/*

Scania: Silnikowa ofensywa Gryfona


Scania zaprezentowała silniki V8 nowej generacji. Jak można się było spodziewać, to konstrukcja, która mocno wybiega w przyszłość. Topowe jednostki widlaste to jednak nie jedyne silnikowe nowości wprowadzane właśnie pod kabiny pojazdów z Sodertälje. Liczba silników Euro 6 dostępna w pojazdach Scania nowej generacji rozwija się bardzo szybko i jest ich już dwanaście. Cenione jednostki 9-litrowe są obecnie oferowane w pięciu wariantach, z których dwa mogą być napędzane biodieslem FAME. Do gamy cieszących się największą popularnością silników 13-litrowych dołącza ostatni wariant – DC13 149, który osiąga 370 KM i pracuje w cyklu Millera. Zatem większość nabywców będzie mogła wybrać źródło napędu najbardziej odpowiednie do swoich potrzeb.

Scania: Silnikowa ofensywa Gryfona

Zmiany w nowej generacji silników Scania V8 przynoszą użytkownikom wiele korzyści. Najbardziej cenione są niższe zużycie paliwa, niższa masa, mniejsze koszty obsługi i wyższa dyspozycyjność. Punktem wyjścia zmian jest 16-litrowa jednostka Scania o modułowej budowie, którą wzbogacono najnowocześniejszymi rozwiązaniami technicznymi. Istotnym osiągnięciem jest redukcja zużycia paliwa o 7-10%, zwłaszcza obecnie, gdy znaczenie zrównoważonych rozwiązań transportowych rośnie.

Udoskonalanie legendy

Nowa generacja silników wykorzystuje ten sam blok i ogólną konstrukcję, co poprzednia. Na tym jednak kończą się podobieństwa. Najważniejszą zmianą jest rozdzielenie kolektorów wydechowych, które osobno zasilają turbosprężarkę. Turbinę o stałej geometrii napędzają bezpośrednio z dwóch stron spaliny obu rzędów cylindrów. Rozwiązanie to nosi nazwę Rotated Twin Scroll FGT. Nowe V8 (poza wersją 730 KM) wykorzystują do utylizacji spalin jedynie SCR (Selective Catalytic Reduction). Oznacza to, że mają turbosprężarkę o stałej geometrii, która jest bardziej trwała i lżejsza od turbosprężarki o zmiennej geometrii. Turbosprężarka jest obecnie montowana wprost na bloku silnika, pomiędzy dwoma rzędami cylindrów, co zapewnia jej stabilne, pozbawione drgań środowisko pracy.

Silnik V8 nowej generacji korzysta z turbosprężarki o stałej geometrii

Silnik V8 nowej generacji korzysta z turbosprężarki o stałej geometrii (ang. FGT – fixed geometry turbo), w której turbina jest zasilana z dwóch stron (Rotated Twin Scroll) spalinami pochodzącymi bezpośrednio z dwóch rzędów cylindrów.

Duże zmiany zaszły również w układzie zasilania. Kanały dolotowe zostały wyprostowane, a paliwo jest dostarczane centralną szyną wysokiego ciśnienia i dłuższymi odcinkami doprowadzającymi paliwo do cylindrów. Nowy układ wtryskowy oferuje także łatwiejszy dostęp do obsługi dla serwisu. Powstające w nim ciśnienie zostało obniżone do 1800 barów, aby zapewnić dobre warunki pracy katalizatorowi SCR. Nowy układ wtryskowy wykorzystuje pompę wysokiego ciśnienia, która ma jedynie dwa tłoczki. Wyższy stopień sprężania i ciśnienie w cylindrze dochodzące do 210 barów przyczyniają się do znaczącego ograniczenia zużycia paliwa.

Głowice cylindrów, tłoki, sworznie tłokowe, wał korbowy, skrzynia korbowa i ułożyskowanie zostały udoskonalone, aby poprawić ich smarowanie i ograniczyć tarcie. Zmiany te nie wpłynęły na modułowość konstrukcji, co oznacza, że nowe silniki większość części dzielą z pozostałymi. – Udoskonalenia w nowej generacji silników Scania V8 mają szeroki zakres. Obejmują nowe komponenty, takie jak turbosprężarka, oraz optymalizację i zastosowanie nowych materiałów w koszykach łożysk i innych drobnych elementach – komentuje Roger Olsson, główny konstruktor Scania V8.

