Coraz surowsze normy emisji oraz dążenie do maksymalnej efektywności paliwowej sprawiły, że kolejne jednostki napędowe zaczęliśmy postrzegać przez pryzmat coraz to mniejszej pojemności, mocniejszych turbin i granicznego “wyżyłowania”. Oczywiście zdarzają się wielkie chwile w spalinowym półświatku, bo co rusz słyszymy o potężnych jednostkach, które wręcz nie pasują do dzisiejszego świata, ale wielcy producenci postępują najczęściej dosyć powściągliwie, stawiając na “emisyjne pewniaczki”. Co więc sprawia, że nowy silnik Jeepa w postaci Hurricane 4 jest tak godny naszej uwagi?
Czytaj też: Ten silnik V8 ma 600 koni mechanicznych i kręci się do 9000 obrotów na minutę
Czytaj też: Zapomnij o elektrykach, Ten-K to przyszłość spalinówek.
Czytaj też: Przełom pod maską. Ty śnij o elektryku, a oni raz na zawsze zmienią spalinowe silniki
Czytaj też: Takie silniki udowadniają, że spalinowe jednostki nadal można bardzo ulepszyć
Nowy silnik Jeepa wygląda zwyczajnie, ale w komorze spalania ma coś z F1
Hurricane 4 od Jeepa to jeden z tych silników, który nie próbuje wygrać samą liczbą cylindrów ani pojemnością. Zamiast tego atakuje tam, gdzie zwykle nie zagląda się w codziennej motoryzacji – do samej komory spalania, do sposobu zapłonu oraz do tego, jak silnik radzi sobie z energią, którą zazwyczaj wyrzuca w ciepło i hałas. Wprawdzie Hurricane 4 nie ma dobrej reklamy, bo zastępuje w Grand Cherokee wolnossący silnik V6 o pojemności 3,6 litra, kiedy sam jest ot turbodoładowanym czterocylindrowym silnikiem o pojemności dwóch litrów, ale klucz do tego potęgi ma drzemać nie w cyferkach, a technologii.
Czytaj też: Diesel wraca do gry w nowym wydaniu. Pierwszy taki samochód na świecie
Hurricane 4 generuje moc około 324 koni mechanicznych oraz 450 Nm momentu obrotowego, ale jego wyjątkowość tkwi w rozwiązaniach, które kojarzy się raczej z Formułą 1 i droższymi, niskoseryjnymi silnikami. Mowa o obecności w nim prekomory spalania, czyli wariant zapłonu pre-chamber, który u Jeepa znajdującego się pod koncernej Stellantis jest opakowany nazwą Turbulent Jet Ignition (TJI).
TJI – co daje prekomora i dlaczego to nie jest “magiczna świeca”?
W rozwiązaniu pokroju TJI zamiast jednego punktu zapłonu w głównej komorze, silnik dostaje małą prekomorę, w której inicjowany jest zapłon, a potem do cylindra trafiają strugi płonącej mieszanki. Jest to więc coś w rodzaju kilku “mini palników”, które szybciej i bardziej równomiernie zapalają właściwą mieszankę w cylindrze. Nie brzmi to wprawdzie zbyt spektakularnie, ale to właśnie tempo i jednorodność spalania są dziś jednym z głównych ograniczeń w silnikach benzynowych z dużym doładowaniem. W praktyce im szybciej i czyściej spalisz, tym mniej ryzykujesz spalanie stukowe i tym agresywniej możesz ustawić parametry pracy.
Czytaj też: Wszechobecny tytan, cztery cylindry i tylko 300 sztuk. O tym motocyklu zamarzy każdy?
Gdyby tego było mało, technika TJI w Hurricane 4 jest powiązana z kolejną rzeczą, która rzadko występuje razem w prostych “bazowych” silnikach, bo podwójnym wtryskiem (bezpośrednim i pośrednim) oraz podwójnym zapłonem. W praktyce główną robotę wykonuje wtrysk bezpośredni, wtrysk pośredni go wspiera, a sama prekomora ma specjalną wkładkę ukształtowaną tak, by odpowiednio rozprowadzać strugi z prekomory do komory głównej. Do tego dochodzą dwie świece na cylinder – jedna związana z prekomorą, druga jako wsparcie w sytuacjach większego obciążenia albo dopalania resztek mieszanki.
