Aký je 4-valec pre F-Type?

Ako všetky motory rodiny Ingenium, aj tento motor má celohliníkovú konštrukciu. Keďže motory z tejto rodiny majú modulárnu konštrukciu s valcom zdvihového objemu 0,5 l, asi nikoho neprekvapí, že aj 4-valec pre F-type má objem 2,0 litra. Je naladený na 221 kW, teda 300 koní a 400 Nm. To znamená, že tento má najvyšší litrový výkon zo všetkých motorov určených pre F-Type. Dosahuje 110,5 kW/l, alebo ak chcete 150 k/l. Motor by mal okrem toho ponúknuť aj plynulý nárast výkonu bez turbo diery a okamžité reakcie na plyn. Ako to konštruktéri v Jaguari dosiahli?

Jednou z technológií, ktorú použili, je elekrohydraulické ovládanie ventilov, pre ktoré vyvinuli algoritmus a dali si ho patentovať. Vývojový tím takto získal úplne variabilný zdvih sacích ventilov, čo prinesie najmä väčšiu efektivitu. Väčšina bežných motorov využíva na reguláciu plnenia škrtiacu klapku. Tento spôsob má však niekoľko drobných nevýhod, ktoré sa v Jaguari snažili odstrániť. Pri použití škrtiacej klapky napríklad pri čiastočnom zaťažení, keď klapka nie je úplne otvorená, klesá tlak v sacom potrubí, pretože prúdiaci vzduch má prekážku. Na jeho nasatie do valca musí potom piest vykonať viac práce, ako keď je škrtiaca klapka otvorená úplne (pri potrebe plného výkonu). Druhou nevýhodou je, že po otvorení škrtiacej klapky je potrebný nejaký čas, kým sa sacie potrubie naplní vzduchom. Toto oneskorenie znamená, že aj časovanie zapaľovania musí byť primerane oneskorené a výsledkom je horšia reakcia na pridanie plynu, ale aj nižšia efektivita. V motoroch Ingenium však konštruktéri použili iný prístup. Reguláciu plnenia totiž majú primárne na starosti samotné sacie ventily. Nie sú ovládané priamo vačkovým hriadeľom, ale malými hydraulickými pumpami. Tlak oleja, ktorý tieto pumpy vytvárajú, otvára a zatvára sacie ventily. Každá z týchto púmp je riadená solenoidom, vďaka čomu môže byť každý ventil v danom momente otvorený do tej miery, ako je to nutné. Impulz, kedy treba ventily otvoriť, dostávajú tieto elektrohydraulické pumpy pomocou klasického vačkového hriadeľa cez  zdvíhadlá (ramená) s nízkym trením. Riadiaca jednotka potom dá pokyn, ako veľmi a ako dlho má byť ventil otvorený. Systém teda ponúka plne variabilný zdvih ventilov a rovnako umožňuje aj riadiť dĺžku otvorenia ventilov. Rozsah otvorenia sacích ventilov je od 0 do 11 mm.

Pri rôznych režimoch jazdy teda systém dokáže meniť rozsah a čas otvorenia ventilov. Napríklad pri štarte, najmä pri studenom, je zdvih ventilov malý a otvoria sa iba na krátky čas, čo umožní do valca nasať nevyhnutné množstvo vzduchu. Pri čiastočnom zaťažení systém kombinuje skoré zatvorenie sacích ventilov a neskoré otvorenie výfukových ventilov čím sa zvýši expanzný pomer. Pri plnom zaťažení zasa systém zabezpečí plné otvorenie sacích ventilov, ktoré sú navyše otvorené dlhšie, čím sa do valca dostane viac vzduchu. Výfukové ventily sa v tomto režime otvárajú skôr, aby umožnili rýchlu výmenu plynov.

Zaujímavá je však cesta výfukových plynov. Motor má totiž výfukové zvody integrované v hlave valcov. Vďaka tomu sa po štarte rýchlejšie zohreje chladiaca kvapalina, ktorá prúdi okolo výfukových kanálov, a tým pádom sa aj rýchlejšie zohreje motor. Vďaka integrovaným zvodom a ich chladeniu je tiež jednoduchšie korigovať teplotu výfukových plynov. Podobne, ako v motore 8AR-FTS od Toyoty, aj tu idú výfukové plyny zo zvodov do twin-scroll turba. To znamená, že prívod do turbíny turbokompresora je rozdelený na dva kanály. Prvým prúdia výfukové plyny z prvého a štvrtého valca a druhým kanálom zasa plyny z druhého a tretieho valca. Tým sa eliminujú straty tlaku výfukových plynov, pretože tieto dve vetvy rešpektujú poradie zapaľovania zmesi v jednotlivých valcoch, ktoré je 1-3-4-2. Takto oddelené vetvy zabránia pulzácii výfukových plynov, ktorá by inak vznikla vďaka prekrytiu otvorenia ventilov v jednotlivých valcoch. Turbína sa tak pri pridaní plynu rýchlejšie rozbehne, čo eliminuje turboefekt. Turbo v tomto motore je chladené vodou. Jaguár navyše po prvýkrát použil keramické guľôčkové ložiská, ktoré majú zabezpečiť nízke trenie a ľahšie roztočenie turba.

Motor má systém priameho vstrekovania, ktorý vstrekuje benzín do valcov pod tlakom 200 barov. Vstrekovače sú v spaľovacej komore umiestnené centrálne. Samozrejmosťou je tiež olejové čerpadlo ovládané riadiacou jednotkou, ktoré reguluje prietok oleja podľa otáčok, zaťaženia motora a teploty motora. Riadiacou jednotkou je ovládané aj čerpadlo chladiacej kvapaliny. Nuž a zaujímavá je aj koncovka výfuku, ktorá v F-Type môže slúžiť ako poznávací znak. 4-valec má totiž jednu centrálne umiestnenú koncovku, V6 má dve koncovky v strede a V8 štyri koncovky po stranách.