Volkswagen Golf -mallistoon polttoainetaloudellinen mikrohybridi
- Uusi 130 hv bensiinimoottori on yhtä taloudellinen kuin diesel
- Moottori sammutetaan ajoittain: polttoainetalous paranee ajoittaisella sylinterien lepuuttamisella ja koko moottorin sammutuksella
- Muuttuvasiipinen turboahdin: 1,5 TSI ACT BlueMotion käyttää huipputehokkaiden urheiluautojen turbotekniikkaa
Edistys tekee mahdottomasta mahdollisen. Tästä esimerkkinä on bensiinimoottori, joka tarjoaa dieselin polttoainetalouden, mutta edullisemmin. Bensiinimoottori, joka ajon aikana lepuuttaa kahta neljästä sylinteristä – tai sammuttaa ajoittain koko moottorin. Bensiinimoottori, joka yhdistää erinomaisen vääntömomentin ja alhaiset päästöt. Volkswagen on kehittänyt juuri tällaisen moottorin: se on uusi 1,5 TSI ACT BlueMotion, jonka teho on 96 kW (130 hv). Moottori vauhdittaa tällä hetkellä Golf ja Golf Variant -malleja ja on tulevaisuudessa saatavissa myös muihin Volkswagen-malleihin.
Taloudellisemmin. Golf 1,5 TSI ACT BlueMotionin yhdistetty polttoaineenkulutus on vain 4,8 l/100 km. NEDC-testin mukainen kulutus on kaupunkialueen ulkopuolella vain 4,1 l/100 km. Uudella 1,5-litraisella moottorilla on helpompi päästä pieneen polttoaineenkulutukseen, sillä moottori on 10 prosenttia taloudellisempi kuin muut vastaavat bensiinimoottorit. Tämä on mahdollista saavuttaa Miller-työkierron ja muuttuvasiipisen turboahtimen avulla. Nelisylinterinen moottori on erittäin polttoainetaloudellinen erityisesti silloin, kun Golfia ajetaan ennakoiden ja kevyellä kuormalla. Uusi moottori kytkee osan sylintereistä pois käytöstä (Active Cylinder Management – ACT) tai sammuttaa moottorin kokonaan auton rullatessa (mikrohybriditila eli laajennettu rullaustoiminto).
Aktiivinen sylinterienhallinta, Active Cylinder management – ACT. Aktiivinen sylinterienhallinta ACT lepuuttaa kahta keskimmäistä sylinteriä aina, kun se on mahdollista, eli silloin kun tehontarve on pieni. Lepuutus toimii 1400–4000 kierrosnopeusalueella ja jopa 130 km/h nopeudessa eikä kuljettaja välttämättä edes huomaa moottorin muuttumista ”kaksisylinteriseksi” muusta kuin ilmoituksesta mittaristossa.
Laajennettu rullaustoiminto. 1,5 TSI ACT BlueMotion yltää uudelle tasolle, kun se yhdistetään 7-vaihteiseen DSG-kaksoiskytkinvaihteistoon. Tällä varustuksella voimansiirto voidaan luokitella mikrohybridijärjestelmäksi: useimmissa tapauksissa, kun kuljettaja nostaa jalan kaasupolkimelta ja päästää auton rullaamaan vapaasti, moottorinohjaus sammuttaa TSI:n ja irrottaa sen voimalinjasta kytkimellä. Tässä vaiheessa moottoria ei tarvitse enää pitää käynnissä, koska auton kineettisen energian käyttö on optimoitu, eli vapaasti rullatessaan Golf muuttuu nollapäästöiseksi. Tilapäinen moottorin sammuttaminen – laajennettu rullaustoiminto – vähentää polttoaineenkulutusta jopa 0,4 l/100 km. Mikrohybridijärjestelmä käyttää 12 voltin sähköjärjestelmää ja kompaktia litiumioniakkua normaalin lyijyakun lisänä huolehtiakseen auton kaikista sähkökäyttöisistä toiminnoista silloin, kun moottori ei ole käynnissä.
Tehokas TSI Miller -työkierto. Sylinterien lepuuttamisen ja moottorin täydellisen sammuttamisen lisäksi 1,5 TSI ACT BlueMotionin ominaisuuksiin kuuluu jo aikaisemmin mainittu palamisprosessi: TSI Miller-työkierto. Tämä edellyttää optimoitua venttiilinohjausta (imuventtiilit sulkeutuvat aikaisemmin) yhdistettynä korkeampaan puristukseen ja turboahtamiseen. Se säätää innovatiivisesti polttoaine-ilmaseoksen palamista, mikä johtaa jopa 10 prosentin tehokkuuden paranemiseen. TSI Miller -työkierron merkittävät vaikutukset ovat kulutuksen ja päästöjen väheneminen ja vahva vääntö myös alhaisilla kierrosnopeuksilla.
Muihin bensiinimoottoreihin verrattuna 1,5 TSI ACT BlueMotionin imuventtiilit ovat auki lyhyemmän ajan. Kun imuventtiilit sulkeutuvat imutahdin aikana männän liikkuessa vielä alaspäin, pumppaushäviöt pienenevät osakuormalla. Samalla nakutusvapaa alue laajenee, jolloin polttoaine-ilmaseoksen paine ja lämpötila pienenevät. Sytytyksen ajoitusta voidaan näin myöhentää, jolloin tehokkuus paranee ja hallitsemattoman palamisprosessin riski pienenee. Tämä puolestaan mahdollistaa puristussuhteen nostamisen 12,5:1:een, jolloin moottorista saadaan taloudellisempi ja polttoaineenkulutus ja hiilidioksidipäästöt pienenevät.
Muuttuva turbiinigeometria. Koska imuventtiilit ovat TSI Miller -syklissä avoinna lyhyemmän aikaa, sylinterit on täytettävä korkeammalla ahtopaineella. Tässä Volkswagen hyödyntää turboahdinta, jonka turbiinigeometria muuttuu (VTG). VTG:n ansiosta on mahdollista säätää turbiinin tuottoa. Tällaisia ahtimia on aiemmin käytetty bensiinimoottoreiden yhteydessä vain suorituskykyisissä urheiluautoissa, joten Volkswagenista tulee nyt ensimmäinen valmistaja, joka käyttää VTG-ahdinta valtavirran bensiinimoottorissa.
Jos vertailukohteeksi otetaan tavanomainen turbojärjestelmä, se purkaa osan ahtamiseen käytettävästä pakokaasuvirrasta hukkaportin kautta turbiinin ohi. Tässä prosessissa hukataan energiaa. Golfin 1,5 TSI ACT BlueMotionissa puolestaan ohjataan koko pakokaasuvirta turbiiniin VTG:n avulla. Tämän ansiosta polttotila täytetään aina optimaalisesti ja turboahtimen hyötysuhde pysyy koko ajan korkeana. Sen ansiosta polttoaineen kulutus ja päästötaso pienenevät ja moottorin vaste paranee.
TSI:n loistava tulevaisuus. Lähitulevaisuudessa Volkswagen tuo 1,5 TSI ACT BlueMotion -moottorista markkinoille uusia variaatioita. Vähemmän sylintereitä, litratilavuudeltaan pienempiä moottoreita ja merkittävästi enemmän tehoa. Lisäksi insinöörit ovat suunnitelleet perusmallin, joka mahdollistaa moottorin käytön niin kevythybrideissä, täyshybrideissä ja lataushybrideissä kuin maa/-biokaasuautoissa.
Avainsanat:
