Een dieselmotor voor Infiniti

Om het in Europa waar te maken, is de aanwezigheid van dieselmotoren in het gamma een noodzaak voor de grote meerderheid van de automobielconstructeurs.
Tot nu toe moest het prestigemerk van de groep Nissan het zonder dieselmotoren doen, maar daar komt nu verandering in.
Op het autosalon van Genève zal Infiniti zijn V9X V6 dieselmotor voorstellen.
Uit 2.993 cm3 worden 238 pk geperst. Daarenboven levert hij een "volwassen" maximum koppel van 550 Nm.
Hij zal in de crossovers EX en FX en later ook in de M sedan worden gemonteerd.
De ontwikkeling gebeurde in samenwerking met Renault en Nissan, en het is voorzien dat beide merken de V9X ook zouden gebruiken in sommige van hun modellen.
Interessant is het feit dat de V9X in de Renaultfabriek in Cléon wordt gebouwd.
Hierbij het persbericht betreffende de lancering van de nieuwe Infiniti V6 dieselmotor.

• Voortreffelijke 3,0-liter V6-dieselmotor met directe injectie
• Toonaangevend koppel van 550 Nm
• Sublieme mix van rijcomfort, prestaties en efficiency
• Ontwikkeld voor de nieuwe EX30d, FX30d en M30d
• Vanaf komende zomer leverbaar
• Dieselmotor geeft Infiniti nieuwe marktmogelijkheden
Met de introductie van een nieuw ontwikkelde 3,0-liter V6-dieselmotor begint Infiniti aan de tweede fase van het reeds eerder ingezette offensief op de Europese automarkt in het luxesegment. Deze allereerste dieselmotor in de 20-jarige geschiedenis van Infiniti werd ontwikkeld om de prestaties en het rijcomfort te leveren die aansluiten bij de merkfilosofie. De nieuwe krachtbron is vanaf deze zomer in eerste instantie leverbaar voor de EX en de FX Crossovers, en krijgt in een later stadium ook een plek onder de motorkap van de binnenkort te verwachten Infiniti M sportsedan.
De introductie van een dieselmotor is voor Infiniti van cruciaal belang om in Europa verdere groei te kunnen realiseren. Sinds Infiniti iets meer dan een jaar geleden voet op Europese bodem zette, heeft het niet alleen de harten veroverd van een groot aantal autoliefhebbers, maar ook van de Europese pers. Met een gamma dat op dit moment nog bestaat uit vijf modellen – de G37 Sedan, Coupé en Cabrio, de EX en de FX – hebben inmiddels ruim tweeduizend autoliefhebbers uit vijftien landen voor Infiniti gekozen. Een knappe prestatie, te meer omdat de Europese introductie van het merk samenviel met de ergste wereldwijde recessie sinds jaren.
Nog dit jaar voegt Infiniti met de nieuwe M Sedan een zesde model aan het gamma toe. Behalve met een benzinemotor is ook de sportsedan leverbaar met de nieuwe 3.0d krachtbron.
‘Dat Infiniti in een tijd van grote financiële onzekerheid zo succesvol is geworden in Europa, bewijst dat het merk bij een kritisch publiek in de smaak valt. Dat we Infiniti hebben kunnen positioneren als luxe, high performance merk, is deels ook te danken aan onze VQ benzinemotor die onder de motorkap ligt van de meeste van onze modellen. Deze krachtbron is niet voor niets meerdere malen onderscheiden’, aldus Jim Wright, Vice President van Infiniti Europe. ‘Desondanks zijn we ons er ook van bewust dat een complete reeks krachtige dieselmotoren voor Infiniti cruciaal is om succesvol te kunnen blijven. In Europa geldt dat met name in het premium SUV-segment, waar het merendeel van de totale verkopen voor rekening komt van modellen met een dieselmotor.’
‘In eerste instantie hebben we gekeken naar de mogelijkheden om voor Infiniti een bestaande dieselmotor met een grotere cilinderinhoud toe te passen. We kwamen echter al snel tot de conclusie dat geen enkele bestaande dieselmotor aan onze eisen kon voldoen. Het ging ons namelijk niet alleen om goede prestaties, onze criteria ten aanzien van rijcomfort en het karakter van de motor waren minstens zo streng. Daarom besloten we om binnen onze alliantie een eigen motor te ontwerpen, een high performance diesel die de Infinti-badge waardig is’, besluit Wright.
Het resultaat van de inspanningen die de technici van Infiniti zich hebben getroost, mag er zijn: een dieselmotor met prestaties die boekdelen spreken. Een vermogen van 175 kW/238 pk en een ontzagwekkend koppel van 550 Nm is voldoende om de EX30d met de standaard automatische zeventrapstransmissie in 7,9 seconden te laten accelereren van 0 tot 100 km/uur. De FX30d levert dezelfde prestatie in 8,3 seconden. Het grootste voordeel van het enorme koppel schuilt echter in de krachtige tussentijdse acceleratie waarmee de Infiniti-modellen met dieselmotor zich onderscheiden (opgegeven waarden onder voorbehoud).

