Podczas tegorocznych targów IAA we Frankfurcie nastąpił przełom. Wielu japońskich producentów zaprezentowało silniki typu „downsizing” własnej konstrukcji wyposażone w turbodoładowanie oraz bezpośredni wtrysk benzyny. Tego typu konstrukcje były do tej pory domeną europejskich producentów z Volkswagenem na czele. W ofercie tego producenta silniki tego typu montowane są bowiem w klasach samochodów od małej do średniej. Japończycy do tej pory w takich samochodach używali silników wolnossących z pośrednim wtryskiem benzyny. Tylko Nissan kilka lat temu przedstawił własną konstrukcję trzycylindrowego silnika o pojemności 1,2 litra z mechanicznym kompresorem. Ale należy pamiętać, że miał przy tym dostęp do całego zaplecza technicznego swojego kooperanta – marki Renault.

Bardziej opłacalna produkcja
Teraz trzech japońskich producentów – Toyota, Subaru i Suzuki – przedstawiło swoje niezależne konstrukcje, z którymi chcą wejść na rynek europejski. Toyota zaprojektowała do modelu Auris silnik o pojemności 1,2 litra i mocy 85 kW (115 KM), Suzuki do modelu Baleno przewidziało silnik o pojemności 1 litra i mocy 83 kW (111 KM) i drugą wersję o pojemności 1,4 litra i mocy 104 kW (140 KM). Subaru natomiast zaprezentował silnik typu „Boxer” o pojemności 1,6 litra i mocy 125 kW (170 KM).

Partnerzy tych marek w Europie już mogą zacząć się cieszyć, ponieważ wiadomo, że turbosprężarki tak małych i wysilonych silników nie są urządzeniami bezproblemowymi. Czy Japończykom udało się zrobić nowe silniki tak samo bezproblemowe, co dotychczasowe, to się dopiero okaże. Wszystkie 3 silniki są konstrukcjami własnymi, co przy wykorzystywaniu przez Suzuki i Toyotę nie swoich konstrukcji Diesla oznacza, ze produkcja własnych napędów jest bardziej opłacalna.

Klienci wolą wysoki moment obrotowy
Dlaczego Japończycy zaczęli wprowadzać takie silniki po 10 latach od momentu wprowadzenia przez Volkswagena podwójnie doładowanego silnika TSI? Okazuje się, że klienci zostali przyzwyczajeni do charakterystyki silnika, który dysponuje wysokim momentem obrotowym już od dolnego zakresu prędkości obrotowych, czyli do charakterystyki doładowanego silnika benzynowego. W porównaniu do tego silniki wolnossące o podobnej mocy wypadają gorzej. Mimo podobnych parametrów okazuje się, że przebieg krzywej mocy i momentu obrotowego w mniejszych jednostkach doładowanych jest korzystniejszy.

Silnik 1,2 turbo od Toyoty
Japończycy w nowych silnikach zauważyli potencjał do obniżenia emisji. Toyota wraz z nowym silnikiem 1,2 turbo spełniła warunki emisyjne narzucone przez normy Euro 6. Ale czy w rzeczywistości silniki te będą tak oszczędne, jakie wydają się być na stanowiskach laboratoryjnych?
Wprowadzony przed silnikiem 1,2 model o pojemności 1 litra o 3 cylindrach bez doładowania montowany w samochodach Aygo i Yaris w pewnym zakresie obciążeń mógł pracować w cyklu Atkinsona. Do zapewnienia dobrych parametrów pracy stworzono nowe przekroje kanałów dolotowych poprawiające mieszanie paliwa z powietrzem oraz zintegrowano kolektor wydechowy w głowicy. W silniku o pojemności 1,2 litra zastosowano dodatkowo turbosprężarkę chłodzoną płynem oraz intercooler z osobnym obiegiem czynnika chłodzącego. Na koniec zastosowano w tym silniku system VVT-iW (Variable Valve Timing inteligent Wide), który reguluje czasy otwarcia zaworów w zwiększonym zakresie.

