A Hyundai új, üzemanyag takarékos Kappa sorozatú benzinmotorja

• Tömeg- és súrlódáscsökkentő újítások a hatásfok növelése, és a fogyasztás csökkentése érdekében
• 5,0 l/100 km vegyes üzemanyag fogyasztás
• 119 g/km CO2 kibocsátás: a legalacsonyabb a kategóriában
• 82,4 kg száraz tömeg: a legkönnyebb motor a kategóriájában
• Megjelenik a Hyundai i10-ben és az i20-ban, azaz a márka A és B kategóriás autóiban

Az egyre emelkedő olajárak világában, a Hyundai felelős gyártóként folyamatosan keresi a lehetőségeket az autózás költségeinek csökkentésére. Az új Kappa motor éppen ennek egyik kézenfekvő módja.

„A világ sok szempontból egyre zsugorodik: csökkenő fogyasztások, és széndioxid kibocsátások, és ezzel fajlagosan egyre kisebb autós környezeti terhelés. Ami kicsi és könnyű, az szép is. A Hyundai képes, és akar is válaszolni a méretcsökkentés jelentette kihívásokra: a válasz éppen az új Kappa motor" - hangsúlyozta Dr. Lee Hyun-Soon a Hyundai-Kia kutatási részlegvezetője, a cég kutatásért és műszaki fejlesztésért felelős elnökhelyettese.

 A fogyasztás és a károsanyag kibocsátás hatásos csökkentése érdekében az új Kappa motornak egyetlen részlete sem származik a márka korábbi erőforrásaiból, minden porcikája új, és friss fejlesztésű. A tervezése során alkalmazott új megoldásoknak köszönhetően forgatónyomatéki maximuma átlagosan 20, csúcsteljesítménye 17%-kal nőtt elődjéhez képest. Ugyanakkor fogyasztása átlagosan 5%-kal kedvezőbb a kategória egyéb Hyundai erőforrásaiénál.

A rengeteg előnyös találmány és változtatás közül vitathatatlanul a fogyasztáscsökkentésé a főszerep. Ennek érdekében több újítást is bevezettek a fejlesztők, ésszerű, költség/haszon elemzési alapon súlyozva az elérhető eredményeket. Ez a kisautók ár-érzékeny vevőkörében különösen fontos. Az eredmény: a Kappa motor.

Méretkategóriája fogyasztási és kipufogógáz tisztasági bajnoka. Ezek az eredmények különösen annak tükrében kiemelkedőek, hogy a tervezők éppen a költségek alacsonyan tartása érdekében elhagyták az olyan, feleslegesen bonyolult műszaki részleteket, mint amilyen például a változó szelepvezérlés, vagy az alapjáraton feleslegesen járó motort leállító stop-start automatika.

A Kappa másik erőssége a kiemelkedő forgatónyomatéki karakterisztika, különösen az alacsony és a közepes fordulatszám tartományban; ez leginkább a városi közlekedésben fontos, ahol a gyors gázreakció és a rugalmas motorműködés a leginkább elvárt és szükséges. A Kappa fajlagos forgatónyomatéka (Nm/l) magasabb, mint a kategória öt legkelendőbb, hasonló méretű benzines erőforrásáé. A motor menetdinamikai jellemzői, és gyorsulása méretosztályában szintén a kategória legjobbja.

A Kappa nagyon csendes működésű, különösen alapjáraton. Ez olyannyira így van, hogy az erőforrást először próbálók gyakran megpróbálják elindítani a már alapjáraton forgó benzinest.

A Kappa az 1,2 literes méretosztály legkönnyebb erőforrása. A kifinomult tervezéssel, az alapos analízissel, és az élvonalbeli gyártástechnológiák alkalmazásával a Hyundai mérnökeinek sikerült a lehető legkönnyebb, legcsendesebb s ugyanakkor a elérhető legnagyobb teljesítményű és kiemelkedően strapabíró, tartós motort megalkotniuk.

Az erőforrás tartóssága, minősége kiemelkedő, hiszen a fejlesztés során a motorokat rengeteg komoly tartóssági és megbízhatósági vizsgálatnak vetették alá. A Kappa próbamotorok még a legkeményebb körülmények között teljesített 200 000 próbakilométer után is hozták eredeti teljesítményjellemzőiket, és szivárgásokat (motorolaj, hűtőfolyadék) sem tapasztalt a tesztmotorokat átvizsgáló a fejlesztőcsapat.

A Hyundai „ár érzékeny" tervezési stratégiája már jól ismert, így nem meglepő, hogy a Kappa fejlesztése során alkalmazott műszaki technológiákat is alapos költség/haszon elemzésnek vetették alá. Ennek eredményeként az új motor kiemelkedően gazdaságos üzemű, ugyanakkor nagyteljesítményű, miközben ára is elfogadható, sőt vonzó.

