• Dwa nowe silniki 2,2 D-4D (o mocy 150 i 177 KM)
• Nowy rozdział w historii silników Diesla Toyoty
• Dopełnienie szerokiego wyboru silników

Zwiększenie oferty o dwa całkowicie nowe silniki 2,2 D-4D (o mocy 150 i 177 KM) to kolejny znaczący krok naprzód.

Są to pierwsze silniki z rodziny Clean Power otwierające nowy rozdział w historii silników wysokoprężnych Toyoty, które oferują wyjątkowe osiągi przy znacznym ograniczeniu emisji szkodliwych spalin.

Wraz z debiutem silników 2,2 D-4D Avensis posiada jedną z najszerszych ofert silników Diesla w segmencie – silnik 2,0 D-4D 116 KM jako jednostka podstawowa, następnie silnik "średniej mocy" – 2,2 D-4D 150 KM i wreszcie 2,2 D-4D 177 KM, w przedziale najwyższych mocy w segmencie.

Dzięki tym dwóm nowym silnikom Toyota Avensis może zaspokoić 95% potrzeb konsumentów w zakresie silników Diesla segmentu D.

Avensis z silnikiem 2,2 D-4D 150 KM to zrównoważona propozycja skierowana do przeważającej części nabywców samochodów z segmentu D oferująca zaawansowany technologicznie silnik, który z powodzeniem konkuruje ze wszystkimi jednostkami o pojemności skokowej od 1,9 do 2,2 litra.

Z drugiej strony silnik 2,2 D-4D 177 KM stawia Avensisa na pozycji godnego konkurenta z najsilniejszymi samochodami w swojej klasie. Silnik ten zawiera najbardziej zaawansowane z dostępnych dziś technologii: całkowicie aluminiową konstrukcję, piezoelektryczny system common rail generujący najwyższe ciśnienie, elektrycznie uruchamianą turbosprężarkę, najnowszej generacji ceramiczne świece i unikalny system oczyszczania spalin Toyoty D-CAT.Połączenie wszystkich tych technologii zapewnia najwyższe osiągi (177 KM i 400 Nm przy 2000-2600 obr./min) oraz najniższy poziom hałasu i wibracji. Ponadto Avensis 2,2 D-4D 177 KM zużywa średnio jedynie 6,1 l/100 km, co sprawia, iż jest to samochód o 20% ekonomiczniejszy od konkurencji z silnikami Diesla o podobnej mocy.

Konstrukcja silnika – l
ekka i wydajna

• Nowe silniki 2,2 D-4D posiadają lekką, aluminiową konstrukcję
• Aluminiowy blok pochodzi z silników benzynowych Toyoty
• Komponenty takie jak pompa wodna są w pełni zintegrowane, dzięki czemu są mniejsze i lżejsze
• Silnik 2,2 D-4D 177 KM ma najniższy na świecie stopień sprężania – 15,8:1
• Silnik jest także wyposażony w wydajniejsze świece ceramiczne najnowszej generacji
• Środki ograniczające wagę
• Aluminiowa konstrukcja

Oba silniki 2,2 D-4D są lekkie i nieduże, aby ograniczyć spalanie i emisję szkodliwych substancji oraz poprawić dynamikę jazdy dzięki lepszemu rozłożeniu wagi pomiędzy przodem i tyłem silnika. Zastosowanie aluminiowej konstrukcji było naturalnym wyborem dla osiągnięcia tego celu. Stworzenie pierwszej na świecie całkowicie aluminiowej konstrukcji silnika Diesla – w Yarisie 1,4 D-4D – dało Toyocie doświadczenie potrzebne do zastosowania aluminium zamiast stopu żelaza w blokach nowych silników Diesla.

W 2001 roku Toyota zaadaptowała aluminiowy blok silnika benzynowego o pojemności 1,5 litra montowanego w Yarisie T Sport jako podstawę nowej jednostki wysokoprężnej 1,4 D-4D. Do nowych silników 2,2 D-4D użyto aluminiowego bloku z rodziny silników benzynowych AZ, do której należą jednostki o pojemności 2,0 i 2,4 (obie dostępne w modelu Avensis). Otwory w cylindrach posiadają okładzinę ze stopu żelaza, by zwiększyć wytrzymałość na zużycie.

W celu jeszcze większego ograniczenia wagi chłodnica oleju jest także całkowicie wykonana z aluminium.

Integracja jest bardzo ważnym czynnikiem wpływającym na ograniczenie wagi silnika. Można bowiem w tę samą strukturę wpasować wiele komponentów. Takie myślenie zostało wykorzystane przy konstrukcji pomp oleju i wody. Te zazwyczaj osobne komponenty zintegrowano z pokrywą łańcucha rozrządu. Dzięki temu pompa olejowa jest o 5% lżejsza i 20% mniejsza.

