Infiniti přichází s dieselem

Tento motor, první svého druhu v dvacetileté historii značky, byl v souladu s filozofií společnosti Infiniti navržen s důrazem na vysoký a současně kultivovaný výkon. Zpočátku bude k dispozici v obou řadách oblíbených crossoverů EX a FX, následně pak i v luxusním sedanu Infiniti M.

Nový dieselový motor hraje v evropské strategii společnosti Infiniti klíčovou roli. Vozy Infiniti se od svého uvedení na evropský trh před necelým rokem dočkaly nadšených ohlasů od zákazníků i motoristického tisku. V současné době je v prodeji pět modelových řad - G37 sedan, coupé a cabrio spolu s modely EX a FX. Na 15 trzích bylo prodáno přes 2 000 vozů Infiniti, a to přesto, že se vstup značky na evropský trh odehrál v době nejhorší globální recese za několik desetiletí. V roce 2010 bude představen šestý model, Infiniti M, který rovněž nabídne volbu mezi benzinovým motorem a novým třílitrovým dieselem.

„Úspěch prodeje značky Infiniti v Evropě v době všeobecné finanční nejistoty jasně ukázal přitažlivost těchto vozů pro náročné zákazníky. Do podvědomí zákazníků jsme se zapsali jako luxusní a výkonná značka, a to zejména díky špičkovému a mnohokrát oceněnému benzinovému motoru, který pohání většinu modelů," uvedl Jim Wright, vicepresident společnosti Infiniti Europe. „Od začátku nám však bylo jasné, že Infiniti musí v Evropě nabídnout také ucelenou řadu výkonných dieselových motorů, a to zejména v exkluzivním segmentu vozů SUV, kde mají dieselové verze významný podíl."

„I když jsme uvažovali o možnosti přizpůsobit pro Infiniti existující vysokoobjemový dieselový motor, rychle jsme zjistili, že žádný typ na trhu přesně nevyhovuje našim požadavkům. Potřebovali jsme motor, který by se vyznačoval nejen vysokým výkonem, ale také mimořádně kultivovaným chodem. Proto jsme se rozhodli vyvinout v rámci partnerství vlastní výkonný diesel, který by byl hoden nést označení Infiniti," doplnil Wright.

Výkonové parametry mluví samy za sebe. 175 kW (238 k) výkonu a mohutný točivý moment 550 N.m v kombinaci se standardní sedmistupňovou automatickou převodovkou urychlí model EX30d z nuly na 100 km/h za 7,9 s a model FX30d za 8,3 s. Rezerva točivého momentu je pak nejlépe poznat při předjíždění. (pozn.: všechny hodnoty jsou závislé na závěrečné homologaci)

V6 diesel zblízka

Nový dieselový šestiválec s označením V9X byl vyvinut v Evropě konstruktéry společnosti Infiniti ve spolupráci s inženýry ze společností Renault a Nissan. Vyrábí se v moderním závodě ve francouzském Cleonu, který leží asi 100 km západně od Paříže. Nová pohonná jednotka byla od samého začátku navržena tak, aby splňovala požadavky společnosti Infiniti na výkonný a přitom výjimečně kultivovaný dieselový motor, dostatečně tichý s ohledem na vysoký standard stanovený benzinovým motorem. Agregát bude používán také ve vozech společností Renault a Nissan, což jim umožní rozšířit nabídku některých modelových řad a současně zvýší objem vyráběných motorů. Motor V9X bude netradičně osazován do verzí s pohonem předních, zadních i všech kol.

Práce na šestiválcovém motoru s přímým vstřikováním o objemu 2 993 cm³ začaly v roce 2005. Od začátku bylo vše podřízeno přísným požadavkům společnosti Infiniti na kompaktní provedení, vysoký výkon i točivý moment, nízké emise, spotřebu paliva a výjimečnou kultivovanost. I když byl zvažován i dieselový osmiválec, konstruktéři se velmi brzy přiklonili k variantě V6, která se ukázala jako ideální z hlediska optimální rovnováhy mezi celkovým výkonem, kultivovaností chodu a odbytovým potenciálem u všech tří partnerských značek. Cílem bylo dosáhnout výkonu 238 k (175 kW), 550 N.m točivého momentu a splnění emisních předpisů Euro 5.