– Dokonaliśmy licznych udoskonaleń, stosując inteligentne, jeszcze lepiej dobrane rozwiązania. Wyniki przeszły nasze oczekiwania. Wszystko sprowadza się do osiągnięcia pełnej harmonii między silnikiem, oprogramowaniem i lepszą kalibracją. Mówiąc o zmianach, nie mogę nie wspomnieć o nowym układzie wydechowym, który sprawił, że V8 znów świetnie brzmi. Silnik nie jest głośniejszy, ale… słychać go tak, jak trzeba.

Zaawansowane sterowanie zaworami

Duże, niezbyt wysilone silniki mogą stwarzać problem dla układu oczyszczania spalin. Dzieje się tak dlatego, że w wydostających się z cylindrów gazach spalinowych znajduje się dość dużo powietrza, które obniża ich temperaturę. Inżynierowie Scanii rozwiązali ten problem, wykorzystując w 520-konnym silniku cykl pracy wynaleziony w latach 50. XX wieku przez amerykańskiego inżyniera Ralpha Millera. Odpowiednio skonstruowane krzywki wałka rozrządu sprawiają, że podczas suwu sprężania zawory dolotowe są otwarte nieco dłużej niż zwykle, co oznacza, że do cylindrów dostaje się mniej powietrza. Wobec tego temperatura spalin rośnie, co poprawia warunki pracy katalizatora SCR. Silnik pracujący wg cyklu Millera jest przykładem charakterystycznej dla Scanii umiejętności tworzenia prostych, skutecznych rozwiązań, bez dodatkowych kosztów.

Dane techniczne silników V8

Dane techniczne silników V8

Pod względem konstrukcji jest to dość proste rozwiązanie, które przynosi taki sam efekt, jak zmniejszenie pojemności silnika o litr. Cykl Millera czyni cuda, jeśli chodzi o układ oczyszczania spalin i redukcję zużycia paliwa. Jedyną zmianą jest nieznaczne spowolnienie przyrostu momentu obrotowego z obrotów biegu jałowego. W rzeczywistości różnica jest niezauważalna, a zalety takiego silnika w długodystansowych pojazdach o ładowności 30 ton lub większej są imponujące. Jeśli jeździsz wieloczłonowym zestawem po pofałdowanym terenie, osiągając wysokie prędkości przejazdowe, nowy silnik 520-konny to nie tylko świetne źródło energii, ale także znakomita metoda oszczędzania – dodaje Roger Olsson.

Wydajne oczyszczanie spalin

Wszystkie cztery odmiany silnika V8 zgodne z Euro 6 mają kompaktowy tłumik wydechu, który oczyszcza spaliny. Zawiera on katalizator utleniający, dwa filtry cząstek stałych z krótkimi wkładami i asymetrycznymi ściankami ograniczającymi ciśnienie powrotne, mieszalnik AdBlue, trzy równoległe katalizatory SCR i trzy katalizatory nieprzereagowanego amoniaku ASC (ang. ammonia slip catalysts). Mimo to, całość ma jedynie 900 mm szerokości i nie zabiera cennego miejsca na zbiornik paliwa. – Stosowanie wyłącznie SCR do oczyszczania spalin ma kilka zalet. Oczywistą korzyścią w porównaniu z EGR jest mniejsza liczba lżejszych elementów. To ułatwia sterowanie silnikiem i sprzyja uzyskaniu najniższego możliwego zużycia paliwa. Wprowadzenie turbosprężarki o stałej geometrii w miejsce poprzedniej VGT zwiększa wydajność, redukując straty energii spalin – komentuje Olsson.

Inteligentne komponenty

Udoskonalenia wewnątrz silnika, takie jak mniejsze opory, wyższy stopień sprężania i lepsze wykorzystanie energii spalin, przyczyniają się do zmniejszenia spalania o około 2%. Kolejne zmiany dotyczą osprzętu, który wpływa na ograniczanie zużycia energii, tzw. strat ubocznych, wyłącza się, gdy nie jest potrzebny i dostosowuje swoje działanie do aktualnych potrzeb.

