Две форсунки, четыре клапана

За кадром остался и интересный бензиновый 3,5-литровый двигатель, работающий в паре с электромотором.

Каждый лишний килограмм автомобиля, как известно, ухудшает его динамические характеристики, требует дополнительного топлива, увеличивает вредные выхлопы. Блок и головка цилиндров, клапанная крышка, картер, а также шатунные и поршневые вкладыши нового V6 изготовлены из легких сплавов. Поршни – из высокопрочной кованой стали. Современные технологии и материалы позволили не только снизить массу, но и уменьшить габариты мотора. Оригинальная установка чугунных гильз в алюминиевый блок на 11,5 мм сократила расстояние между цилиндрами. С бензинового двигателя сняли заботу о дополнительных агрегатах, в частности, на гибридном автомобиле нет привычных генератора и стартера, а компрессор кондиционера и усилитель руля – электрические.

Свой вклад в экологию, экономичность и мощностные показатели вложила и система бесступенчатого изменения фаз Dual VVT-i – она управляет распредвалами, сдвигая момент открытия впускных клапанов на 60° и выпускных на 35°. Естественно, алгоритм работы согласован с действиями всей гибридной установки. Скажем, одна из характерных черт мотора – непривычно долгое открытие впускных клапанов.

Не обойдена вниманием и выпускная система. Во-первых, коллектор из термостойкой нержавеющей стали сделали двухслойным – снизили шум. К тому же быстрее прогреваются каталитические нейтрализаторы, что улучшает экологические показатели при холодном пуске. Во-вторых, оба глушителя снабдили заслонками, управляющими потоком. На низких оборотах двигателя они прикрыты, выхлопные газы заполняют практически весь объем «бачка», шум заметно снижается. Когда обороты растут и давление в системе выпуска повышается, заслонки открываются, поток идет коротким путем – противодавление меньше, мощность больше.

«Лексус» впервые на серийном моторе опробовал «гибридную» систему питания (D-4S – Direct Injection 4-stroke petrol Superior version), совмещающую достоинства обычного и непосредственного впрыска. Крутящий момент увеличивается на 7%, снижается расход топлива, меньше вредных веществ в отработавших газах.

На каждый цилиндр «шестерки» – по две форсунки. Одна, во впускном коллекторе, распыляет топливо под давлением до 4 бар, другая подает бензин непосредственно в цилиндр – давление тут раз в тридцать больше, а «горючее» выстреливает точно в камеру сгорания. Форсунки работают по разным алгоритмам. На холодном двигателе в начале такта впуска топливо впрыскивает форсунка низкого давления. В конце такта сжатия дополнительную порцию бензина подает другая форсунка, обогащая смесь вокруг свечи зажигания. С таким послойным распределением заряда сгорание идет при более высоких температурах, чем при обычном гомогенном смесеобразовании, а выхлопные газы быстрее прогревают нейтрализаторы до рабочей температуры. К тому же двигатель работает на бедных смесях – соотношение воздуха и топлива в цилиндре колеблется в диапазоне 15–16:1. Блок управления гибридной установкой поддерживает оптимальные обороты бензинового агрегата, уменьшая вредные выбросы. С обычными моторами такой номер не пройдет – у них нет электрического помощника.

На переходе от малых к средним нагрузкам система питания также задействует обе форсунки, но они впрыскивают топливо одновременно в начале такта впуска. В цилиндре образуется так называемая стехиометрическая (12–15:1) смесь, при сгорании которой выделяется минимум вредных веществ. При полной нагрузке бензин впрыскивается на такте впуска в камеру сгорания – топливный заряд быстро испаряется и хорошо смешивается с поступающим воздухом, смесь эффективно сгорает.

Высокотехнологичная, сложная «шестерка» «Лексуса» – заметный шаг в развитии двигателей внутреннего сгорания. Не исключено, что аналогичные или похожие решения появятся скоро и у других производителей. А может, они найдут другие пути, не менее оригинальные и интересные?