Silnik VC-Turbo od Infiniti wyróżnia się przede wszystkim tym, że zamiast ustalać stopień sprężania raz na etapie projektu i żyć z kompromisami, może dostosowywać go w czasie rzeczywistym. Właśnie tak – ten 2-litrowy turbodoładowany czterocylindrowy silnik potrafi zmieniać własną geometrię w trakcie pracy. Ściska mocniej przy spokojnej jeździe, luzuje gdy prosisz o moc i kąt wyprzedzenia zapłonu, a potem ustawia się pomiędzy w chwili, gdy wracasz do delikatnego gazu.
Możliwości diesla i oszczędność hybrydy. Pierwszy fabryczny silnik ze zmiennym sprężaniem
Idea zmiennego stopnia sprężania kusiła inżynierów od ponad wieku, lecz zawsze przegrywała z komplikacją konstrukcji i trwałością. Przełom Infiniti zaprezentowany w 2018 roku nie polegał na nowym cyklu termodynamicznym ani laboratoryjnym sztuczkom działającym tylko na biegu jałowym. Było nim wprowadzenie do seryjnej produkcji układu wielodźwigniowego, który zmienia położenie tłoka w GMP na żądanie oraz elektroniki wystarczająco szybkiej, by kierowca nie zauważył tych przełączeń. Gdy model QX50 zadebiutował z tym silnikiem, nie był po prostu kolejnym samochodem z turbodoładowanym silnikiem dwulitrowym, a pierwszym w historii autem produkcyjnym, którego stopień sprężania potrafił płynnie zmieniać się od 8:1 pod dużym obciążeniem do 14:1 dla maksymalnej efektywności. Wszystko to w czasie rzeczywistym.
Czytaj też: Słońce stopiło jej samochód. Jednym nagraniem wywołała burzę w sieci
W klasycznym silniku średnica cylindra, skok tłoka i objętość komory spalania są stałe. Stopień sprężania (różnica między objętością przemieszaną a objętością zatrzymaną) zostaje tym samym wpisany w podstawową konstrukcję. VC-Turbo wprowadził jednak do tej mieszanki układ wielodźwigniowy między wałem korbowym a tłokiem, który potrafi podnieść lub opuścić najwyższy punkt pracy tłoka. Kompaktowy silnik elektryczny napędza przekładnię harmoniczną obracającą mimośrodowy wał kontrolny. Ten zmienia kąt dźwigni dla wszystkich czterech cylindrów jednocześnie, regulując stopień sprężania bez zatrzymywania pracy jednostki. Mechanizm potrafi zmienić położenie GMP o ok. 6 mm, co wystarcza do pokrycia zakresu od 8:1 do 14:1.
Dlaczego w ogóle warto bawić się całą geometrią, zamiast tylko dostrajać ciśnienie doładowania i zapłon? Bo spalanie stukowe wyznacza twardą granicę, jak mocno można sprężyć i podgrzać mieszankę. Wysoki stopień sprężania świetnie działa przy lekkim obciążeniu, lecz przy dużym ciśnieniu doładowania i temperaturze prowadzi do detonacji. Obniżenie sprężania w takich warunkach pozwala dodać więcej powietrza i wcześniejszy zapłon bez ryzyka stuków. Podniesienie go podczas spokojnej jazdy odzyskuje z kolei sprawność termodynamiczną, która normalnie zostałaby utracona. VC-Turbo potrafi także przełączać się między “cyklem atkinsonowski” przy wysokim sprężaniu a bardziej klasycznym cyklem przy niskim, jeszcze mocniej stawiając na efektywność bez konieczności stosowania dużego akumulatora do hybrydowego napędu.
Czytaj też: Fotoradary nowej generacji już łapią kierowców w Polsce. Nadeszła nowa era kontroli prędkości
Pakietowanie i kultura pracy były kluczowe, bo przecież nowy mechanizm nic by nie znaczył, gdyby jednostka okazała się szorstka. Dlatego też blok i głowica są aluminiowe, układ wielodźwigniowy został wykonany ze stali wysokowęglowej, a całość waży ok. 18 kg mniej niż poprzednie silniki V6 Infiniti, zajmując przy tym mniej miejsca. Zaskakującą gładkość pracy zapewnia sama kinematyka, bo drążki pozostają bardziej pionowe w czasie suwu pracy i dlatego też Infiniti zrezygnowało z typowych wałków wyrównoważających. Gdyby tego było mało, w pierwszych modelach producent stosował dodatkowo aktywną poduszkę silnika Active Torque Rod, która czujnikiem wykrywa wibracje i niweluje je siłownikiem w górnym mocowaniu.
W modelu QX50 silnik 2.0 VC-Turbo oferuje moc na poziomie 268 KM (200 kW) przy 5600 obr./min i moment obrotowy rzędu 380 Nm w zakresie 1600–4800 obr./min. Oficjalne spalanie według EPA wyniosło w przeliczeniu ok. 8,7 l/100 km dla wersji z napędem na przednią oś i 9,1 l/100 km dla napędu na wszystkie koła. Niestety Infiniti wycofało się z Europy Zachodniej w 2020 roku i dlatego dziś nie znajdziesz nowego VC-Turbo w polskich salonach. Efekt? Teraz w grę wchodzą wyłącznie importy z rynku wtórnego. Nawet w świecie pędzącym ku elektryfikacji, zmienne sprężanie to poważna próba uczynienia silnika benzynowego mądrzejszym, zamiast po prostu mniejszym. Rozwiązuje podstawowy kompromis doładowania (wysokie ciśnienie chce niskiego sprężania, lekkie obciążenie potrzebuje wysokiego), choć w praktyce, ale pojazd musi być zoptymalizowany, by w pełni ją wykorzystać, a produkcja i kontrola jakości muszą być równie niezawodne, co sama fizyka.