Motorový prostor modelů EX a FX, které byly původně navrženy pouze jako benzinové, současně vyžadoval kompaktní provedení motoru, jehož válce by při podélném i příčném uložení svíraly úhel velmi blízký 60 stupňům. Konstruktéři se proto rozhodli, že ideální úhel válců motoru bude nezvyklých 65 stupňů. To umožnilo dosáhnout výjimečného kompromisu mezi vyvážením kliky, spolehlivostí hřídele a bloku válců a celkovými rozměry motoru, přičemž úhel 65 stupňů umožnil elegantní osazení jediného turbodmychadla do vidlice. Klíčovým prvkem úspěchu nového šestiválce však byla volba materiálu pro blok motoru. I když někteří konkurenti začali pro snížení hmotnosti svých dieselových motorů používat bloky válců z hliníkové slitiny, konstruktéři došli k závěru, že hliníkový blok by vzhledem k požadavkům na kultivovanost chodu vyžadoval použití dalších materiálů pro zvýšení tuhosti a snížení hluku. Další komplikací by pak byla nutnost použít vyvažovací hřídele pro omezení vibrací. Všechny tyto doplňky tak ruší výhody plynoucí z nižší hmotnosti hliníkového bloku. Běžná litina by však příliš zatížila přední nápravu a negativně poznamenala potěšení z jízdy, které všechny vozy Infiniti nabízejí. Konstruktéři se proto rozhodli použít speciální uhlíkovou ocelolitinu (CGI - Compacted Graphite Iron). Tento materiál nabízí všechny výhody litiny a vyznačuje se vysokou tuhostí a absorpcí hluku, aniž by byl nadměrně těžký. I když je tedy CGI těžší než hliník, do bloku motoru není třeba přidávat výztužná žebra ani materiál pro utlumení hluku a rozdíl v hmotnosti je poměrně malý.

Materiál CGI byl patentován v roce 1949 a jeho prvním komerčním využitím byly brzdy evropských vysokorychlostních vlaků. Jeho pevnost a tuhost je až o 75 % vyšší než u šedé litiny, která se pro bloky válců motorů nejčastěji používá. Chová se také lépe než hliník při vysokých teplotách - jeho odolnost vůči únavě je až pětkrát vyšší. A co je nejdůležitější, typický blok motoru z tohoto materiálu může být o více než 20 % lehčí než stejný blok z litiny.

Aby struktura motoru odpovídala požadovaným vysokým úrovním výkonu a točivého momentu, byla celková tuhost konstrukce ve fázi návrhu optimalizována pomocí řady specializovaných prvků. Patří mezi ně například velké a tuhé spojovací čelo mezi měničem momentu a motorem, blok válců z lisované uhlíkové oceli s polohlubokými plášti, přímá montáž doplňků na klikové skříni, integrovaná konzola motoru v horních krytech časování, strukturovaná olejová vana, robustní kryt měniče momentu a axiální ložisko na straně převodovky. Současně byla v předběžných fázích návrhu provedena rozsáhlá strukturální optimalizace pomocí metody konečných prvků, jejímž cílem bylo zjistit zdroje vibrací dieselového motoru, zamezit vzniku možných rezonancí v celém rozsahu otáček a najít ideální strukturu celého bloku.

Výsledkem je kompaktní a moderní pohonná jednotka s robustním designem, která splňuje dva hlavní cíle návrhu: vysokou kultivovanost bez negativního vlivu na vyvážení podvozku. Konstruktéři při testech zjistili, že motor V9X vykazuje nejnižší vibrace v pásmu 250 Hz a 500 Hz ze všech srovnávaných motorů.

Základní rozměry pohonné jednotky jsou:

Uspořádání válců                                        vidlicový šestiválec

Zdvihový objem                                          2 993 cm³

Vrtání a zdvih                                             84 x 90 mm

Vzdálenost středů válců                               92 mm

Úhel vidlice                                                65 stupňů

Aby bylo zajištěno správné osazení pod kapotou všech modelů EX a FX, existuje řada podstatných rozdílů mezi motorem Infiniti včetně příslušenství a mezi verzí používanou u vozidel s pohonem předních kol. Určitých změn doznal také motorový prostor modelů EX a FX.

Motor používaný v modelech Infiniti má odlišný blok válců a nově navržený klikový hřídel, stejně jako nové nebo přepracované rozvody sání, systém vstřikování paliva, recirkulaci výfukových plynů, turbodmychadlo, olejovou vanu a sestavu katalyzátoru. Je také jinak vyladěn s ohledem na citlivější reakci a jeho vnější vzhled ladí s vizuální identitou a designovým výrazem značky Infiniti.

Rozdíly mezi benzinovými a dieselovými verzemi modelů EX a FX jsou rovněž dalekosáhlé a zahrnují nový přední pomocný rám, upravené přední nárazníky pro lepší přívod vzduchu do motorového prostoru a přepracované plechové díly motorového prostoru s ohledem na přídavné chladiče.

Další fází vývoje motoru byla ve znamení snahy o dosažení vysokého výkonu, který zákazníci u vozů Infiniti požadují. Výsledkem je od základu nový návrh, který představuje novou generaci technologie přímého vstřikování. Konstrukce spalovací komory byla optimalizována pro dosažení lepší rovnováhy mez emisemi a spotřebou paliva. Došlo také ke snížení kompresního poměru na 16:1, a to nejen s ohledem na ekonomii a emise, ale také pro snížení hluku a vibrací a dosažení kultivovanějšího chodu.

Hloubka kuželových lůžek ventilů byla snížena a byly použity miniaturní sedmiotvorové vstřikovací trysky, přičemž došlo k rozšíření komůrky a úpravě úhlu rozptylu s cílem dosažení lepšího vířivého efektu a omezení tepelných ztrát. Vnitřní tření motoru bylo sníženo použitím ultrahladkých součástí, jako je například kovaný klikový hřídel s povrchovou úpravou Micro Finish.

Vysokých úrovní točivého momentu a výkonu ve srovnání s konkurencí bylo dosaženo díky použití jednoho většího turbodmychadla, které je osazeno ve vidlici motoru, chladiče vzduchu a poslední generace vstřikování paliva od firmy Bosch se systémem Common Rail. Systém využívá piezoelektrické vstřikovače a pracuje s tlakem 1 800 barů.

Výsledný výkon motoru činí 175 kW (238 k) a točivý moment 550 N.m (u varianty pro pohon zadních a všech čtyřech kol) je vyšší, než byl původní cíl. A co je ještě lepší, motor dosahuje nejvyššího točivého momentu při otáčkách 1 750 1/min a tuto hodnotu drží až do 2 500 1/min. A motor poskytuje 500 N.m již od pouhých 1 500 1/min. Volnoběžné otáčky jsou výjimečně nízké: 650 1/min, a to bez hluku, vibrací a nepravidelností, s jakými se u dieselových motorů často setkáváme. Výsledkem je vysoký výkon již od nízkých otáček s pohodlným a kultivovaným průběhem. Citlivost plynového pedálu je výjimečná a i když je hluk motoru minimální, speciální ladění výfukového potrubí vydává za prudké akcelerace kolem 2 500 1/min příjemně sportovní zvuk.

Kultivovaný motor doplňuje sedmistupňová automatická převodovka Infiniti, která je u modelů EX a FX ve standardní výbavě a která byla vyladěna tak, aby plně využila výhod vysokého točivého momentu.

„Nový dieselový motor má tak kultivovaný chod, že řidič jej pozná od benzinového jen podle toho, kde začíná červené pole na otáčkoměru. Ať již běží na volnoběh nebo ve 2 000 otáčkách, podle zvuku nepoznáte, co je pod kapotou."

