Isuzu представила новый двигатель 2.2 DDi MAXFORCE Bi-Turbo с индексом RZ4F. Он развивает 204 л. с. и 500 Н·м. Компания уменьшила рабочий объём с 3,0 до 2,2 литра, чтобы соответствовать экологическому стандарту Euro 5 в Таиланде и Euro 6 в Австралии — важном экспортном рынке Isuzu.
В новом двигателе полностью изменили систему наддува: вместо одного турбокомпрессора используется последовательная схема Bi-Turbo. Она отличается от версии 2.2 MAXFORCE с одним турбокомпрессором E-VGS, которая также развивает 204 л. с.
На низких оборотах работает небольшая турбина HP Turbo с изменяемой геометрией E-VGS и электрическим приводом. Она быстро создаёт наддув и помогает уменьшить турбозадержку. Турбокомпрессор начинает эффективно работать уже примерно при 1 000–1 200 оборотах в минуту.
На средних и высоких оборотах, примерно с 2 200 об/мин, в работу вступает крупная турбина LP Turbo с фиксированной геометрией. Она подаёт больше воздуха и помогает поддерживать мощность и крутящий момент без падения наддува на высоких оборотах.
Переключением между турбинами управляет перепускной клапан с электрическим соленоидом, соединённый с многопроцессорным блоком управления двигателем ECM. Он точно направляет потоки выхлопных газов и воздуха, переключая режимы работы системы.
Для охлаждения сжатого воздуха Isuzu увеличила алюминиевый интеркулер и установила его перед радиатором. При высоком наддуве, который может достигать 2,0–2,5 бар, температура воздуха растёт. Увеличенный интеркулер эффективнее отводит тепло, а доработанная система впуска снижает потери давления и помогает подать в цилиндры больше плотного воздуха.
Головка блока сохранила схему DOHC с 16 клапанами — по четыре на цилиндр, но внутренние детали усилили с учётом возросших нагрузок и нагрева. В приводе распредвалов используются шестерни и стальная цепь. Роликовые коромысла уменьшают трение между кулачками распредвала и клапанами, а обработка деталей и обновлённая конструкция поршней дополнительно снижают сопротивление движению.
Isuzu также модернизировала топливную систему. Давление впрыска достигает 250 МПа, или 2 500 бар, а форсунки получили 10 отверстий вместо восьми. Многоступенчатый впрыск — предварительный, основной и дополнительный — помогает точнее распылять топливо, снижать шум сгорания и контролировать выбросы.
Новая форма поршней и впускных каналов создаёт сильное вихревое движение воздуха, улучшая смешивание топлива с воздухом. Блок цилиндров изготовлен из специального высокопрочного чугуна; стенки блока и прокладку головки усилили, чтобы выдерживать повышенное давление в цилиндрах. Также увеличили производительность масляного и водяного насосов и добавили форсунки охлаждения днища поршней.
Уменьшение объёма с 3,0 до 2,2 литра при сохранении момента 500 Н·м потребовало высокого давления наддува. Поэтому особенно важны точное переключение турбокомпрессоров и эффективное охлаждение двигателя.
На низких оборотах выхлопные газы раскручивают небольшую турбину E-VGS. По мере роста нагрузки блок ECM открывает перепускные клапаны, направляя поток к крупному турбокомпрессору. Одновременно воздух поступает через большую турбину, а маленькая перестаёт участвовать в наддуве и переходит в режим ожидания.
Обычно переключение происходит примерно при 2 200–2 500 об/мин, но точный момент зависит от нагрузки. На высоких оборотах вывод маленькой турбины из работы снижает риск чрезмерного противодавления выхлопа. Если весь поток продолжит идти через её узкий канал, двигатель может перегреться и потерять мощность.
Отключение небольшой турбины также защищает её вал и крыльчатку от превышения допустимой скорости вращения. Крупная турбина рассчитана на больший поток выхлопных газов и воздуха, поэтому поддерживает мощность и крутящий момент на высоких оборотах без чрезмерной нагрузки на систему.
Высокое давление впрыска и форсунки с 10 отверстиями способствуют более полному сгоранию топлива и уменьшают образование нагара. При этом такая система чувствительнее к качеству дизельного топлива: примеси и вода могут повредить насос высокого давления и форсунки.
Тайская версия двигателя соответствует стандарту Euro 5 и не требует системы SCR или жидкости AdBlue. Для экспортных автомобилей, предназначенных, в частности, для Австралии, предусмотрена отдельная версия Euro 6 с системой SCR и баком AdBlue.
В тайской модификации нормы Euro 5 достигаются за счёт настройки сгорания топлива, форсунок высокого давления, многопроцессорного блока управления, камеры сгорания с вихревым движением воздуха и систем очистки выхлопа DOC и DPD/DPF, задерживающих сажу.
Экспортная версия для рынков с требованиями Euro 6, включая Австралию, использует селективную каталитическую нейтрализацию SCR. Она снижает выбросы оксидов азота, которые нормы Euro 6 ограничивают строже, чем Euro 5. Для этого в выхлопную систему впрыскивается AdBlue — раствор из 32,5% мочевины и очищенной воды.
Под воздействием тепла AdBlue превращается в аммиак. В каталитическом нейтрализаторе он вступает в реакцию с оксидами азота; в результате образуются азот и водяной пар. Эта система нужна, чтобы экспортный двигатель соответствовал более строгим экологическим требованиям.