Z pojemności 1197 cm3 silnik osiąga moc 85 kW (115 KM) oraz moment obrotowy na poziomie 185 Nm dostępny w zakresie prędkości obrotowych od 1500 min-1 do 4000 min-1. Jest to wartość bardzo konkurencyjna w tym segmencie. Zużycie paliwa wynosi 4,7 litra na 100 kilometrów, natomiast emisja CO2 na poziomie 109 gramów na kilometr. Zmienne czasy otwarcia dotyczą w tym silniku nie tylko zaworów dolotowych, ale i wydechowych. System sterowania zaworów dolotowych dopuszcza ich późne zamykanie, dzięki czemu silnik może pracować w cyklu Atkinsona. Przy niewielkich obciążeniach zawory dolotowe są zamykane na tyle późno, że w suwie sprężania część mieszanki cofa się do kolektora dolotowego. Dzięki temu zmniejsza się ilość przepompowywanego przez układ tłokowy powietrza i zmniejsza się straty związane ze sprężaniem mieszanki w cylindrach przy czym zwiększa się czas reagowania spalanej mieszanki na tłok w suwie pracy.
Zastosowana automatyka start-stop pozwala na szybkie i płynne uruchomienie silnika. W chwili wyłączenia silnika wał korbowy zatrzymywany jest w pozycji ułatwiającej rozruch. W chwili rozruchu pierwszy cylinder, w którym następuje suw pracy jest napełniany mieszanką uwarstwioną, aby zapewnić rozruch bez wibracji. Silnik ten nie jest produkowany w żadnej z europejskich fabryk koncernu, tylko w Japonii. Najprawdopodobniej wynika to z faktu, że dostawcy turbosprężarek oraz układów wtryskowych są zlokalizowani w Japonii. Najprawdopodobniej są to firmy Denso, IHI lub MHI.

"Boosterjet" Suzuki
Silnik Suzuki o dumnej nazwie „Boosterjet” nie jest natomiast produkowany w Japonii, tylko w Indiach. Jest on przewidziany praktycznie tylko do modelu Baleno. W tym silniku wykorzystana jest turbosprężarka MHI (Mitsubishi Heavy Industries), układ dolotowy Mann+Hummel oraz układ zasilania od firmy Bosch. Większy silnik z tej rodziny będzie montowany najprawdopodobniej w modelu Vitara S. Baleno z nowym silnikiem wjedzie na rynek dopiero na początku 2016 roku.

Moc Subaru
Dwie klasy wyżej pod względem mocy plasuje się nowy silnik Subaru. Nowa jednostka o pojemności 1,6 litra ma w przyszłości zastąpić znany do tej pory 2,5 litrowy agregat bez turbodoładowania. Silnik o pojemności 1,6 litra ma być wyposażony w turbodoładowanie, co akurat nie dziwi, bo Subaru ma w tym zakresie sporo doświadczenia zdobytego na trasach wielu rajdów. Model Levorg będzie natomiast pierwszym w rodzinie Subaru, który będzie miał wtrysk bezpośredni benzyny, turbodoładowanie oraz system start-stop. Z tego typu zasilaniem silnik osiąga moc 170 KM oraz generuje moment obrotowy na poziomie 250 Nm już od 1800 obrotów na minutę. W silniku tym zastosowano skok tłoka większy od jego średnicy, co pozwala na zwiększenie sprawności termicznej silnika oraz zwiększa moment obrotowy.

Dobrym wynikiem dla Subaru jest zmniejszenie zużycia paliwa w samochodzie klasy kombi do tak niskich wartości. Stało się to możliwe przez zastosowanie automatyki start-stop. Wyłączenie silnik następuje w 0,5 sekundy po zatrzymaniu się pojazdu. Do uruchomienia silnik potrzebuje 0,35 sekundy od chwili zdjęcia nogi z pedału hamulca. Aby było to możliwe Subaru do modelu Levorg skonstruowało nowy rodzaj rozrusznika, który ma ustabilizowany pobór prądu.
Dodatkowo konstruktorzy Subaru poprawili działanie systemu start-stop, który potrzebuje znacznie mniej czasu do działania. Do tej pory szybkie zmiany, takie jak ruszanie i stawanie, wymagały od systemu czasu na poziomie 0,8 do 1 sekundy, podczas gdy Subaru udało się zmniejszyć czas cyklu działania systemu do 0,2 sekundy.
Toyota, Suzuki i Subaru poszły w stronę techniki downsizingu. Co robią pozostali Japończycy? Nissan korzysta z technologii Renault, Honda pracuje nad swoim własnym małym turbodoładowaniem, Mitsubishi samo nie wie, a Mazda pracuje nad systemem „Skyactive” zgodnie z zasadą – pojemność zamiast turbodoładowania. Ale konkurencja nie śpi. Zaraz za morzem w koncernie Kia/Hyundai powstał pierwszy mały silnik o pojemności 1 litra i 3 cylindrach, który osiąga moc 120 KM i moment 171 Nm. W nowej Kii Cee’d właśnie wjeżdża on na nasz rynek.

Opracowano na podstawie informacji firm Toyota, Kia, Subaru, Suzuki.