Najnowszy, rzędowy 5-cylindrowy silnik Scania DC09 z wałkiem wyrównoważającym jest dostępny w trzech wariantach mocy: 280, 320 i 360 KM.

Najnowszy, rzędowy 5-cylindrowy silnik Scania DC09 z wałkiem wyrównoważającym jest dostępny w trzech wariantach mocy: 280, 320 i 360 KM.

Nowa generacja silników ma cichą, dwutłoczkową pompę paliwa, która ma niższą masę i potrzebuje mniej energii do pracy. Warto także wspomnieć o pompie oleju. Przedostawanie się oleju do kluczowych elementów silnika przy zimnym rozruchu i po osiągnięciu temperatury pracy poprzez chłodnicę oleju jest kontrolowane przez termostat. Sprawia on, że ciśnienie szybciej narasta po rozruchu pojazdu, można utrzymać wyższą temperaturę oleju, spada tarcie wewnętrzne i zużycie paliwa. Przepływ przez pompę oleju jest uzależniony od siły nacisku strumienia oleju na zawór ciśnieniowy. Pompa oleju zapewnia zatem właściwe ciśnienie i przepływ w każdym zakresie obrotów. Przy wysokich obrotach nie podaje oleju pod zbyt wysokim ciśnieniem, co skutkowałoby wzrostem zużycia paliwa.

Układ chłodzenia działa według podobnych zasad. Termostat i pompa cieczy o zmiennym wydatku sprawiają, że silnik jest w stanie utrzymywać nieznacznie podwyższoną temperaturę pracy w porównaniu z poprzednią generacją, nie ryzykując przegrzania. Wyższa temperatura pracy obniża opory wewnętrzne i sprzyja niskiemu spalaniu. W podobny sposób funkcjonuje sprężarka powietrza zaopatrująca układ hamulcowy. Jest montowana za silnikiem, na szczycie obudowy koła zamachowego. Przekazywanie do niej napędu zostało uproszczone podobnie, jak w przypadku pompy paliwa. W połączeniu z automatycznym wyłącznikiem, aktywującym się gdy w układzie jest dostateczna ilość sprężonego powietrza, sprawia to, że spalanie jest niższe o 0,5%.

Mix rozwiązań

Perłą w koronie udoskonalonych silników Scania V8 jest wariant 730-konny, który osiąga maksymalny moment obrotowy 3500 Nm. Ma ten sam, nowy układ oczyszczania spalin, co pozostałe V8, ale zachował turbosprężarkę o zmiennej geometrii (VGT) i używa zarówno EGR, jak i SCR. Ma ten sam układ wtryskowy, co poprzednio i niezmieniony osprzęt, choć wyposażono go w wyłączaną pompę cieczy chłodzącej.

– Zdecydowaliśmy się na to, gdyż w konstrukcji silnika o tak wysokiej mocy trzeba brać pod uwagę dużo zmiennych. Pracuje on niekiedy z zestawami o masie 60 t lub większej. Czasami pojazd wraca do bazy bez obciążenia. Klienci potrzebujący wysokich osiągów silnika 730 KM są zadowoleni z obecnych rozwiązań i rzadko kładą tak wysoki nacisk na niskie zużycie paliwa, jak użytkownicy mający do czynienia z lżejszymi ładunkami. Mimo to, nowa generacja silnika 730 KM oferuje spalanie mniejsze nawet o 5,5% w porównaniu z analogicznym pojazdem poprzedniej generacji – wyjaśnia Roger Olsson.