Výkon a konstrukce

Výkon                                                         238 k / 175 kW

Točivý moment                                            550 N.m při 1 750-2 500 1/min

Systém sání                                                turbodmychadlo VN s chladičem vzduchu

Systém vstřikování                                      Common Rail, 1 800 barů, piezoelektrické vstřikovače

Kompresní poměr                                       16:1

Pohon vačkového hřídele                             DOHC, řetěz a ozubená kola s mechanickým nastavováním

Ovládání ventilů                                          vahadla ventilů s válečky, hydraulické nastavování otevírání

Počet ventilů na válec                                 4

Materiál hlavy a bloku válců                        hliník / lisovaná uhlíková ocel

Po splnění a překročení výkonových cílů dospěl vývoj do závěrečné fáze, ve které bylo třeba zajistit, aby nový šestiválec splnil nebo překročil požadavky na emise a spotřebu paliva, včetně souladu s normou Euro 5. Kromě zdokonalení spalovacího prostoru byl motor V9X vybaven také řadou inovativních prvků zaměřených na snížení emisí a zvýšení spolehlivosti. Patří mezi ně například systém recirkulace výfukových plynů s chlazením (EGR - Exhaust Gas Recirculation), který snižuje emise oxidů dusíku. Součástí chladiče systému EGR je integrované přemostění výfukového potrubí, které pomáhá rychle dosáhnout optimální teploty po spuštění motoru, aby mohla být využita plná kapacita chlazení. K dalšímu snížení teploty výfukových plynů slouží vodní okruh chladiče EGR, který pomáhá dále snížit emise oxidu uhličitého a uhlovodíků. Neméně důležité je ošetření emisí ve výfukovém potrubí. Systém využívá ocelový katalyzátor, který pracuje s menší tlakovou ztrátou ve srovnání s keramickým systémem, exotermický katalyzátor a katalytický filtr pevných částic (DPF - Diesel Particulate Filter), které jsou umístěné ve společném obalu. Toto uspořádání doplňuje sedmý vstřikovač paliva, který se nachází ve výfuku. Tento vstřikovač je aktivován při regeneraci filtru pevných částic (proces probíhá bez nutnosti zásahu ze strany řidiče) a současně zabraňuje možnému znečištění motorového oleje nespáleným palivem. Umožňuje rovněž regeneraci filtru při nízkém zatížení (například při volnoběhu) a zajišťuje tak vysokou úroveň efektivity za všech jízdních podmínek spolu s optimalizací intervalů výměny oleje.

Kromě vysokého výkonu a výjimečné kultivovanosti došlo díky motoru V9X také ke snížení emisí CO₂ u modelu EX na 224 g/km a kombinované spotřeby na 8,4 l/100 km. U modelu FX tyto hodnoty činí 240 g/km a 9,0 l/100 km.

Součástí úsilí o dosažení maximální spolehlivosti při vývoji bylo také více než 12 000 testovacích hodin trvanlivosti na zkušebních linkách, při kterých podélně a napříč uložené vývojové motory V9X ujely přes 1 250 000 km. Každý motor navíc před montáží vozidla absolvuje samostatný testovací cyklus na zkušební lince.

„Když jsme uváděli vozy Infiniti do Evropy, bylo nám jasné, že náš první úkol spočívá ve vytvoření povědomí o exkluzivní luxusní značce s nejvyšší úrovní kvality servisu a následné péče. Nyní můžeme ve svém úsilí pokročit dále. Nový dieselový motor nám otevírá mnohem větší segment trhu, aniž by to bylo v rozporu s našimi základními hodnotami. A co víc, je to zkrátka výjimečný motor s mimořádným točivým momentem od velmi nízkých otáček, který zajišťuje postupnou lineární akceleraci bez typických nevýhod, jako je nežádoucí hluk a vibrace. Vytvoření zcela nového sportovního dieselového motoru nám pomohlo zachovat si kombinaci výkonu a luxusu, kterou zákazníci od značky Infiniti očekávají, spolu s dosažením nižších emisí a menší spotřeby paliva. Výsledek je výhodný pro všechny," dodal Jim Wright.