Motory Fiat Firefly podrobne: Konštrukcia, typy, technika

O vývoji dosluhujúceho rade motorov FIRE (Fully Integrated Robotized Engine) od turínskeho Fiatu sme už dávnejšie písali. Nie že by doslúžil konštrukčne, stal obeťou emisií. Napriek tomu ho ešte stále Fiat zaradil pre dopredaj modelov 500L a najnovšie je opäť k dispozícii pre Fiat Panda na LPG. Hlavnú ponuku zážihových motorov Fiatu aktuálne tvorí nový motor Firefly. Ten v skutočnosti nie je taký nový, ako by sa mohlo zdať. Nástupcu slávneho radu FIRE Fiat prezentoval už v roku 2016 pre modely v Južnej Amerike. Ale pekne poporiadku.

Tri, ale aj štyri valce

Nové motory z rodiny GSE (Global Small Engine) sa označujú obchodne ako Firefly a stoja za bližší pohľad práve preto, že kombinujú niekoľko zaujímavých technologických špecifík. Konštruktéri tu skombinovali riešenia použité v motoroch ako Pentastar V6, Hemi V8 a Tigershark a z každého niečo pridali pre lepšie vlastnosti novej malej svetlušky (z angl. firefly).

Fiat už novú techniku využíva globálne a prispôsobil ju napríklad aj pre spoluprácu s elektromotormi. Motory sú založené na stavebnicovom princípe. Základ tvorí jeden valec, ktorý má objem 333 cm³, vŕtanie 70 mm a zdvih 86,5 mm. Vďaka tomu doposiaľ vznikol štvorvalec, ale aj historický prvý trojvalec od Fiatu. Unifikované riešenie umožňuje vyrábať oba motory na jednej výrobnej linke.

 

Atmosférický motor z rodiny GSE 1.0 Firefly

Debut v Južnej Amerike

Motory nového radu Firefly navrhnuté „na čistom liste papiera“sa prvýkrát verejnosti predstavili v roku 2016 v Južnej Amerike. Predstavené boli atmosférické verzie s pomerne zaujímavými parametrami. Atmosférický trojvalec s objemom 999 cm³ dosahuje výkon 53 kW (72 k) pri 6000 ot/min a krútiaci moment 102 Nm pri 3250 ot/min. Štvorvalec s objemom 1332 cm³ má výkon 74 kW (101 k) pri 6000 ot/min a maximum krútiaceho momentu 134 Nm dosiahne pri 3500 ot/min.

Prečítajte si tiež:

Legendárny motor Fiat FIRE skončil po 35 rokoch. Takto sa štvorvalec vyvíjal

Tieto verzie dokážu spaľovať nielen benzín, ale aj etanol, ktorý je v Južnej Amerike obľúbeným palivom. Na ten motory dosahujú ešte lepšie výkonové parametre – v prípade trojvalca 57 kW (77 k) a 107 Nm, a v prípade štvorvalca až 80 kW (109 k) a 139 Nm. Fiat deklaruje výdrž týchto motorov na 240 000 najazdených kilometrov bez servisného zásahu. Toľko má totiž vydržať reťaz poháňajúca rozvodový mechanizmus. Po jej výmene môže motor pokojne fungovať ďalej. Fiat upozorňuje na to, že priebehy krútiaceho momentu a výkonu oboch motorov majú jemnú podobnosť s prepĺňanými agregátmi a to vďaka použitým konštrukčným riešeniam.

Parametre slabšieho 1.0 Firefly

Parametre silnejšieho 1.3 Firefly

Krivka dostupnosti krútiaceho momentu pri jednotlivých otáčkach (1.0 Firefly) v porovnaní s konkurenciou

Krivka dostupnosti krútiaceho momentu pri jednotlivých otáčkach (1.3 Firefly) v porovnaní s konkurenciou

Zaujímavosťou je napríklad použitie len 2 ventilov na jeden valec. Dôvodom je optimalizácia rýchlosti a stability spaľovania. Spaľovacie komory motorov GSE sú tvarované na základe presných výpočtov a simulácií, vďaka ktorým dosahujú lepší tok vzduchu ako niektoré motory so štyrmi ventilmi na jeden valec. Agregáty, ktoré lepšie „dýchajú“, dávajú viac energie a to potvrdzujú výsledné parametre zaznamenané na grafe výkonových kriviek s konkurenčnými motormi.

