A Nissan nemrég kezdte meg a frissített Qashqai-jal egyszerre a legújabb E-Power rendszerének a gyártását az angliai Sunderland városában. A hajtásláncban a ZR15DDTe kódú belső égésű motor továbbra is csak generátorként funkcionál, nincs mechanikai kapcsolat a főtengelye és az autó kerekei között, éppen ezért a hangolása sem olyan, mint egy hagyományos motoré. Valószínűleg ezért tudta a Nissan rendkívül hatékonyra faragni és elérni vele a 42 százalékos termikus hatásfokot, amivel sikerült rálicitálni a Toyota 41 százalékára.
Bár a különbség látszólag elhanyagolható, a gyártók gyakran még tized százalékokért is vért izzadnak. A belső égésű motorok fejlesztése nem kis feladat, de a Nissan egy egészen új technológia bevezetésével látszólag nagyot lépett előre. Ők a generátorként funkcionáló, 1,5 literes, háromhengeres motor hatékonyságának növelését eddig is a szívóütem során beáramló keverék útjának akadálymentesítésével, a megfelelő örvénylés kialakításával és az égés stabilitásával fokozták, most azonban mechanikai átalakítást is eszközöltek.
Ennek az alapja, hogy a szívócsatorna kialakítása során a szelepek alatt nem külön préselt, szinterezett szelepüléket illesztettek a motorba a szeleptányér alá, hanem hidegszórással vittek fel egy réteg kobaltmentes rézötvözetet. Az eljárás azért hideg, mert az egymásnak tapasztott fémek olvadáspontja alatt történik az illesztés, és azért szórás, mert szuperszonikus sebességgel lövik az alumínium hengerfej bevonni kívánt felületét a megfelelő ötvözettel – amit előtte finom porrá őrölnek. Az eljárásnak hála a felületben nem keletkeznek olyan mikróüregek, amelyek különböző hegesztési és öntési eljárásoknál is felléphetnek.
A hidegszórással felvitt anyag kiválóan tapad az öntvénybe és nem igényel külön erősített vállat, mint a hagyományos szelepülék. Emiatt a beáramló levegő (vagy keverék) útja során nem lép fel turbulencia, ami miatt sokkal jobban szabályozható az égéstérben az áramlása. Emellett a felszórt rézötvözet jó hűtési képességgel rendelkezik, ezáltal a szelepek is hidegebbek maradnak, mint egy hagyományos motorban.
A Nissan azt állítja, hogy az eljárás világelső technológia, hiszen más gyártó eddig nem alkalmazott ilyet. Elmondásuk szerint a kovácsolt formagyártásban használt polírozási technikákból merítettek ihletet és saját fúvókarendszert fejlesztettek a hidegszóráshoz. A minőségbiztosítási eljárást a folyamat után mesterséges intelligencia végzi, így elméletileg nem csúszhat hiba a rendszerbe.
Mit mond a mérnök?
Kicsit bizonytalan voltam az eljárás miértjeivel kapcsolatban, ezért felhívtam Ágó Béla mérnököt, akivel átbeszéltük a felmerülő kérdéseimet. Arra jutottunk, hogy az eljárás fő oka a csatorna egyenesebbre szabása és a turbulencia megszüntetése mellett valószínűleg az, hogy egyszerűsítsék az alumínium hengerfejjel járó problémák megoldását. A hagyományos vas hengerfejekben a szeleptányér a fém tömb erre kiképzett fészkébe ült be, nem volt szükség szelepülékre. Az alumínium hengerfejben a fém tulajdonságai miatt kellenek külön perselyek, a Nissan megoldásával azonban ez megváltozhat.
A felszórt rézport lézerrel ráolvasztják a felületre, ami így difundál az alumíniummal, tehát attól nem kell tartani, hogy szétesik a szerkezete. Az egyetlen kérdéses pont itt az, hogy mi lesz a szelep fészkével, ha sok üzemóra után sérül vagy szimplán csak elkopik a felület. Fel lehet szórni újra a réz felületet és lehet újraolvasztani az alumíniummal?
A másik érdekes pont a fejlesztés kapcsán, hogy a Nissan itt nem áll meg: fel akarják tolni a hatásfokot 50 százalék fölé, ami kiugró lenne az iparban. Ezt azzal érnék el, hogy a hagyományos belső égésű motoroknál használt Lambda 1 értéket (1:14,7-hez keverékarányt) a duplájára emelnék, tehát arányaiban sokkal több levegővel keveredne azonos mennyiségű tüzelőanyag. Az égéstérben speciális örvénylésszabályozással bár alacsonyabb teljesítményt, de szintén alacsonyabb hőképződést érnének el. Ez azt jelenti, hogy a felhasznált keverék égése során kevesebb energia vész el hő formájában, több marad a tágulásra. A koncepció mindenképpen érdekes, de egyelőre nem tudni, hogy hova fut majd ki a fejlesztés.
