RENAULT ENERGY TCe 90

Την στιγμή που η Ελλάδα ανακαλύπτει (το) πετρέλαιο, για τους Ευρωπαίους κατασκευαστές και την σύγχρονη τεχνολογία κινητήρων το diesel είναι μπαγιάτικα νέα. Χωρίς να θέλω να μειώσω την αξία των ντιζελοκίνητων εκδόσεων που έχουν κατακλύσει τις ελληνικές αντιπροσωπείες, στην Ευρώπη κινούνται με diesel εδώ και δεκαετίες και έχουν δει το έργο από την καλή και την ανάποδη. Χωρίς η diesel τεχνολογία να έχει πει την τελευταία της λέξη (το αντίθετο μάλιστα, όπως θα δούμε μελλοντικά σε αυτήν εδώ την στήλη), οι κατασκευαστές κινητήρων έχουν κάνει ήδη τα επόμενα βήματα και ένα από αυτά είναι προς την κατεύθυνση των βενζινοκινητήρων μικρού κυβισμού. Η αρχή έγινε με τους 1.4 και 1.2TSI του VW Group που έφεραν επιδόσεις των 1.8 και δίλιτρων κινητήρων στην περιοχή των 1.200 - 1.400cc και στην συνέχεια το Fiat Group έδειξε ότι δεν υπάρχει πάτος, εμφανίζοντας τον Twin Air των μόλις 885cc, απόδοσης 85PS. Μόλις πέρσι ήρθε η Ford με τον βενιαμίν Ecoboost που αποδίδει 100 και 120PS από μόλις 1.0lt και πλέον ήρθε η σειρά της Renault να μπει επικεφαλής στο κλειστό αυτό club των υπερ-αποδοτικών μικροκινητήρων με τον Energy των 0.9lt.

Energy junior

H Renault παρουσίασε για πρώτη φορά τον Energy junior ακριβώς έναν χρόνο πριν, στην Έκθεση της Γενεύης, αλλά τον κράτησε στο κουτί περιμένοντας το κατάλληλο μοντέλο που θα κάνει την απαραίτητη εντύπωση. Αυτό δεν ήταν άλλο από το Clio νέας γενιάς, που είδαμε σε πλήρη δοκιμή στο προηγούμενο τεύχος, με εντυπωσιακές επιδόσεις στο δρόμο και στην αντλία του βενζινάδικου. Με 90PS στις 5.250rpm και 13,8kgm στις 2.500rpm συναγωνίζεται εύκολα κινητήρες με 50-60% μεγαλύτερο κυβισμό, αλλά έχει το πρόσθετο πλεονέκτημα να χρειάζεται 20% λιγότερο καύσιμο και να εκπέμπει εξίσου λιγότερο CO2.

Για να τα καταφέρουν όλα αυτά οι μηχανικοί της Renault ακολούθησαν την βασική φιλοσοφία Energy (Tech Corner τ.155), αλλά την ώθησαν στα άκρα εκμεταλλευόμενοι την εμπειρία τους από τους κινητήρες της F1 και τους 10 τίτλους Κατασκευαστών που τους χάρισαν. Δεν είναι τυχαίο ότι σχεδιαστής των νέων τρικύλινδρων και τετρακύλιδρων Energy κινητήρων είναι ο Jean-Phillippe Mercier, Διευθυντής του Γραφείου Σχεδιασμού κινητήρων F1 στο Viry-Chatillon από το 2004 έως το 2007.

Μειωμένες απώλειες

Η σχεδίαση του Energy TCe 90 (Η4ΒΤ 400) είχε τρείς βασικούς στόχους: «τετράγωνη» αρχιτεκτονική, χαμηλές εσωτερικές τριβές και υψηλή αξιοπιστία. Η επιλογή της τρικύλινδρης διάταξης δεν έγινε τυχαία. Επιλέγοντας έναν λιγότερο κύλινδρο από την κλασσική τετρακύλινδρη διάταξη μειώθηκαν τα κινούμενα μέρη, και μαζί με αυτά οι εσωτερικές τριβές και οι αεροδυναμικές απώλειες από την κίνηση των μηχανικών μερών μέσα στο κάρτερ, κατά 20%. Είναι χαρακτηριστικό ότι, μόνο με την επιλογή ενός λιγότερου κυλίνδρου, επετεύχθη μείωση της κατανάλωσης κατά 4%. Η σχεδόν τετράγωνη αρχιτεκτονική κυλίνδρων (διάμετρος x διαδρομή = 72,2 Γ— 73,1mm) προσφέρει την χρυσή τομή ανάμεσα στις μικρές διαστάσεις (άρα και βάρος), ροπή και ευστροφία.

Περεταίρω μείωση των εσωτερικών τριβών έρχεται με την χρησιμοποίηση εξωτικών υλικών χαμηλής τριβής, δανεισμένους από τους κινητήρες F1. Έτσι οι οδηγοί των βαλβίδων έχουν επίστρωση DLC (Diamond Like Carbon), τα έμβολα έχουν επίστρωση γραφίτη και τα ελατήρια των εμβόλων επικάλυψη με την μέθοδο PVD (Physical Vapor Deposition). Η αντλία λαδιού έχει μεταβλητή παροχή (2 σταδίων), ώστε να έχει χαμηλές υδροδυναμικές απώλειες στις χαμηλές στροφές, αλλά ταυτόχρονα να μπορεί να ανταποκριθεί σε παροχή λαδιού στις υψηλές στροφές. Έτσι στις χαμηλές στροφές η πίεση λαδιού είναι στα 2bar, ενώ στις υψηλές στροφές η πίεση αυξάνει στα 4bar. Για λόγους μείωσης των τριβών η καδένα κίνησης των εκκεντροφόρων έχει επικάλυψη Teflon.