Hliníkový agregát

Blok motora a hlava valcov sú vyrábané z hliníka, vďaka čomu sú v porovnaní s ekvivalentným agregátom vo výsledku o 7 kilogramov ľahšie a svoju optimálnu pracovnú teplotu dosiahujú rýchlejšie. Zberné výfukové potrubie konštruktéri riešili podľa motora Pentastar. Potrubie je integrované do hlavy valcov, čo ďalej znižuje náklady na výrobu a v prevádzke urýchľuje zahrievanie katalyzátora na pracovnú teplotu. Juhoamerická verzia má kľukovú skriňu a sitko na olej z ocele, aby sa nepoškodili v prípade stretu s prekážkami. Ojnice sú vyrobené zo zliatiny hliníka a grafitu pre nízku hmotnosť a zníženie trenia.

Rez hlavou motora Firefly (vľavo) a spodná časť hlavy motora Firefly (vpravo)

Firefly používa variabilné časovanie ventilov pomocou systému CVCP (Continuous Variable Cam Phaser). Ten umožňuje lepšie využiť výkon a znížiť tak spotrebu paliva. Systém dokáže pri miernom zaťažení a konštantnej rýchlosti oneskoriť otáčanie jediného vačkového hriadeľa až o 60°. Takýmto oneskorením sa zvýši expanzný pomer tak, že nasávací ventil ostane dlhšie otvorený aj po spodnej úvrati. Znížia sa tak čerpacie straty. Zmes zapaľujú irídiové sviečky NGK s optimalizovaným tvarom elektródy.

CVCP – systém časovania ventilov prostredníctvom jediného vačkového hriadeľa

Fiat tieto motory ladil pre čo najlepšie využitie už v nízkych otáčkach. Odpovedá tomu okrem použitia dvojventilovej techniky aj maximum krútiaceho momentu dostupné už v strede použiteľného pásma otáčok. Keďže dostatočnú energiu dodávajú v režime nižších otáčok, sú aj úspornejšie.

Reťazový rozvod

Rodina motorov Firefly používa na pohon rozvodového mechanizmu odolnejšiu reťaz. Fiat takto chce dosiahnuť ešte vyššiu spoľahlivosť a nižšiu hlučnosť ako to bolo v prípade motorov FIRE. Hlučnosť Fiat znižuje pre brazílske verzie aj tým, že palivo smerujúce k motoru pri teplotách nižších ako 5° pod nulou ohrieva pomocou výhrevných teliesok v palivovej lište.

Oproti motorom FIRE používa nová rodina GSE Firefly reťazou poháňaný rozvod

Vysoký kompresný pomer je dosiahnutý aj vďaka riešeniu kľukového hriadeľa

Všetky motory GSE Firefly používajú konštrukčné riešenie „opendeck“. To znamená, že v hlave valcov možno nájsť väčšie chladiace medzery medzi jednotlivými valcami motora. Výhodou je, že valec trpí menej na deformácie v porovnaní s „closeddeck“ riešením, aký používali motory FIRE. Deformácie by mohli spôsobiť zníženie životnosti piestov a zvýšenie trenia, čím by sa nedosahoval požadovaný výkon. Ďalším prvkom, ktorý eliminuje deformácie a znižuje trenie medzi piestom a valcom, je vychýlená os kľukového hriadeľa o 10 milimetrov oproti osi valcov. Riešenie pochádza z motorov Tigershark a napomáha tiež v dosiahnutí jedného z najvyšších kompresných pomerov – 13,2:1 v Ottovom cykle a to bez spôsobenia klepania. Aktuálne možno agregáty z rodiny GSE Firefly nájsť v brazílskych modeloch Uno, Mobi, Argo, Cronos a Strada.