De V6-diesel in detail
Onder de codenaam V9X ontwikkelden de technici van Infiniti de nieuwe V6-diesel van Infiniti in Europa in nauwe samenwerking met hun collega’s van Renault en Nissan. De nieuwe krachtbron wordt vervaardigd in een ultramoderne fabriek in het Franse Cleon, 100 kilometer ten westen van Parijs. Het uitgangspunt in het beginstadium was om een krachtige, maar ook zeer verfijnde dieselmotor te ontwikkelen, die moest voldoen aan de hoge eisen die Infiniti ook voor zijn modellen met benzinemotor stelt. Dat betekende bijvoorbeeld dat het geluidsniveau van de nieuwe diesel even hoog moest zijn als de reeds bestaande benzinemotoren.
De V6-dieselmotor zal ook leverbaar zijn voor producten van Renault en Nissan, waarmee beide merken in staat zijn om bestaande modelreeksen nieuw elan te geven. Bijzonder is dat de V9X-krachtbron zowel is ontwikkeld voor een configuratie met voorwielaandrijving, als voor modellen met achterwiel- en vierwielaandrijving.
Hoewel aanvankelijk nog werd gestudeerd op de mogelijkheden voor een V8-dieselmotor, werd al snel besloten dat een V6 het ideale platform zou zijn om prestaties en raffinement samen te brengen met een in potentie hoog productievolume voor de drie deelnemende merken. In 2005 ging project V9X definitief van start: een compacte, 2.993 cc metende V6 met directe injectie en een beoogd vermogen van 175 kW/238 pk en een koppel dat rond 550 Nm moest liggen. Bindende voorwaarde was ook dat de nieuwe krachtbron moest voldoen aan de in 2005 nog toekomstige Euro5-emissienorm.
Tegelijkertijd moest de dieselmotor vanwege de beperkte ruimte in het motorcompartiment van de EX en de FX compact bemeten zijn. Om de motor zowel in een dwarsgeplaatste configuratie als in lengterichting te kunnen toepassen, was een relatief kleine hoek van ongeveer 60o tussen de cilinderbanken noodzakelijk.
Het technische team besloot daarop dat een hoek van 65o ideaal zou zijn voor project V9X. Deze licht ongebruikelijke constructie maakte een uitstekend compromis mogelijk tussen de balans van de krukas enerzijds en duurzaamheid van het motorblok en krukas anderzijds. Daarbij was de motor met een hoek van 65o breed genoeg om tussen de twee cilinderbanken een turbolader te kunnen monteren.
Het belangrijkste element voor het succesvolle motorconcept is wellicht het materiaal dat werd gebruikt voor het motorblok. Waar concurrerende merken met het oog op gewichtsbesparing doorgaans kiezen voor aluminium, daar waren de technici van Infiniti, Nissan en Renault er gezamenlijk van overtuigd dat voor het motorblok nog een ander materiaal noodzakelijk was om met een hogere torsiestijfheid het geluidsniveau terug te kunnen dringen. Ook zou het gebruik van aluminium de toepassing van balansassen noodzakelijk maken, wat ten koste zou gaan van de voordelen van lichtgewicht aluminium.
Met conventioneel gietijzer zou daarentegen teveel gewicht op de voorwielen worden geplaatst, wat nadelig is voor het rijplezier dat hoort bij een product van Infiniti. Dat is de reden dat de technici uiteindelijk kozen voor Compacted Graphite Iron (CGI), een materiaal met alle voordelen van gietijzer – een hogere torsiestijfheid en minder motorgeluiden – zonder het nadeel van extra gewicht. Hoewel CGI ten opzichte van aluminium iets zwaarder is, worden de extra kilo’s grotendeels gecompenseerd door het achterwege blijven van torsieribben en extra geluidsisolerend materiaal.
Het patent op CGI dateert uit 1949, terwijl het materiaal voor het eerst commercieel werd toegepast op het remsysteem van Europese hogesnelheidstreinen. De torsiestijfheid en stevigheid van CGI is ten opzichte van gietijzer ongeveer 75 procent hoger. Ook is CGI bij hoge temperaturen tot wel vijf keer beter bestand tegen metaalmoeheid dan aluminium. Het lage gewicht is echter het grootste voordeel, een uit CGI vervaardigd motorblok is ongeveer 20 procent lichter dan een vergelijkbaar motorblok van gietijzer.