Silniki 2,2 D-4D są dzięki temu lżejsze od konkurencji z tradycyjnymi blokami ze stopów żelaza.

Ponadto użyto nowych 2-milimetrowych pierścieni tłokowych o mniejszym naprężeniu. Dzięki temu zredukowano straty podczas tarcia.

Najniższy na świecie stopień sprężania

• Większa wydajność
• Mniejsza emisja NOx
• Zredukowany poziom hałasu i wibracji

Jednym z głównych czynników wpływających na znakomite osiągi przy ograniczeniu hałasu i wibracji jest niski stopień sprężania. Wartość 15,8:1 silnika 2,2 D-4D 177 KM to najniższy stopień sprężania pośród wszystkich produkowanych obecnie silników wysokoprężnych. Wersja 2,2 D-4D 150 KM osiąga 16,8:1, co również jest bardzo niską wartością.

Niski stopień sprężania oznacza, iż silnik potrzebuje mniejszej siły, by sprężyć mieszankę, co oznacza większą wydajność – lepsze osiągi przy mniejszym zużyciu paliwa.

Silniki wysokoprężne emitują stosunkowo dużo tlenków azotu (NOx), ponieważ nie są w stanie zużyć większej ilości paliwa, by zredukować ciepło w cylindrze powyżej tłoka. Prowadzi to do wyższej temperatury spalania. Zmniejszając stopień sprężania, można także obniżyć temperaturę spalania, a w rezultacie obniżyć także emisję NOx.

Dodatkowo zmniejszenie ciśnienia w cylindrze i komorze spalania przyczynia się do obniżenia poziomu hałasu i wibracji podczas każdej eksplozji. Pozwoliło to inżynierom na zaprojektowanie lżejszych części ruchomych i aluminiowego bloku bez negatywnego wpływu na trwałość i niezawodność silnika.

Tak niski stopień sprężania możliwy jest jedynie dzięki zastosowaniu najnowocześniejszych technologii we wszystkich komponentach, jak choćby systemu common rail nowej generacji i świec.

Ceramiczne świece

• Lepsza trwałość
• Szybsze uruchamianie zimnego silnika
• Bez emisji białego dymu

Nowy silnik 2,2 D-4D 177 KM jest wyposażony w stworzone niedawno ceramiczne świece. Użycie materiałów ceramicznych do produkcji świec to pomysł Toyoty wdrożony po raz pierwszy w 1982 roku wraz z nowymi rodzinami silników Diesla L i C. Pierwszymi silnikami z tej rodziny dostępnymi w Europie były: jednostka o pojemności 2,4 litra w modelach Hiace i Hilux oraz o pojemności 1,8 litra montowana w Corolli od 1982 roku. Dziś większość silników Diesla Toyoty posiada tę technologię.

Istnieje niewiele surowców wykazujących większą odporność na ciepło od materiałów ceramicznych, dlatego są one stosowane np. w promach kosmicznych w najbardziej narażonych na ciepło częściach – przedniej i spodniej. Inżynierowie Toyoty wykorzystali właśnie tę odporność na wysokie temperatury, używając materiałów ceramicznych w świecach. Dzięki temu są one znacznie wytrzymalsze od klasycznych, metalowych odpowiedników.

Oprócz tego materiały ceramiczne są zdecydowanie lepszymi przewodnikami ciepła od metali. Ceramiczne świece mogą zatem osiągnąć idealną temperaturę szybciej od metalowych, dzięki czemu silnik uruchamia się szybciej, gdy temperatura na zewnątrz jest niska.

Toyota, posiadając ponad 20 lat doświadczenia w produkcji świec ceramicznych, wyposażyła nowe silniki 2,2 D-4D w ich kolejną generację wytrzymującą o 100oC wyższe temperatury od poprzedników.

Nowa generacja ceramicznych świec nie tylko pozwala na szybsze uruchomienie silnika podczas niskich temperatur, ale także ogranicza powstawanie białego dymu. Jest to możliwe, gdyż komora spalania szybciej osiąga właściwą temperaturę.