Aktuálne Argo je na trhu od roku 2017, vlani prešlo modernizáciou

Na pokračujúci vývoj motorov v roku 2016 Fiat upozornil už pri debute dvojventilových atmosférických verzií. Do Európy dorazili v roku 2018. Vplyvom prísnych emisných limitov boli konštruktéri nútení zapracovať a prišli s niekoľkými technologickými odlišnosťami od juhoamerickej verzie. Vŕtanie, zdvih a objem valca ostali zachované. Pribudli komponenty ako turbodúchadlo alebo systém recirkulácie výfukových plynov, ďalšie dva ventily pre každý valec a MultiAir technológia.

Výroba v Poľsku a Taliansku

Európsky agregát je už celohliníkový vrátane olejovej vane. Na rozdiel od brazílskej verzie však obsahuje tenké oceľové vložky valcov. Trojvalec váži 93 a štvorvalec 100 kilogramov. Výrobu blokov motora zabezpečuje firma Teksid špičkovou technológiou tlakového liatia hliníka v závode Carmagnola na severe Talianska. Bloky sú následne dodávané do poľského závodu Bielsko-Biala, kde sa kompletizujú všetky európske motory Firefly už od 15. mája 2018.

Prepĺňaný štvorvalec GSE Firefly

Konštrukčné zmeny

Aj v prípade štvorventilovej techniky sa zachoval jeden vačkový hriadeľ s variabilným časovaním výfukových ventilov systémom CVCP. Oproti brazílskym motorom je ovládanie sacích ventilov zabezpečené inovatívnym spôsobom. Používa sa tu v súčasnosti už tretia generácia technológie MultiAir, ktorú Fiat predstavil ako revolúciu v zážihových motoroch v roku 2009. Klasický vačkový hriadeľ tu nahrádzajú elektrohydraulické aktuátory, ktoré dokážu otvárať a zatvárať sacie ventily úplne nezávisle od polohy vačkového hriadeľa. Výsledkom je presnejšie nastavená cirkulácia vzduchu vo valcoch, menej pohyblivých častí a vyššia odolnosť a spoľahlivosť vďaka aktuálne už „ostrieľanejšej“ technológii MultiAir.

Opis prepĺňanej verzie motora GSE Firefly

Európske verzie prišli najprv ako preplňované. Slabší trojvalcový litrový agregát s objemom 999 cm³ Fiat najskôr predstavil s výkonovými parametrami 88 kW (120 k) pri 5750 ot./min a 190 Nm krútiaceho momentu pri 1750 ot./min. V súčasnosti sa už ponúka aj slabšia verzia pre Fiat Tipo s maximálnym výkonom 74 kW (101 k) pri 5000 ot./min a 190 Nm krútiaceho momentu dostupného už pri 1500ot./min.

Silnejší štvorvalec s objemom 1332 cm³ existuje vo viacerých verziách. Používa sa ako samostatný pohon alebo v kombinácii s elektromotorom pri modeloch Jeep Renegade a Compass. Najslabšou jednotkouje verzia s výkonom 96 kW (130 k) pri 4750 ot./min, strednou verzia s výkonom 110 kW (150 k) pri 5750 ot./min a najsilnejšou verzia so 132 kW (180 k) pri 5750 ot./min. Všetky 1.33 litrové GSE Firefly motory majú najvyšší krútiaci moment 270 Nm dostupný už pri 1560 otáčkach za minútu.

Fiat Tipo 2021 používa najnovšiu verziu litrového Firefly

Konštruktéri použili pre oba agregáty menšie turbodúchadlotypu „twinscroll“ s malou zotrvačnosťou a vlastným chladiacim okruhom, ktorý funguje aj po vypnutí motora. Vlastný chladiaci okruh bol použitý aj pre medzichladič stlačeného vzduchu Nachádza sa za motorom, blízko nasávacieho potrubia a práve toto riešenie urýchľuje reakcie na pokyn plynového pedálu.

Za účelom dosiahnutia spoľahlivosti a robustnosti boli prototypy preplňovaných motorov Firefly podrobené viac ako 75 000 hodinám virtuálnej analýzy a 60 000 hodinám testov na skúšobných staniciach. Vývoj tiež zahŕňal päť miliónov najazdených kilometrov po celom svete v rôznych podmienkach.