Om de hoge belastingen op de constructie van het motorblok te kunnen weerstaan, werd al in de ontwerpfase gewerkt aan een zo hoog mogelijke torsiestijfheid. Zo bevindt zich tussen de behuizing van de omvormer en de motor een groot en stijf koppelstuk en is het motorblok voorzien van ondiepe sleuven die het geheel stijver maken. Externe motordelen zijn direct op het motorcarter bevestigd, terwijl zelfs de vorm van het oliecarter extra stevigheid geeft. Ook het aan transmissiezijde geplaatste aandrijflager draagt bij aan de torsiestijfheid van de volledige aandrijflijn.
Ook is in de ontwerpfase alle mogelijke moeite gedaan om ongewenste resonanties en de voor een dieselmotor kenmerkende trillingen te reduceren. Door afzonderlijke onderdelen vooraf nauwkeurig te bestuderen en trillingen per onderdeel te berekenen, werd voor het motorblok uiteindelijk de ideale constructieve vorm gevonden.
Het resultaat van deze inspanningen is een compacte krachtbron die dankzij zijn uitzonderlijke torsiestijfheid kan voldoen aan twee belangrijke doelstellingen van Infiniti: een zeer verfijnde loopcultuur en een chassis dat zijn volledige balans heeft behouden. Onderzoek heeft uitgewezen dat de VX9-motor op de frequenties 250 Hz en 500 Hz de minste trillingen heeft van alle motoren die in dit segment als norm gelden.
Om de motor een plekje te kunnen geven onder de motorkap van de EX en de FX, vertoont deze een aantal belangrijke verschillen ten opzichte van dezelfde krachtbron zoals die wordt toegepast voor modellen met voorwielaandrijving. Ook is het motorcompartiment voor zowel de EX als de FX op enkele punten aangepast.
Voor Infiniti is de motor voorzien van een ander cilinderblok, alsmede een afwijkende krukas en een aangepast inlaatspruitstuk. Ook het injectiesysteem, de uitlaatgasrecirculatie, de turbolader, de oliepomp en de katalysator zijn gewijzigd. Met het oog op een verfijnde loopcultuur is de motor bovendien anders afgesteld, terwijl de ‘aankleding’ aan de buitenzijde voldoet aan de visuele identiteit en designtaal van Infiniti.
Ook tussen benzine- en dieseluitvoeringen van de EX en de FX bestaan enkele ingrijpende verschillen. Met het oog op een betere luchttoevoer werden onder meer het voorste subframe en het design van de voorbumper aangepast, terwijl ook het motorcompartiment zelf iets werd vergroot om ruimte te creëren voor de noodzakelijke extra radiatoren.
Een andere belangrijke fase in de ontwikkeling van de motor was het realiseren van het hoge prestatiepotentieel dat Infiniti-rijders van hun auto verlangen. Dat betekent dat de totaal nieuw ontworpen motor die de huidige technologie voor directe injectie op een hoger plan brengt. De vorm van de verbrandingskamers is afgestemd op een optimale balans tussen emissie en brandstofverbruik, terwijl de compressieverhouding is verlaagd tot 16:1 om ook trillingen en rijgeluiden zoveel mogelijk te elimineren.
De kegelvormige klepzittingen liggen iets minder diep, en door de combinatie van injectoren met zeven minieme openingen en cilinders met een grotere diameter ontstaat een betere verneveling van de brandstof. Dit komt niet alleen de prestaties ten goede, maar reduceert ook thermische verliezen. Interne frictie binnenin de motor wordt gereduceerd door de uiterst nauwkeurig afgewerkte componenten, zoals de op microniveau gepolijste krukas.
Door toepassing van een relatief grote, enkele turbolader tussen de cilinderbanken levert de motor in zijn klasse een toonaangevend koppel en een indrukwekkend specifiek vermogen, Ook de intercooler en een common-rail injectiesysteem van de nieuwste generatie dragen hieraan bij. Dit systeem van Bosch is voorzien van piëzo-injectoren en werkt onder een druk van 1.800 bar.
Dankzij deze hoogtechnologische voorzieningen voldoet het vermogen van de 3,0-liter V6 met 175 kW precies aan de vooraf geformuleerde doelstelling. Het koppel van 550 Nm – voor versies met vierwiel- en voorwielaandrijving – ligt zelfs hoger dan de doelstelling. Bijzonder is dat het maximale koppel beschikbaar is in het toerengebied tussen 1.750 en 2.500 o/min., terwijl de krachtbron al bij 1.500 o/min een koppel van 500 Nm ontwikkelt. Tijdens de stationaire loop maakt de motor slechts 650 o/min en blijven de trillingen en het geluid van een conventionele diesel volledig achterwege.