Systemy wtrysku i indukcji

• Najnowocześniejsze wtryskiwacze piezoelektryczne
• Wtryskiwacze piezoelektryczne są dwukrotnie szybsze od indukcyjnych
• Najwyższe ciśnienie wtrysku wśród systemów piezoelektrycznych: 1800 barów
• Do 5 wtrysków w cyklu, krótsza przerwa pomiędzy wtryskami (0,1 ms)
• Elektrycznie uruchamiana turbosprężarka zapewnia lepszą kontrolę i wyższy moment obrotowy
• Bezwładność koła turbiny zredukowano o 30%
• Nowy intercooler ma 8 razy większy obszar wymiany ciepła niż poprzednia generacja

Zaawansowany system wtryskowy common rail

• Wtryskiwacze piezoelektryczne
• Najwyższe ciśnienie wtrysku
• Do 5 wtrysków w cyklu

Większość obecnych systemów common rail używa wtryskiwaczy indukcyjnych, które są aktywowane polem magnetycznym generowanym przez prąd elektryczny. Nowy silnik 2,2 D-4D 177 KM wykorzystuje natomiast, po raz pierwszy w silnikach tej wielkości, technologię piezoelektryczną. Technologia ta wykorzystuje zdolność niektórych materiałów do odkształceń wskutek przepływu ładunku elektrycznego i powrotu do oryginalnego kształtu po odłączeniu prądu.

Wtryskiwacz piezoelektryczny

Każdy wtryskiwacz zawiera zestaw piezoelektrycznych elementów ceramicznych. Gdy przepływa ładunek elektryczny, elementy te powiększają się, podnosząc igłę dyszy wtryskiwacza, dzięki czemu paliwo znajdujące się pod bardzo wysokim ciśnieniem w systemie common rail wtryskiwane jest do cylindra.

Wtryskiwacze piezoelektryczne potrafią wtryskiwać większe ilości paliwa i dzięki temu, że igła dyszy otwiera się i zamyka szybciej, są dwukrotnie szybsze od indukcyjnych.

Każdy wtryskiwacz posiada 10 dysz, o cztery więcej niż tradycyjne, indukcyjne odpowiedniki w silniku 2,0 D-4D. Każda dysza ma średnicę 0,13 mm.

Piezoelektryczny system common rail wytwarza najwyższe ciśnienie wtrysku wśród systemów tego typu – 1800 barów.

Dzięki tym udoskonaleniom wtryskiwane paliwo jest lepiej rozszczepione i zatomizowane. Można więc uzyskać zapłon przy niższym ciśnieniu.

Ponadto nowy piezoelektryczny system common rail potrafi wykonać do 5 wtrysków w jednym cyklu z pojedynczym wtryskiem pilotującym podczas pracy na biegu jałowym przy rozgrzanym silniku oraz wielokrotny wtrysk przy małym i średnim obciążeniu. Dzięki technologii piezoelektrycznej czas wtrysku pilotującego może być zoptymalizowany, co prowadzi do znacznego ograniczenia hałasu spalania. Dodatkowo czas pomiędzy wtryskami skraca się do 0,1 ms.

Supernowoczesny system common rail jest głównym czynnikiem pozwalającym osiągnąć silnikowi najwyższą w klasie moc i moment obrotowy, zachowując jednocześnie niskie zużycie paliwa. Dzięki temu plasuje Avensisa w czołówce segmentu D pod względem poziomu hałasu i wibracji.

Elektrycznie aktywowana turbosprężarka

• Precyzyjniejsza aktywacja łopatek
• Wyższy moment obrotowy
• Niższa inercja koła turbiny

Silnik 2,2 D-4D 177 KM posiada elektrycznie aktywowaną turbosprężarkę o zmiennej geometrii łopatek (VNT). Posiada ona łopatki, które zmieniają nachylenie w zależności od prędkości spalin. Zazwyczaj łopatki napędzane są przez silnik krokowy, w tym przypadku są poruszane bezpośrednio przez silnik elektryczny. Takie rozwiązanie umożliwia modułowi ECU precyzyjniejszą i stopniową regulację położenia łopatek, co zwiększa wydajność turbosprężarki. W razie potrzeby aktywacja łopatek może nastąpić przy niższych obrotach silnika. TurbodoładowanieDzięki zredukowaniu liczby i grubości łopatek, w porównaniu z silnikiem 2,0 D-4D, bezwładność koła turbiny została zredukowana o 30%.

Wydajniejszy intercooler

• 8 razy większa powierzchnia wymiany ciepła
• zwiększona wydajność do 88%
• zwiększona sprawność wolumetryczna silnika

Nowy intercooler montowany w obu silnikach 2,2 D-4D posiada powierzchnię wymiany ciepła 8 razy większą od poprzedników. Dzięki temu wydajność wymiany ciepła wzrosła z 68% do 88%.

Pozwala to na poprawę efektywności wolumetrycznej, a w konsekwencji wydajności.