Dane techniczne silników rzędowych

Dane techniczne silników rzędowych

Wybierający nowy silnik V8, mogą spodziewać się niższego poziomu hałasu, np. pochodzącego od skrzyni biegów. Zachowano jednak specyficzne brzmienie silnika widlastego. Warto podkreślić też takie elementy, jak niższa masa, prostsza obsługa i jeszcze wytrzymalsza konstrukcja. A jak wygląda kwestia spalania? Jak osiągnięto redukcję spalania o 7 do 10%?
Oto najważniejsze zmiany i efekt, jaki zapewniają w kwestii obniżenia spalania:

  • Wewnętrzne zmiany obejmujące wzrost stopnia sprężania, wyższe ciśnienie w cylindrze, mniejsze tarcie wewnętrzne itp. odpowiadają za obniżenie spalania na poziomie 1,5-2%.
  • Zmiana z EGR/SCR wyłącznie na SCR wraz z turbosprężarką o stałej geometrii przyczynia się do wzrostu wydajności i utrzymania odpowiedniej temperatury spalin, przez co nie trzeba podnosić jej sztucznie. Dzięki temu uzyskujemy kolejne 1,5%.
  • Nowy układ oczyszczania spalin zapewnia lepsze odparowanie AdBlue i utylizację składników spalin oraz niższe straty ciśnienia. Przynosi to 1,5% oszczędności paliwa.
  • Nowy osprzęt z inteligentnym sterowaniem odpowiada za 1,5-2% przy zachowaniu zwykłego, ekonomicznego stylu jazdy.
  • Nabywca czerpie korzyści z aerodynamicznej formy, która pojawiła się w pojazdach nowej generacji. Odpowiada ona za ok. 2% oszczędności paliwa w typowym transporcie długodystansowym.

– Kiedy podsumujemy wszystkie te korzyści, okaże się, że większość klientów, powinna ograniczyć wydatki na paliwo o co najmniej 7%, niezależnie od rodzaju pracy, jaką wykonują ich pojazdy – mówi Olsson.

Nowe rzędówki

Poza V8, w ofercie szwedzkiego producenta pojawiły się też nowe silniki pięcio- i sześciocylindrowe. Najnowszy, rzędowy 5-cylindrowy silnik Scania DC09 z wałkiem wyrównoważającym jest dostępny w trzech wariantach mocy: 280, 320 i 360 KM. DC09 korzysta z tych samych udoskonaleń, które wprowadzono w 2016 r. w silnikach DC13. Wśród nowości można wymienić nowe oprogramowanie sterujące oraz komory spalania o udoskonalonym kształcie. Chłodzenie oleju jest obecnie kontrolowane przez termostat, co przyczynia się do oszczędności paliwa na poziomie 1%. Olej może mieć wyższą temperaturę nawet przy niskim zapotrzebowaniu na moc i niższych temperaturach otoczenia. Ponadto wentylator ma większą średnicę i jest napędzany bezpośrednio przez wał korbowy – dzięki temu zużywa mniej energii.

Jednostki DC09 mają turbosprężarki o stałej geometrii (FGT). W efekcie do oczyszczania spalin wykorzystują wyłącznie układ SCR. Wszystkie udoskonalenia w układzie wydechowym silnika 280 KM spowodowały, że do minimum została ograniczona potrzeba stacjonarnej regeneracji filtra. Jest on regenerowany automatycznie podczas jazdy, co sprzyja zwiększaniu dyspozycyjności pojazdu. – Mamy bogate doświadczenie w stosowaniu FGT w połączeniu wyłącznie z SCR. Dzięki wielu udoskonaleniom te wytrzymałe silniki są jeszcze bardziej ekonomiczne. Jedną z korzyści wynikających z zastosowania ich w pojazdach nowej generacji jest polepszenie warunków chłodzenia, co pozwala na pracę przy wyższych temperaturach. W połączeniu z olejami o niskiej lepkości zmniejsza to tarcie i wpływa na obniżenie zużycia paliwa – komentuje Göran Lindh, główny konstruktor silników rzędowych w Scanii.

