DAF Trucks prezentuje nową generację silników, która ma sprostać rygorystycznym normom Euro 6, które zaczną obowiązywać od 1 stycznia 2014 r. Jednostkę Paccar MX-13 Euro 6 stworzono z wykorzystaniem technologii common rail, wyposażono ją w turbosprężarkę ze zmienną geometrią łopatek oraz inne elementy, podnoszące jej wydajność.

W porównaniu z obecnie obowiązującą normą emisji spalin Euro 5, Norma Euro 6 narzuca zmniejszenie emisji tlenków azotu (NOx) o 77 proc. (w porównaniu z Euro 5), a emisji sadzy – o 66 proc., czyli obniżenie ilości wydzielanych tlenków azotu do 0,46 g/kWh, a cząstek sadzy do 0,01 g/kWh. Dodatkowo, silniki Euro 6 muszą działać zgodnie z tymi standardami przez co najmniej siedem lat lub 700 000 km, niezależnie od warunków eksploatacji. W przyszłości mają być prowadzone losowe kontrole, mające na celu zapewnienie zgodności pojazdów z wymogami. By sprostać tym wymaganiom, dla silnika MX-13 został opracowany układ recyrkulacji gazów spalinowych połączony z technologią SCR i aktywnym filtrem cząstek stałych.
– „Silnik Paccar MX-13 zapewnia wyjątkową czystość spalin” – mówi Ron Borsboom, członek zarządu firmy DAF Trucks N.V. odpowiedzialny za rozwój produktów – „Zadaliśmy sobie także wiele trudu, by uzyskać najniższy w branży poziom zużycia paliwa, zagwarantować niezawodność działania i zmniejszyć negatywny wpływ na środowisko naturalne” – dodał.

Doświadczenia zza Oceanu

Co czwarty Kenworth i Peterbilt sprzedany w USA od lata 2010 roku, jest wyposażony w 6-cylindrowy silnik Paccar MX o pojemności 12,9 l, spełniający wymagania amerykańskiej normy EPA10.
– „Silnik ten jest zgodny z przepisami obowiązującymi w Ameryce Północnej, wprowadzającymi ograniczenia poziomu emisji zanieczyszczeń podobne do tych, których wymaga norma Euro 6” – wyjaśnił Ron Borsboom – „Zdobyliśmy już spore doświadczenie w zakresie takich technologii jak układ recyrkulacji gazów spalinowych (EGR), turbosprężarka ze zmienną geometrią czy aktywny filtr cząstek stałych, które teraz wykorzystujemy do konstrukcji silników Euro 6. Szczegółowo opracowaliśmy te rozwiązania i skupiliśmy się przede wszystkim na jak ich najlepszym zastosowaniu w europejskich silnikach. Dobrym przykładem jest umiejscowienie chłodnicy układu EGR nieco wyżej, co pozwala na umieszczenie turbosprężarki bliżej bloku i zmniejsza całkowite wymiary silnika. To istotny czynnik wpływający na sposób montowania silnika w naszych europejskich pojazdach, gdzie kabina umieszczona jest nad silnikiem. Umożliwia zastosowanie konstrukcji kabiny z niską podłogą, ułatwiając tym samym wsiadanie i zwiększając przestrzeń.” – przekonywał Borsboom.

Konstruktorzy zmienili strukturę bloku MX-13 na sztywniejszą, wykonaną z żeliwa grafitowego.
– „Oprócz tego zintegrowano jak najwięcej funkcji, by móc zagwarantować trwałość i niezawodność. Przykładowo, przewody wbudowano w blok i głowicę cylindrów, a dwa zespoły pomp wytwarzające ciśnienie w układzie wtrysku common rail maj korpus zintegrowany z blokiem silnika. Oznacza to, że może je uruchamiać ten sam wał rozrządu, który steruje zaworami. Paliwo z przewodu centralnego jest dozowane za pomocą specjalnych regulatorów, zapewniających optymalną wydajność dzięki sprężaniu dokładnie takiej ilości mieszanki paliwa, jaka jest rzeczywiście potrzebna. Minimalizuje to straty hydrauliczne” – wyjaśniał Borsboom.

