valve Timing). Dokonalejší výměna plynů ve válcích pak přispívá ke snížení spotřeby paliva a emisí. Systém DCVVT posouvá fáze otvírání a zavírání ventilů v závislosti na zatížení a otáčkách motoru s cílem zvýšit výkon a snížit emise. Pohon ventilového rozvodu DCVVT zajišťuje nový ocelový řetěz s inovativní konstrukcí válečků a zubů řetězového kola, která snižuje hlučnost a prodlužuje životnost.

Zatímco systémy DCVVT a VIS zlepšují výkonovou charakteristiku motorů, přišli inženýři také s několika důležitými inovacemi, které snižují jejich hmotnost. Speciálními výztuhami hliníkového bloku válců v oblasti největšího namáhání se zvýšila tuhost bloku, aniž by se to negativně projevilo na hmotnosti. Také novou konstrukcí klikové hřídele s osmi protizávažími se podařilo dosáhnout ještě nižší hmotnosti. Rovněž katalyzátor je lehčí díky novému tenčímu plechovému plášti z ušlechtilé oceli a inovativnímu způsobu výroby s výrazně omezeným rozsahem svařování.

Další významnou konstrukční změnou, která se projevila zvýšením hospodárnosti, bylo snížení vnitřního tření, jehož se podařilo dosáhnout přechodem z pevného pístního čepu na plovoucí konstrukci, která snižuje tření mezi pístem a stěnou válce. Inženýři navíc umístili pod dno pístu chladicí trysku, jež rozstřikuje olej po stěnách pístu, čímž se snižuje tření a tím i spotřeba paliva.

Plenární zasedání konference bylo zahájeno v úterý 17. listopadu a zabývalo se „kreativní a trvale udržitelnou evolucí poháněcího ústrojí zaměřenou na ekologický rozvoj“. Ve středu 18. listopadu uvedli přednášející velký počet technických prezentací věnovaných budoucnosti zážehových motorů, novinkám v oblasti dodatečného čištění výfukových plynů, snižování spotřeby a převodovkám.

Letošního ročníku konference se zúčastnilo přibližně 600 specialistů z Evropy, Japonska, USA a Jižní Koreje.