 A Hyundai i10 átlagfogyasztása az új, 1,25 literes erőforrással 5,0 l/100 km vegyes üzemben, ezzel a kategóriája éllovasa. A Kappa üzeme tisztább, mint versenytársaié: az európai mérési szabvány szerint a Kappa motoros i10-es vegyes használatban mindössze 119 g/km széndioxidot bocsát ki, sokkal kevesebbet mint a Fiat Panda, a Fiat Punto, az Opel Corsa, a Renault Twingo, vagy a Nissan Micra hasonló erőforrással. A háromajtós Hyundai i20-ban a Kappa széndioxid emissziója mindössze 124g/km. A Kappa vezethetősége különösen a sok megállással, és elindulással tarkított városi használatban kiemelkedő, sőt osztályelső, főleg 9,6 kgm/l-es fajlagos forgatónyomatékából eredően.

A Kappa 78 lóerős csúcsteljesítménye több mint versenyképes az európai A és B szegmensben, 121 Nm-es forgatónyomatéka (4000/perces fordulatszámon) pedig a legjobb az A és B méretosztályú autók között. Így a vezetési élmény és a gyorsulás mindig esetben kiemelkedően jó.

A Kappában rengeteg tömeg- és súrlódáscsökkentő megoldást alkalmaztak a Hyundai fejlesztői, kifejezetten a hatásfok-növelés és vele elérhető üzemanyag fogyasztás csökkentés érdekében. Az eredmény: meggyőzően takarékos működés.

A motorblokk nagynyomású présöntéses technikával készül, anyaga könnyű, és erős alumíniumötvözet. Ennek eredményeként a Kappa száraz tömege mindössze 82,4 kg, s ezzel a legkönnyebb a japán és európai gyártású konkurensekkel szembeni összehasonlításban.

A forgattyús házat, a teljes főtengelycsapágy-sort összefogó létraváz merevíti, ez a teljes motorblokk szilárdságára, s a rezgés- és zajcsillapításra is jótékonyan hat. A hengerperselyek anyaga acélöntvény, a jó kopásállóság és a tartósság érdekében. Ennek eredményeként a hajtáslánc sajátfrekvenciája nagyjából 300 Hz körüli, ami a konkurens motorokéhoz hasonló, vagy azokénál kevéssel magasabb érték (a sajátfrekvencia az a rezgésérték, ahol a hajtáslánc elemeinek saját vibrációja felerősíti a működésből adódó rezgéseket, kellemetlen hanghatásokat keltve az utastérben). A fejlesztés során a mérnökök nem csak a zajok és a rezgések általános csökkentésére koncentráltak, s az utasok számára kellemes beltéri hanghatások kialakítása is ugyanilyen fontos volt. A vezérműlánc-fedél és az egyik motortartó bak egybeépítése nem csak a zajok csökkentésének, hanem a tömegek visszafogásának terén is fontos eredményekkel járt.

A motorolaj szivattyú egyetlen, egyben beépített kompakt alkatrész, könnyebb a hagyományos kiviteleknél, így szerepet játszik nem csak a fogyasztás, de a motorméretek és a gyártási költségek csökkentésében is. A pumpa forgó elemei átlagosan 36%-kal kisebbek a Hyundai más motorjaiban használtaknál, így az általuk okozott veszteségek is kisebbek. Mindezekkel a motor üzemanyag-gazdaságosságát 1%-kal sikerült javítani.

A Kappa számos mérnöki különlegessége közül talán a csapszegeltolásos forgattyús mechanizmus a legérdekesebb: ez azt jelenti, hogy a főtengely forgástengelye nem esik egybe a hengerek középvonalainak síkjával, hanem egy kevéssel (vízszintes irányban) el van tolva. Ezzel a mérnököknek sikerült jelentősen csökkenteni a hengerfalakon (a dugattyúk és a hengerek között) ébredő oldalerőket, így csökkent a súrlódás, a zaj és a rezgés is, miközben javult a hatásfok, a fogyasztás pedig átlagosan 1%-kal csökkent.

 A dugattyúk sem átlagosak, a mérnökcsapat új tervvel rukkolt ki, kifejezetten a dugattyúk tömegének csökkentésére. A dugattyúpalástok formája is változott: kisebbek, a dugattyútestek pedig alacsonyabbak lettek.

 A dugattyúk palástjára mindezeken túl súrlódáscsökkentő molibdén-diszulfidos bevonatot is felvisznek, az olajlehúzó gyűrűk felületére pedig vékony rétegben kopásálló és alacsony súrlódási együtthatójú króm-nitridet gőzölögtetnek. A kifinomult gőzölögtetési eljárást a Hyundai, idén debütált Tau sorozatú V8-as benzinmotorjában alkalmazta először.

A hengerfalak és az olajlehúzó gyűrűk közötti súrlódást a gyűrűk előfeszítésének csökkentése is jótékonyan kisebbíti, a könnyebb szerkezet, és a dugattyúk, valamint az olajlehúzó gyűrűk felületkezelése különösen jól hat a fogyasztásra.

