Nowe silniki Scanii

, 18 grudnia 2007, 0:00

Przełom?
Scania opracowała silniki spełniające normę Euro 5 bez dodatkowych układów oczyszczania spalin. Do tej pory uważano, że jest to niemożliwe.

Szwedzi są praktyczni. Uważają, że stosowanie roztworu mocznika AdBlue, dodatkowych katalizatorów i filtrów tylko utrudnia życie kierowcy. Spełnienie wymagań normy Euro 5 osiągnęli przez recyrkulację spalin (EGR) – nawet do 30% i wysokociśnieniowy układ wtrysku paliwa typu common rail. Rozwiązania te zastosowano w nowych silnikach DC9, przeznaczonych głównie dla autobusów miejskich, i DC13. Warto zauważyć, że koncern produkuje także silniki z „konkurencyjnym” układem oczyszczania spalin SCR i pompowtryskiwaczami (m.in. DC12) spełniające także normę Euro 5.

Nowa rodzina
Nowa rodzina silników ma konstrukcję typową dla tego producenta. Są to jednostki rzędowe z oddzielnymi głowicami dla każdego cylindra, 4 zaworami w każdym cylindrze napędzanymi od wałka umieszczonego w kadłubie za pomocą przekładni zębatej. Chłodnica oleju i odśrodkowy filtr oleju są zintegrowane z blokiem silnika. W porównaniu z dotychczasowymi silnikami DC9/12 zwiększono średnicę cylindrów o 3 mm, zmniejszając tym samym grubość ścianek między nimi. Silnik DC9 to jednostka 5–cylindrowa o pojemności skokowej 9,3 l, średnicy cylindra 130 mm i skoku tłoka 140 mm, z tłokami wykonanymi z aluminium i wałkami wyrównoważającymi siły II rzędu (zwanymi też balansowymi). Jest produkowana z następującymi mocami maksymalnymi: 230 KM (170 kW), 280 KM (206 kW) i 320 KM (235 kW). Jednostki o mocy 230 i 280 KM są wyposażone w bezobsługowy filtr cząstek stałych i spełniają jeszcze bardziej surową normę emisji EEV. W 6–cylindrowym silniku DC13 o pojemności skokowej 12,7 l zwiększono skok tłoka do 160 mm, a dolne pokrywy łożysk wału korbowego są połączone, co zwiększyło sztywność kadłuba. Dzięki temu nie było potrzeby zmiany materiału kadłuba silnika. Silnik DC13 nie wymaga dodatkowych filtrów cząstek stałych i produkowany jest z mocami maksymalnymi: 360 KM (265 kW), 400 KM (294 kW), 440 KM (324 kW) i 480 KM (353 kW).
Istotną cechą nowych silników jest uzyskiwanie maksymalnego momentu obrotowego od 1 000 obr./min., a stosunek momentu do mocy jest bardzo wysoki, co powoduje dużą elastyczność jednostek napędowych.
Fot. 1. Silnik DC9 to 5–cylindrowa jednostka napędowa z dwoma wałkami wyrównoważającymi (1) o pojemności skokowej 9,3 l, średnicy cylindra 130 mm i skoku tłoka 140 mm. Produkowana jest z następującymi mocami maksymalnymi: 230 KM, 280 KM i 320 KM. Jednostki o mocy 230 i 280 KM są wyposażone w bezobsługowy filtr cząstek stałych i spełniają normę emisji EEV

Fot. 2. Silnik DC13, 6–cylindrowy, o pojemności skokowej 12,7 l nie ma wałków wyrównoważających i nie wymaga dodatkowych filtrów cząstek stałych. Produkowany jest z mocami maksymalnymi: 360, 400, 440 i 480 KM. Większą pojemność skokową uzyskano zwiększając skok tłoka o 20 mm. Dolne pokrywy łożysk wału korbowego są połączone, co zwiększyło sztywność kadłuba

Układ wtryskowy XPI
W celu ograniczenia ilości cząstek stałych opracowano wysokociśnieniowy układ wtryskowy XPI, którego autorami są Scania i firma Cummins. W przeciwieństwie do poprzednich rozwiązań, zrezygnowano z pompowtryskiwaczy (HPI) na korzyść układu typu common rail. Ma on istotne zalety, gdyż czas trwania wtrysku i kąt wyprzedzenia wtrysku można kształtować dowolnie – wtryskiwacze uruchamiane są drogą elektryczną przez elektroniczny sterownik. Godne uwagi jest również wysokie ciśnienie wtrysku – 2 400 barów na końcówce wtryskiwacza. Dawka paliwa podzielona jest na 3 porcje – wstępną, główną i tzw. dotrysk, co zrealizowano dzięki elektronicznemu sterowaniu. Działanie systemu common rail opisywaliśmy już na łamach naszego pisma. Rozwiązanie Scanii wyjaśnia rysunek. Trzy wtryski paliwa podczas jednego cyklu pracy silnika to minimum – dzięki układowi common rail można zrealizować nawet pięć wtrysków.

Fot. 3. Schemat układu wtryskowego XPI typu common rail. Pompa zasilająca (1) zasysa paliwo ze zbiornika przez filtr wstępny z separatorem wody i tłoczy je do filtra dokładnego oczyszczania (zespół filtrów 2). Następnie paliwo przepływa przez zawór dozujący (3) do pompy wysokiego ciśnienia (4). Obie pompy i zawór dozujący stanowią jeden zespół napędzany od kół mechanizmu rozrządu. Zawór dozujący sterowany elektronicznie reguluje ciśnienie robocze w zakresie od 500 barów (bieg jałowy silnika) do maksymalnej wartości 2 400 barów. Pompa wysokiego ciśnienia tłoczy paliwo o ciśnieniu roboczym do zasobnika (5). Paliwo pod roboczym ciśnieniem z zasobnika (5) jest kierowane do wtryskiwaczy elektromagnetycznych (9). Ciśnienie paliwa w zasobniku mierzone jest czujnikiem (6). Mechaniczny zawór przelewowy (7) kieruje nadmiar paliwa do magistrali powrotnej (8)

Ponadto w artykule omówiono układ recyrkulacji spalin w silniku DC13, turbosprężarkę o zmiennej geometrii oraz przedstawiono wykresy momentu obrotowego i mocy w funkcji obrotów wału korbowego silników DC9 i DC13.

Pełny tekst wraz z rysunkami i wykresami opublikowano w numerze 6/2007 miesięcznika „Truck Serwis – technika i warsztat”

Ryszard Polit

Komentarze

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treść komentarzy, które są wyłącznie prywatną opinią ich autorów. Jeśli uważasz, że któryś z kometarzy jest obraźliwy, zgłoś to pod adres redakcja@motofocus.pl.

31.174.198.*, 19 listopada 2011, 23:29 0 0

Gazeeejjjj

Odpowiedz

31.174.198.*, 19 listopada 2011, 23:30 0 0

Jak scania zrobi to nie ma ch.,,,, !

Odpowiedz