Układ wtrysku common rail zastosowany w silnikach Paccar MX-13 Euro 6 umożliwia stosowanie ciśnienia wtrysku sięgającego 2500 bar, wtrysku wstępnego i wtórnego lub ich połączenia.
– „Niezwykle zaawansowane oprogramowanie silnika oraz nowe czujniki i siłowniki odgrywają pod tym względem równie istotną rolę, ponieważ działają jeszcze szybciej i dokładniej, dzięki czemu zapewniają wtrysk optymalnej mieszanki powietrza, gazów spalinowych i paliwa. Jest to także kluczowa kwestia dla osiągnięcia maksymalnej wydajności i niskiego poziomu emisji zanieczyszczeń” – powiedział Borsboom.

Turbosprężarka VTG

Zastosowanie turbosprężarki ze zmienną geometrią (VTG) pozwala jej na pracę w optymalnym ustawieniu, niezależnie od prędkości obrotowej. „Wykorzystanie turbosprężarki ze zmienną geometrią było również konieczne do zoptymalizowania recyrkulacji gazów spalinowych, zwłaszcza przy niskich prędkościach obrotowych silnika” – tłumaczył Borsboom – „Ta technologia pozwala nam na staranne dostosowanie ilości gazów spalinowych kierowanych z powrotem do silnika, co również pomaga zmniejszyć zużycie paliwa. Zastosowanie nowoczesnej turbosprężarki ma też pozytywny wpływ na działanie hamulca silnikowego MX, który nawet przy niskich prędkościach (1500 obr./min) sięga poziomu ponad 75 proc. jego całkowitej mocy 325 kW” – dodał.

Katalizator SCR i aktywny filtr cząstek stałych

Do spełnienia norm Euro 6 konieczne było zastosowanie różnych technologii oczyszczania gazów spalinowych, jak katalizator SCR i aktywny filtr cząstek stałych.
– „Punktem wyjścia jest zapewnienie jak największej pasywnej regeneracji dzięki wytworzeniu ku temu dogodnych warunków. Dlatego kolektor wydechowy oraz najważniejsze elementy układu wydechowego zostały zamknięte w obudowie. Jeśli mimo to temperatura gazów spalinowych będzie zbyt niska, silnik zostanie przełączony do trybu aktywnej regeneracji. W tym celu za turbosprężarką, a przed filtrem cząstek stałych umieszczono siódmy wtryskiwacz. Wtryskuje on paliwo do katalizatora oksydacyjnego w układzie wydechowym, aby wytworzyć odpowiednią ilość ciepła. Zwiększono także wytrzymałość katalizatora SCR na temperatury. Dzięki nowatorskiej powłoce może on osiągać maksymalną skuteczność w różnych zakresach temperatur, co przekłada się na optymalną wydajność pracy silnika. Możemy być pewni, że gazy spalinowe kierowane do katalizatora SCR mają odpowiednią temperaturę” – mówi Borsboom.

Optymalizacja

Pojedynczy pasek wieloklinowy i wentylator zamontowany bezpośrednio na wale korbowym bez zastosowania przekazania napędu, zastosowane w nowym silniku DAF, obniżają koszty obsługi i gwarantują niezawodność, przy jednoczesnej redukcji masy pojazdu i zużycia paliwa.

Bardziej pojemna miska olejowa umożliwia wydłużenie okresów międzyobsługowych silników Euro 6 do 150 000 km. Wykonanie miski z materiałów kompozytowych zmniejszyło jej ciężar i tłumi hałas. By ułatwić konserwację, filtr paliwa i separator wody połączono w jeden moduł, zamontowany bezpośrednio na silniku, a chłodnica oleju – połączona z filtrem oleju – jest wykonana z trwalszej stali nierdzewnej.

Od 2013

Produkcja nowego silnika Paccar ruszy na początku 2013 roku: z linii będą schodzić silniki o mocy 410 KM, 460 KM i 510 KM.
– „Oczywiście, zastosowanie nowych technologii Euro 6 nie pozostanie bez wpływu na konstrukcję naszych pojazdów” – zapowiada Borsboom. „Zaprezentujemy je na wrześniowej wystawie IAA w Hanowerze. Możecie być pewni, że rozwiązania prezentowane przez firmę DAF będą naprawdę interesujące!” – dodał.