A hasonló hengerűrtartalmú motorokéinál átlagosan 6%-kal kisebb átmérőjű főtengelycsapágyakkal sikerült a fogyasztást további 0,7%-kal csökkenteni (fékpadi próbakörülmények között). Az osztott főcsapágy és a részleges (a csapágyon körbe nem érő) olajcsatorna javítja a motorolaj-áramlást, és csökkenti a súrlódási veszteségeket is. Ezekből adódóan kisebb szállítású olajszivattyú is elegendő a motor kenéséhez, ami további 0,5%-os fogyasztáscsökkenéssel jár.

A Kappa a Hyundai első, feszítőgörgő nélküli ékszíjjal készülő motorja. E megoldással, a külön feszítő szerkezet elhagyásával, tömeg, és gyártási költség is spórolható. A különleges szíj a motor teljes élettartamát kiszolgálja, nem kell utánállítani, és csendesebben is fut a hagyományos szíjaknál.

 Kis és közepes sebességű haladáskor a teljesítmény leadását javítandó a Kappa szívó rendszerét, és kipufogóöntvényét is alaposan átdolgozta a Hyundai. A kis szívási ellenállású szívócsövet úgy alakították ki, hogy a benne keletkező áramlás segítse a hengerek minél hatásosabb töltését és a benzin-levegő keverék tökéletes elegyedését. Az új kipufogóöntvény ellennyomása pedig különösen alacsony. Az új, hosszú menetű gyújtógyertyák kevesebb helyet vesznek el a hengerfeji hűtővíz-térből, így a kritikus helyeken (a gyertyák és a kipufogószelepek környékén) hatásosabb lehet a motor hűtése. Ezen túlmenően a kis gyertyaátmérő (M12-es) több helyet hagy a kipufogószelepeknek is, így azok nagyobbak lehetnek, s csökkenhet a motorban a kipufogási ellenállás.

A Kappa szelepvezérlésében is találhatóak komoly újdonságok: a görgős szelephimbák csökkentik a hengerfeji súrlódási veszteségeket, s ezzel további 1%-kal javítják a fogyasztást. A szelephézag-kiegyenlítés hidraulikus, így csökken a karbantartási-igény, mert elmaradnak a futásteljesítménytől függően szükséges szelepállítások, ugyanakkor jelentősen csökken a vezérlés zaja is. A kúpos formájú, változó menetátmérőjű szeleprugók újak, használatukkal csökken a szelepekre ható feszítőerő, s így a nyitásukhoz szükséges erőhatás mértéke is. Ezekkel a megoldásokkal 0,1%-nyi üzemanyag takarítható meg.

A Kappa vezérműtengelyeit a korábbi görgős lánc helyett új csendes üzemű acéllánc hajtja, ezzel nem csak a vezérmű hajtási ellenállása, de zaja is csökken, s a karbantartási költségek sem nőnek, hiszen a lánc, semmilyen szervizmunkát nem igényel, s a motor teljes élettartamát kiszolgálja.

A szívócső anyaga ultrakönnyű, hőálló műanyag, könnyebb és olcsóbb, mint a hagyományos, s mivel belső felülete sima, az áramlási ellenállásokat is csökkenti. Az üzemanyagrendszerben nincs a benzintank felé vezető visszafolyó ág, így teljesen megszűnik a visszaáramló benzin elpárolgásából adódó szennyezés. A benzincsövek anyaga rozsdamentes acél, belső kialakításuk különleges: csökkenti az áramlásból adódó zajokat.

A Kappa motorirányító számítógépében két, 16 bites, 32 MHz-es mikroprocesszor dolgozik, az előgyújtás, az alapjárati üzem, és a károsanyag-kibocsátás tökéletes felügyelete érdekében. A rendszer a (motorkárosító és hatásfokrontó) kopogásos motorműködés elkerülésére is ügyel.

A Kappa a Hyundai tizenegyedik teljesen önálló fejlesztésű benzinmotorja, a sorozat az 1991-ben bemutatott Alpha-val kezdődött (lásd a lenti listát).

A Kappa két kivitelben készül: 1,25 literes hengerűrtartalommal az európai piacra, és 1,2 literessel Indiának. A márka indiai (Chennai városában lévő) motorgyártó üzeme, évi 300 000 erőforrás előállítására képes, az új Kappa gyártó-sorai 2008 júliusában indultak.

A Kappa motorok fejlesztése folyamatos, már készül a szívó- és kipufogó oldalán is folyamatosan változó vezérlésű változat, és a stop-start automatikával felszerelt kivitel is. Azonban a fent ismertetett alapmodell is kategóriájának éllovasa fogyasztásban, környezetvédelemben és teljesítményben. Gazdaságos, és élmény vezetni: a Kappa motor méltán pályázhat kategóriájában a legjobb erőforrás címére, különösen a gazdaságosság, a menetteljesítmények, a tömeg, és az üzemeltetés költségeinek szempontjából.

Fontosabb technikai adatok: