Японцы и американцы не жалуют двигатели на тяжелом топливе и делают ставку на расширение парка автомобилей с «гибридными» бензин-электрическими силовыми агрегатами. Тон здесь задают Honda и Toyota, в модельных гаммах которых быстро увеличивается число разнообразных «гибридов» – как «частичных» (Honda Insight, Civic и Accord), так и «полных» (Toyota Prius, Highlander, Alphard, Lexus RX400h). Тем временем в Европе продолжается массовая «дизелизация» автотранспорта, и японские автомобилестроители вынуждены адекватно отвечать на вызов крупнейшего экспортного рынка.
Toyota Motor выпускает и продает по всему свету 7,5 млн автомобилей в год и уступает в табели о рангах мирового автомобилестроения только General Motors. Однако в финансовом отношении Toyota – самый мощный автомобилестроитель в мире: по своим активам японская компания превосходит GM, Ford и DaimlerChrysler вместе взятые! Нетрудно представить, что Toyota Motor вполне в состоянии финансировать НИОКР по бензиновым, «гибридным» и дизельным силовым агрегатам одновременно (а кроме того, еще и по топливным элементам на водороде).
 |
| Динамика седана Avensis с турбодизелем Clean Power немногим уступает Ferrari прошлых лет |
Так, еще в прошлом году на Парижской автовыставке демонстрировался прототип Toyota с турбодизелем D-4D 180 Clean Power (чистая мощность). А нынче новая «четверка» Clean Power появилась под капотом легковушек, идущих в серию, – Lexus IS (первый дизель в истории марки!) и Avensis. Цельноалюминиевая конструкция; диаметр цилиндров и ход поршней 86 х 96 мм дают рабочий объем 2,23 л. Газораспределение, разумеется, 4-клапанное – с 2-я верхними распредвалами (цепной привод). Есть еще 2 вала – балансирные, они вращаются вдвое быстрее коленчатого и уравновешивают силы инерции II порядка.
Новый турбодизель предлагается в двух исполнениях – попроще (мощностью в 150 л.с.) и покруче. А если называть вещи своими именами, то исключительно крутой. Начать с того, что система питания у него – common rail III поколения с форсунками, оснащенными быстродействующими пьезоэлектрическими клапанами. Такие клапаны (от Bosch) уже применяют на своих дизельных двигателях Audi/Volkswagen, и у Toyota не намерены отставать. Степень сжатия – 15,8; абсолютный рекорд для легковых дизелей.
То есть, рекордно низкая; теперь уже забыли о степенях сжатия 21-22,5, характерных для конструкций 25-летней давности с разделенными камерами сгорания. Степень сжатия 20 и выше нужна только для надежного пуска двигателя (с разделенными камерами сгорания) при низких температурах, а прогретый дизель из-за нее работает слишком жестко, у него повышенные потери трения и т.д. Современные двигатели с неразделенными камерами сгорания и высокоэффективными свечами накаливания легко пускаются и при пониженной степени сжатия (хотя как оно обстоит сибирской зимой, надо еще посмотреть). Вот и сравните: степень сжатия у бензиновой «шестерки» (с непосредственным впрыском в камеры сгорания) Lexus IS – 12,0, а у турбодизеля D-4D на том же шасси – см. выше. Разница все сокращается.
 |
| Компактная цельноалюминиевая конструкция + плюс тойотовское качество и надежность |
Эффективный турбокомпрессор с регулируемой геометрией соплового аппарата нагнетает воздух в цилиндры через «интеркулер». Так что крутящий момент достигает 400 Нм при 2000-2600 мин-1; необычайно много для такого литража. Выше разве что у турбодизеля BMW 535d («Баварские моторы», «Турбо», 2004, №8), но там работает специальный bi-турбонаддув исключительно высокого давления. С таким крутящим моментом тойотовской «четверке» нетрудно выдавать 177 л.с. (130 кВт) мощности при 3600 мин-1. Как раз впору для 3-литровой(!) «шестерки» – вроде P9X у Opel и Renault. И обратите внимание на удивительно низкие обороты максимальной мощности: меньше шум и износ, увеличен ресурс мотора.
 |
| В тело блока из алюминиевого сплава залиты «сухие» гильзы цилиндров из спецчугуна. Между цилиндрами предусмотрены каналы для охлаждающей жидкости |
Но даже и при таких показателях двигатели с воспламенением от сжатия все равно не подарок – с экологической точки зрения. Крайне трудно бороться с выбросами NOx (оксиды азота) и сажи, которые образуются в камерах сгорания из-за неустранимых особенностей рабочего процесса. Для преодоления недостатков у Toyota применили систему D-CAT (Diesel Clean Advanced Technology – продвинутая чистая дизельная техника), в центре которой 4-компонентный каталитический нейтрализатор DPNR (Diesel Particulate Nox Reduction – сокращение выбросов сажи и NOx), комбинированные с сажевым фильтром, и рециркуляция отработанных газов EGR. Многочисленные датчики контролируют состояние окружающей среды, параметры двигателя и состав выхлопных газов. В зависимости от условий цифровой процессор регулирует подачу горючего в цилиндры и интенсивность рециркуляции. После турбонагнетателя отработанные газы поступают в нейтрализатор DPNR, где и обезвреживаются. Сажа поглощается фильтром, который время от времени приходится «прожигать». Для чего в выпускном коллекторе предусмотрена особая форсунка, которая периодически – по команде ЦПУ – подает горючее для дожигания сажи в фильтре. Тоже расход.
 |
| Форсунка с пьезоэлектрическим клапаном подает топливо прямо в неразделенную камеру сгорания (в днище поршня); давление впрыска – до 1800 бар! Клапаном управляет пакет пьезоэлектрических элементов, так что он срабатывает вдвое быстрее, чем обычный электромагнитный. И горючее дозирует точнее |
Катализатор NOx чувствителен даже к следам серы в выхлопных газах (быстро «отравляется»), так что солярка для Clean Power годится не абы какая. Зато на кондиционном дизтопливе D-4D не просто вписывается в рамки Euro IV; он выбрасывает NOx на 50%, а сажи на 80% меньше, чем по жестким нормам! И углекислого газа («парниковый» эффект) в атмосферу от него поступает лишь 161 г/км пробега. А сколько ее выдает двигатель вашего ВАЗа?
Выпуск нового турбодизеля налажен в Польше – на только что введенном в строй моторном заводе. На полную производственную мощность – 180 тыс. агрегатов в год – он выйдет только в 2007 году.
Со 177-сильным D-4D и ручной 6-ступенчатой коробкой передач Avensis разгоняется с места до 100 км/ч за 8,6 сек., объявленная максимальная скорость – 220 км/ч. Ferrari Mondial 25-летней давности с бензиновой 2,9-литровой «восьмеркой» едва ли превосходил по динамике современный семейный автомобиль с турбодизелем… При том, что средний расход тяжелого топлива у Avensis Clean Power – 6,1 л на 100 км пробега.
 |
| Как видите, форсунка на каждом рабочем цикле успевает несколько раз подать горючее в камеру сгорания. «Пилотные» впрыски, основная доза – да еще и вдогон… |
 |
| Вот так выглядит фирменная система D-CAT, которая заботится об экологичности нового тойотовского турбодизеля. А говорят, все гениальное просто… |
Само совершенство (в своем классе); как видите, достигается оно ценой значительного усложнения конструкции. И возникает законный вопрос: а стоит ли громоздить изощренный турбодизельный Clean Power, если по сложности и стоимости он уже приближается к «гибридным» бензин-электрическим силовым агрегатам? Тогда как соперничать с ними по «чистоте» ему все равно не по силам.