De resultaten van deze klinkende cijfers: uitstekende prestaties bij lage toerentallen en een uitzonderlijke souplesse bij elke rijsnelheid. De V6 onderscheidt zich door een zijdezachte gasrespons, en hoewel ongewenste motorgeluiden tot het minimum zijn beperkt, brengt de motor bij stevig accelereren en bij ongeveer 2.500 o/min een aangenaam sportief geluid voort.
Het verfijnde rijgedrag van de motor wordt ondersteund door de soepele automatische zeventrapstransmissie van Infiniti. Deze is standaard voor zowel de EX als de FX en is speciaal getuned om het indrukwekkende koppel maximaal te kunnen benutten.
‘De nieuwe dieselmotor is zowel tijdens de stationaire loop als bij 2.000 o/min zo trillingsvrij en geruisloos dat de bestuurder alleen aan de rode lijn op de toerenteller kan zien wat voor motor zich onder de motorkap bevindt’, aldus Wright.
Toen het prestatieniveau voldeed aan de doelstellingen diende de laatste fase in de ontwikkeling van de motor om ervoor te zorgen dat de V6 ook ten aanzien van emissies en brandstofverbruik binnen de norm bleef. Een belangrijke voorwaarde was bijvoorbeeld dat de motor moest beantwoorden aan de emissie-eisen volgens de strenge Euro5-norm. Daarom beschikt de V9X-motor over een aantal innovatieve designkenmerken die bijdragen aan lagere emissies en die tegelijkertijd de betrouwbaarheid en duurzaamheid verbeteren.
Door toepassing van een Exhaust Gas Recirculation (EGR) systeem met overcooler is bijvoorbeeld een aanzienlijke reductie in de emissie van stikstofoxide (NOx) bereikt. Dit recirculatiesysteem omvat een in de EGR-koeler geïntegreerde bypass die ervoor zorgt dat de motor na het starten zo snel mogelijk op temperatuur is, zodat de volledige koelcapaciteit kan worden benut. Om de temperatuur van de uitlaatgassen – en daarmee de emissie van koolmonoxide en koolwaterstoffen – nog verder te verlagen is voor de EGR-koeler ook een watercircuit met lage temperatuur toegepast.
Minstens zo belangrijk is de behandeling die de uitlaatgassen ondergaan voordat ze de uitlaat verlaten. Het uitlaatsysteem omvat een katalysator op basis van metaaloxide, dat lagere drukverliezen kent dan keramische of thermische katalysatoren. In dezelfde behuizing als de katalysator is bovendien ook het roetfilter ondergebracht. Dit systeem werkt samen met een zevende brandstofinjector die zich in het uitlaattraject bevindt.
Deze treedt in werking op het moment dat het roetfilter wordt geregenereerd – een proces dat zich volkomen ongemerkt voltrekt – en voorkomt ook dat de motorolie vervuilt raakt met onverbrande dieselolie. Het roetfilter kan al bij lage belasting – zelfs tijdens de stationaire loop – worden geregenereerd, zodat de efficiency onder alle rijomstandigheden gewaarborgd blijft.
Ondanks zijn hoge prestatiepotentieel en sublieme loopcultuur onderscheidt de V9X-motor van de Infiniti EX zich met een CO2-emissie van 224 g/km en een brandstofverbruik van 8,4 liter per 100 kilometer. Onder de motorkap van de Infiniti FX zijn deze waarden respectievelijk 240 g/km en 9,0 l/100 km.
Tijdens de ontwikkeling van de V9X-motor hebben eigenschappen kwaliteit en betrouwbaarheid prioriteit gekregen. Zo werd de motor gedurende meer dan 12.000 uur getest op een vermogensbank, terwijl in lengterichting geplaatste testmotoren ruim 1,25 miljoen kilometer aflegden. Een belangrijk onderdeel tijdens de productiefase is dat elke nieuwe motor op een vermogensbank een complete testcyclus ondergaat, alvorens bij de assemblagefabriek te worden afgeleverd.
‘Bij de Europese introductie van Infiniti hebben we het merk in eerste instantie gepositioneerd als het beste high performance luxe merk, met voor klanten bovendien de allerbeste service. Dat was onze eerste taak. Inmiddels zijn we toe aan de volgende stap in de ontwikkeling van het merk Infiniti in Europa. De nieuwe dieselmotor geeft ons toegang tot een aanzienlijk groter deel van de markt, met volledig behoud van onze merkwaarden. Het is een uitzonderlijke krachtbron, die al bij lage toerentallen een enorm koppel ontwikkelt om krachtige acceleraties te kunnen leveren, zonder nadelen als ongewenste motorgeluiden en trillingen. Door een sportieve dieselmotor te ontwikkelen, zijn we erin geslaagd om de voor Infiniti kenmerkende prestaties en luxe vast te houden, met lagere emissies en een betere brandstofefficiency als bijkomende voordelen. Een duidelijke win-winsituatie’, aldus Jim Wright.
