Nawet gdy większość producentów samochodów koncentruje się dziś na napędach elektrycznych, inżynierowie z Chin przypominają, że silnik benzynowy wciąż kryje spory potencjał. Najnowsza czterocylindrowa jednostka opracowana przez koncern Chery osiąga rekordową, jak na paliwo benzynowe, sprawność cieplną na poziomie 48%. Oznacza to, że prawie połowa energii chemicznej zawartej w paliwie zamieniana jest bezpośrednio w pracę użyteczną, a nie w ciepło rozpraszane przez układ chłodzenia i wydech.

Co oznacza 48% sprawności cieplnej?

Typowy silnik benzynowy klasy średniej pracuje z efektywnością 35–38%. Nawet najbardziej zaawansowane konstrukcje, takie jak dynamicznie rozwijana przez Toyotę rodzina Dynamic Force, zbliżają się do 41%, a eksperymentalny napęd Mazdy Skyactiv-X przekracza 44%. Przeskok do 48% to redukcja zużycia paliwa rzędu 15–20% w stosunku do przeciętnej floty rynkowej oraz znaczące obniżenie emisji CO₂, co jest szczególnie ważne w świetle zaostrzających się norm środowiskowych w Europie, Chinach i Ameryce Północnej. W praktyce SUV segmentu C z takim silnikiem, wspieranym układem hybrydowym, ma szansę zużywać niespełna 4 l/100 km bez konieczności dużej baterii trakcyjnej.

Mieszanka innowacji: od ekstremalnego sprężania po nietypową kinematykę tłoka

Kluczowym parametrem, który wyróżnia nową jednostkę, jest stopień sprężania 26:1 – typowy dotąd wyłącznie dla silników wysokoprężnych. Tak wysoki stopień pozwala zwiększyć temperaturę i ciśnienie w końcowej fazie sprężania, co bezpośrednio przekłada się na wyższą sprawność obiegu termodynamicznego. Aby uniknąć destrukcyjnego spalania stukowego, wykorzystano zestaw rozwiązań:

• układ bezpośredniego wtrysku paliwa z ultrawysokim ciśnieniem, który precyzyjnie dawkuje benzynę w kilku pulsach w ciągu jednego cyklu roboczego;

• chłodzony i sterowany elektronicznie układ recyrkulacji spalin, osiągający udział EGR aż 35%, co ogranicza temperaturę szczytową w cylindrze;

• powłoki ceramiczne o niskiej przewodności cieplnej, zmniejszające straty energii przez ścianki komory spalania;

• cykl Millera z wydłużoną fazą rozprężania, dzięki czemu proces spalania wykonywany jest przy niższych stratach pompowania.

Dodatkową ciekawostką jest tzw. hiperbaryczny potrójny mechanizm sprzęgający – system dźwigni łączących korbowód z tłokiem. Geometria tego układu sprawia, że tłok porusza się bardziej liniowo, a boczne siły tarcia działające na tuleję cylindrową są do 25% mniejsze niż w klasycznym rozwiązaniu. Rezultatem są niższe straty mechaniczne, cichsza praca, a także możliwość bezpiecznego podniesienia prędkości obrotowej, co ułatwia uzyskanie wysokiej mocy właściwej.

Synergia z napędami hybrydowymi plug-in

Choć sama sprawność cieplna robi wrażenie, jej realne korzyści ujawniają się dopiero we współpracy z układem elektrycznym. W konfiguracji PHEV silnik może przez większość czasu funkcjonować w wąskim, najbardziej efektywnym zakresie obciążeń, a energia odzyskiwana podczas hamowania i wolniejszych faz jazdy zasila akumulator. W rezultacie udział czasu pracy silnika w warunkach miejskich maleje, a zasięg na energii elektrycznej pozostaje wystarczający do codziennych dojazdów. Koncern zapowiada wykorzystanie nowej jednostki w kolejnej generacji crossoverów Omoda i Jaecoo, a także w lekkich samochodach dostawczych, gdzie zasięg i szybkie tankowanie wciąż mają kluczowe znaczenie.

Implikacje dla globalnej branży

Chińskie firmy motoryzacyjne od kilku lat inwestują równolegle w elektryfikację i rozwój klasycznych napędów. Wysoka efektywność silnika Chery pozwala sądzić, że w segmencie hybryd kluczową przewagą konkurencyjną stanie się nie rozmiar baterii, lecz zdolność jednostki spalinowej do wykorzystywania każdej kropli paliwa. Równolegle Toyota, Honda oraz konsorcjum Stellantis sygnalizują powrót do intensywnych badań nad wysoce sprawnymi silnikami, widząc w nich niezbędne uzupełnienie oferty w regionach o ograniczonej infrastrukturze ładowania. Efekt domina w postaci kolejnych rekordów sprawności wydaje się zatem tylko kwestią czasu, a wyścig o najbardziej „zielony” silnik spalinowy nabiera nowego tempa.