Inne zmiany, przyczyniające się do niższego spalania, to stopień sprężania zwiększony z 18,0:1 do 19,0:1, podwyższenie ciśnienia w cylindrze do maksymalnie 190 barów (180 barów w silniku 280 KM) i udoskonalenie kształtu komór spalania. – DC09 to sprawdzony i solidny silnik, który jest częścią naszej oferty od dawna. Został poddany serii zmian, dzięki którym jest w czołówce pod względem osiągów i spalania – mówi Göran Lindh. Rodzina silników DC09 posiada tę samą konstrukcję co 6-cylindrowe jednostki DC13. Wałki wyrównoważające i wprowadzenie asymetrycznie rozmieszczonych czopów wału korbowego (ACPP) przeciwdziałają tendencji do wibracji, typowej dla silników 5-cylindrowych. Obecnie silniki te pracują równie sprawnie i spokojnie jak jednostki 6-cylindrowe. Interesują się nimi głównie klienci poszukujący wysokiej mocy, trwałości i niskiego zużycia paliwa, którym dodatkowo zależy na niskiej masie. – Wersja 360 KM zapewnia użytkownikom 1700 Nm już przy 1050 obr./min, a moment obrotowy płynnie rozwija się od obrotów biegu jałowego. Taka charakterystyka silnika świetnie sprawdza się przy wielu pracach. Wykorzystują ją tysiące mocno obciążanych pojazdów dystrybucyjnych. DC09 jest postrzegany jako idealny do tak wymagających zadań – dodaje Lindh.

Czas biodiesla

Wszystkie produkowane obecnie silniki Scania Euro 5 i Euro 6, niezależnie od generacji, mogą być napędzane uwodornionymi olejami roślinnymi (HVO). Debiut nowej gamy DC09 jest równoznaczny z wprowadzeniem w pojazdach Scania nowej generacji pierwszych silników napędzanych paliwami alternatywnymi innego rodzaju. Jednostki DC09 320 i DC09 360 mogą pracować, wykorzystując zarówno olej napędowy, jak i 100-procentowy FAME (np. estry metylowe oleju rzepakowego RME). Można w nich również używać dowolnej mieszanki obu typów paliw.

Jedynym warunkiem prawidłowej eksploatacji silnika zasilanego biodieslem jest serwisowanie go tak, jakby zawsze był napędzany wyłącznie paliwem tego typu. W innych przypadkach wystarcza standardowy plan obsługi. Użytkownicy, którzy spodziewają się przyszłych ulg podatkowych dla korzystających z biopaliw, mogą zdecydować się na jeden ze wspomnianych silników Scania i tankować zwykły olej napędowy do chwili, gdy pojawią się okoliczności sprzyjające przestawieniu się na biodiesel.

– Czysty biodiesel zawsze wpływa na znaczne obniżenie emisji dwutlenku węgla, w porównaniu z olejem napędowym. Dlatego o tym, czy dany pojazd ciężarowy jest przyjazny dla środowiska, decyduje to, jak wytwarzane jest paliwo, którym jest napędzany. Niektóre typy paliw alternatywnych, np. HVO, mogą ograniczyć emisję CO2 nawet o 90%. Najnowsze jednostki 320 i 360 KM zasilane biodieslem to pionierskie rozwiązania i będą podążać za nimi kolejne silniki Scania napędzane paliwami alternatywnymi. Wszystkie silniki wysokoprężne Scania Euro 6 już teraz mogą pracować na mieszance oleju napędowego i 10% biodiesla, bez jakiegokolwiek wpływu na czynności serwisowe – dodaje Göran Lindh.

370 – czwarta „szóstka”

Kolejnym nowym silnikiem jest 370-konny DC13. Podobnie jak 13-litrowe, 6-cylindrowe rzędowe diesle o mocy 410, 450 i 500 KM – DC13 370 został udoskonalony, otrzymał nowe sterowanie i zmodyfikowane głowice cylindrów. Wykorzystuje wyłącznie turbosprężarkę o stałej geometrii i układ SCR. Udoskonalenia te przyczyniły się do obniżenia zużycia paliwa o 4% w typowych warunkach. Dodatkowo silnik został wyposażony w wałek rozrządu umożliwiający pracę w cyklu Millera. – To naprawdę subtelne i atrakcyjne rozwiązanie, które nie niesie ze sobą żadnych niedogodności. Najważniejsze, że sumaryczny spadek zużycia paliwa jest nawet wyższy niż w mocniejszych silnikach 13-litrowych. Zgodnie z wynikami naszych testów, wyniósł on około 4%, a podczas badania nie uwzględniono korzyści wynikających z aerodynamicznych udoskonaleń pojazdu, które mogą przynieść następne 2% przy dobrych warunkach jazdy – mówi Lindh.

(rum), fot. Scania

 

 

 

Słowa kluczowe: , ,

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.

*