Υψηλή αποδοτικότητα

Πέρα από την εκτεταμένη προσπάθεια για μείωση των εσωτερικών απωλειών, οι σχεδιαστές της Renault εστίασαν στην αύξηση της αποδοτικότητας των 898cc του κινητήρα, ώστε να επιτευχθεί ο στόχος της ειδικής απόδοσης των 100PS/lt. Τα βασικά σημεία στα οποία στηρίζεται ο TCe 90 για να επιτύχει τέτοια απόδοση είναι η τουρμπίνα χαμηλής αδράνειας και το σύστημα Μεταβλητού Χρονισμού των Βαλβίδων (VVT) που επιτρέπουν την τέλεια ρύθμιση με στόχο την ισορροπία ανάμεσα στην οικονομία και την υψηλή ειδική απόδοση. Σημαντικό ρόλο όμως παίζει και η αποδοτικότητα των ίδιων των κυλίνδρων και εδώ δόθηκε ειδική μέριμνα στην άμεση σάρωση των καυσαερίων, ώστε αντίστοιχα η πλήρωση με καύσιμο και η συνολική ροή των αερίων να γίνεται με μεγάλη ταχύτητα. Εδώ η τρικύλινδρη διάταξη πρόσφερε ένα επιπλέον πλεονέκτημα, αφού η φάση της εξαγωγής έχει μεγαλύτερη διάρκεια, επιτρέποντας καλύτερη σάρωση των καυσαερίων. Αντίστοιχα μεγαλύτερη διάρκεια έχει και η εισαγωγή, με αποτέλεσμα η κίνηση των αερίων κατά την εισαγωγή/εξαγωγή να γίνεται με σχεδόν διπλάσια ένταση από αυτήν ενός τετρακύλινδρου κινητήρα ίδιου κυβισμού. Μιλάμε για μια φυσική «υπετροφοδότηση» η οποία μειώνει την καταπόνηση στο turbo, το οποίο από την μεριά του γίνεται πιο αποδοτικό. Το τελικό αποτέλεσμα είναι μείωση της κατανάλωσης και πιο πλήρης καύση.

Καθώς η σωστή θερμοκρασία λειτουργίας είναι κρίσιμη στην ποιότητα της καύσης, άρα κατ' επέκταση στην κατανάλωση και τις εκπομπές καυσαερίων, εφαρμόστηκε τεχνολογία θερμικής διαχείρισης χάρις στην οποία ο κινητήρας φτάνει σε κανονική θερμοκρασία λειτουργίας σε 15% λιγότερο χρόνο. Εδώ δανείστηκαν και πάλι τεχνολογία F1 με την ψύξη να γίνεται με εγκάρσια ροή ψυκτικού, ώστε το ψυκτικό να κάνει μικρότερη διαδρομή και να περνά μέσα από ζώνες ίδιας θερμοκρασίας. Χάρις στην θερμική διαχείριση και την αύξηση της απόδοσης των κυλίνδρων επετεύχθη μια πρόσθετη μείωση της κατανάλωσης κατά 3%.

Προηγμένο StopκαιStart

To σύστημα StopκαιStart δεν θα μπορούσε να λείπει από έναν τέτοιο κινητήρα. Στην συγκεκριμένη περίπτωση το σύστημα διαχείρισης του κινητήρα ανιχνεύει αυτόματα την θέση των εμβόλων, ώστε να δώσει ανάφλεξη πρώτα στον κύλινδρο που βρίσκεται στην κατάλληλη θέση για άμεση εκκίνηση. Το StopκαιStart συνδυάζεται με διάταξη ανάκτησης ενέργειας (ESM) κατά το φρενάρισμα ή την απλή επιβράδυνση, το οποίο φορτίζει την μπαταρία. Ο συνδυασμός του StopκαιStart και του ESM προσφέρει επιπλέον μείωση της κατανάλωσης κατά 5%.

Στόχος επετεύχθη

Όπως βλέπουμε η τελική συνολική μείωση της κατανάλωσης σε σχέση με έναν κινητήρα ίδιας ισχύος (π.χ. τον απερχόμενο TCe 100 που αντικατέστησε) είναι άθροισμα των επιμέρους βελτιώσεων και προκύπτει ως εξής: 6% λόγω downsizing 3% λόγω τρικύλινδρης διάταξης 3% λόγω θερμικής διαχείρισης και αποδοτικότητας κυλίνδρων 2% από μειωμένες τριβές 5% λόγω StopκαιStart και ESM 3% λόγω μείωσης των τριβών κύλισης του ίδιου του αυτοκινήτου = 21% βελτιωμένη κατανάλωση. Όπως είδαμε και στο προηγούμενο τεύχος, στην δοκιμή του νέου Clio 0.9 TCe, ο στόχος επετεύχθη, αφού το αυτοκίνητο δεν υστερεί σε καμία περίπτωση σε επιδόσεις, το αντίθετο μάλιστα, ενώ την ίδια στιγμή είναι από τα οικονομικότερα της κατηγορίας του.