Oczywiście sam pomysł na “pre-chamber” ma różne odmiany. Istnieje bowiem różnica między rozwiązaniami aktywnymi (z dodatkowym wtryskiem do prekomory) a pasywnymi (bez osobnego wtrysku, z samym zapłonem w prekomorze). Maserati w Nettuno stosowało pasywny wariant i właśnie z tej rodziny rozwiązań wywodzi się cała moda na TJI w autach drogowych.
Czy to oznacza automatycznie “moc i oszczędność bez skutków ubocznych”? Niekoniecznie. Prekomory i dodatkowe świece to kolejne elementy, które muszą przetrwać wysokie temperatury, a osadzanie się nagaru w okolicach zapłonu potrafi zmienić charakter pracy silnika. Teoretycznie właśnie po to stosuje się kombinację wtrysku pośredniego i bezpośredniego (żeby lepiej kontrolować spalanie i ograniczać problemy znane z czystego GDI) ale dopiero eksploatacja wykaże, jak to zagra na dłuższym dystansie.
Turbo ze zmienną geometrią – w benzynie nadal jest to egzotyka
Drugim elementem, który wyróżnia silnik Hurricane 4, jest turbosprężarka o zmiennej geometrii (VGT). W dieslach to nic szokującego, ale w silnikach benzynowych (ze względu na temperatury spalin i obciążenie materiałowe) wciąż jest to rozwiązanie spotykane rzadko. Inżynierowie mieli zastosować układ zarządzania spalinami kierowany siłownikiem, który kontroluje, jak spaliny napędzają turbinę, co pozwala szybciej “rozkręcić” doładowanie po wciśnięciu gazu, a przy spokojnej jeździe lepiej zarządzać przepływem i sprawnością. Dodatek VGT na co dzień może pomagać w szybkim dogrzaniu katalizatora po zimnym starcie i w ogólnym zarządzaniu energią spalin.
Żeby to wszystko trzymało się w ryzach, Hurricane 4 dostał jeszcze kilka rozwiązań wspierających, a w tym:
- elektryczny przestawiacz faz rozrządu na wałku ssącym, który ma znaczenie m.in. przy systemie start-stop, bo sterownik może ustawić wałek tak, by “odprężyć” cylindry i uruchamiać silnik płynniej, czyli bez typowego szarpnięcia
- wydłużone otwarcie zaworów ssących (cykl Millera), co pomaga w sprawności i kontroli procesu spalania
- wspierany przez przedni wymiennik ciepła intercooler wodny (water-to-air), który odpowiada za chłodzenie doładowanego powietrza
Co z tego wynika dla Polski – i gdzie tu jest haczyk
Najważniejsze pytanie dla polskiego czytelnika brzmi banalnie: czy ten silnik w ogóle da się u nas normalnie kupić? Niestety tu zaczynają się schody, bo polska oferta Grand Cherokee jest dziś oparta przede wszystkim na wersji 4xe plug-in. W oficjalnym cenniku Jeepa dla Grand Cherokee 4xe (MY2024) widnieją dwie wersje: Limited za 389900 PLN i Summit Reserve za 449900 PLN.
Czytaj też: Mazda nie odpuszcza spalinowego silnika. Nowy Skyactiv-Z będzie początkiem zmian
Czy więc Hurricane 4 trafi do Europy i do Polski? Tego na bazie dostępnych, publicznych materiałów nie da się dziś stwierdzić. Można natomiast wyciągnąć bezpieczny wniosek, że oto właśnie Stellantis inwestuje w technologie, które mają utrzymać silnik benzynowy przy życiu w czasach elektryfikacji, ale robi to przez komplikowanie procesu spalania, a nie przez proste “większe turbo i jakoś to będzie”.
Źródła: Motor1.com, MotorTrend, Road & Track