Motory používajú na rozdiel od predchodcov FIRE už priamy vstrek benzínu, čo si vynucuje použitie filtra pevných častíc GPF. Kým motor spaľuje benzín, filter zachytáva sadze. Pri jazde s uvoľneným plynovým pedálom dochádza k samovoľnému vypaľovaniu filtra. Napomáhajú tomu použité technológie časovania ventilov, ktoré umožňujú nasať motoru vzduch a poslať ho až do rozpáleného výfuku. Priebežne sa tak filter regeneruje pri bežnej jazde bez toho, aby o tom vodič vedel.

Aj atmosférický mild-hybrid

Nositelia atmosférických motorov radu GSE Firefly sú Fiat 500 a Panda. Fiat pre lepší obchodný úspechdvojicu modelov obdaril veľkými nápismi hybrid, no v skutočnosti sú to najjednoduchšie mild-hybridy, ktoré nedokážu jazdiť samostatne na elektrinu.

Fiat Panda a 500 v uvádzacej edícii Hybrid Launch s 1.0 BSG Firefly motorom

Európska atmosférická verzia s objemom 999 cm³ používa len 2 ventily na valec. Jej maximálny výkon je 51 kW (70 k) pri 6000 ot./min a krútiaci moment 92 Nm pri 3200 ot./min. Jediný vačkový hriadeľ tu poháňa taktiež reťazový rozvod. Motor síce nie je tak pružný ako preplňované verzie, no vďaka nadštvorcovej konštrukcii má dostatok sily už v nízkych a stredných otáčkach.

Odporúčame:

TEST Fiat 500 1.0 BSG Hybrid: Návod, ako nezostarnúť

Používa nepriame vstrekovanie paliva do dlhého nasávacieho potrubia. Kompresný pomer je znížený na 12:1 a Fiat sa snažil pružnosť kompenzovať aj štandardne dodávanou 6 stupňovou manuálnou prevodovkou. Šiesty stupeň tak motor robí použiteľným aj pre diaľničnú rýchlosť, kde poteší nižšia spotreba paliva vďaka konštrukčnému riešeniu chladenia výfukových zvodov. Spaliny tu vďaka nemu nie je potrebné pred vstupom do katalyzátora chladiť dodatočným obohacovaním zmesi. Uloženie motora s prevodovkou je v modeloch Panda a 500 posunuté o 45 milimetrov nižšie k ceste, čím konštruktéri znížili aj ťažisko automobilov v záujme lepších jazdných vlastností.

Pohľad na atmosférický trojvalec 1.0 Firefly s BSG systémom

V súčasnosti už nové motory z rodiny GSE Firefly nájdeme v európskych modeloch Fiat 500, Panda, Tipo a 500X. Okrem nich možno agregáty nájsť aj v Jeepe Renegade a Compass. Dôsledkom spojenia koncernov FCA a PSA do skupiny Stellantis nie sú jasné ďalšie kroky v rozšírení motorov do ďalších modelov. A to najmä z toho dôvodu, že FCA plánuje niekoľko nových modelov postaviť na francúzskych základoch. Zákulisné správy hovoria, že v príprave je ešte nová objemová verzia motora Firefly s objemom 1.5 litra, ktorá by mala debutovať v novej Alfe Romeo Tonale na jeseň roku 2021.

Snáď to nebude posledná verzia, pretože nové motory Firefly sú šoférsky veľmi príjemné. Zvlášť pri trojvalcoch sa Fiat výborne popasoval s vibráciami, preto rozhodne stoja za vyskúšanie.

Technické charakteristiky motorov GSE Firefly

Zdroje

Allpar.com, FCA Brasil, Motorchase.com, i1.wp.com, fcagroup.com, Wikipédia - Fiat Global Small Engine www.auto-illustrierte.ch, Moparinsiders.com

Súvisiace články

• Nový Fiat 600 prichádza na Slovensko. Poznáme ceny a verzie
• Stellantis vyráža do boja proti lacným čínskym elektromobilom! Chystá 7 nových áut, to prvé nás potešilo cenou
• AutoBest 2024: Nominovali štyroch finalistov a vyhlásili víťazov špeciálnych kategórií
• Nový Fiat 600 aj ako úsporný mild-hybrid