Euro 6 Pierwszy mercedes euro 6
Do lamusa historii odchodzą czasy, kiedy wprowadzany na rynek model ciężarówki miał przed sobą co najmniej spokojną dekadę pracowitego żywota. Producenci pojazdów ciężarowych zostali zmuszeni przez szybko zaostrzane przepisy ekologiczne do coraz szybszej wymiany modeli. Raptem dwa lata temu na drogi wyjechał mocno zmodernizowany Mercedes Actros, a tu już mamy zapowiedź nowego Actrosa – i to nie byle jaką. W połowie marca koncern ze Stuttgartu zaprezentował jego silnik. To zupełnie nowa jednostka spełniająca przyszłą normę czystości spalin – Euro 6. Mercedes-Benz dokonał tego jako pierwszy z wielkich producentów.
Niesamowicie dokładne formy
z traconym rdzeniem powstają z pozbawionego kurzu piasku formierskiego o średnicy ziaren zaledwie 0,35 mm.
Blok silnika to odlew z nowoczesnego żeliwa
perlitycznego z grafitem wermikularnym.
Z tego samego materiału zbudowana jest głowica silnika.
Ten nowy silnik, a właściwie ich rodzina, kryjąca się pod kryptonimem OM 47X, będzie występować pod handlową nazwą „Blue Efficiency Power”. Jest znakiem wejścia w zupełnie nową epokę rozwoju silników do aut użytkowych koncernu Daimler, bo chociaż powstawał specjalnie z myślą o spełnianiu europejskich norm ekologicznych określanych jako Euro 6, to są one „kompatybilne” z regulacjami północnoamerykańskimi (EPA 10) i japońskimi (JP 09). Projekt rozporządzenia w sprawie normy Euro 6, który przyjął Parlament Europejski, przewiduje wprowadzenie zharmonizowanych przepisów technicznych dla pojazdów ciężarowych o ładowności ponad 2610 kg. Ostrzejsze normy szkodliwych emisji tlenku węgla, tlenków azotu i cząstek stałych mają od 31 grudnia 2013 roku zastąpić obowiązujące wartości graniczne normy Euro 4 oraz Euro 5. Nowe limity emisji będą obowiązywać począwszy od 1 stycznia 2014 roku, czyli 9 miesięcy wcześniej niż proponowała Komisja Europejska. Parlament poparł zaproponowane przez Komisję Europejską niższe limity emisji szkodliwych substancji. Dopuszczalna wartość emisji tlenków azotu została określona na poziomie 400 mg/kWh, a więc o 80% niższym niż w normie Euro 5. Limity emisji cząstek stałych zostaną zmniejszone o 66% w porównaniu do Euro 5 i wyniosą 10 mg/kWh. Państwa członkowskie mogą wspierać wcześniejsze wprowadzanie ekologicznych pojazdów poprzez zachęty finansowe.
Światowa platforma
Prace nad silnikami „Blue Efficiency Power” Mercedes-Benz prowadził od pięciu lat. Wyposażono je m.in. w turbosprężarkęo zmiennej geometrii oraz trójstopniowy hamulec wydechowy osiągający maksymalną moc 400 kW. Spełnienie norm emisji spalin Euro 6 było możliwe dzięki połączeniu kilku technologii: systemu selektywnej redukcji katalitycznej tlenków azotu przy pomocy wtrysku do układu wydechowego roztworu mocznikowego AdBlue (SCR), recyrkulacji gazów spalinowych (EGR), zastosowania filtra cząstek stałych, a także nowego systemu wysokociśnieniowego wtrysku paliwa o nazwie X-PULSE, zaopatrzonego w układ zwiększający ciśnienie wtrysku do 2100 barów. Konstrukcja silnika oparta jest o platformę opracowaną w 2007 r. przez należącą do Daimlera firmę Detroit Diesel dla amerykańskich samochodów ciężarowych Freightliner. Jest ona stosowana również w japońskich ciężarówkach Fuso od 2010 r. Silniki tej serii mają po cztery zawory na cylinder, dwa wałki rozrządu w głowicy oraz układ zasilania typu Common Rail. Pierwszym europejskim członkiem nowej rodziny jednostek napędowych jest silnik Mercedes-Benz OM 471 o pojemności 12,8 litra. Jako pierwszy w swojej klasie otrzymał homologację potwierdzającą spełnianie norm emisji spalin Euro 6. Warto dodać, że inni także pracują nad tego rodzaju silnikami, a Scania już w ub. roku, prezentując swój najnowszy V8 informowała o gotowości do przyszłej normy. Gotowy produkt pierwszy pokazał jednak Mercedes. Do zalet OM 471 można zaliczyć szeroką ofertę wariantów mocy i momentu obrotowego: 421 KM (2100 Nm), 449 KM (2200 Nm), 476 KM (2300 Nm) oraz 510 KM (2500 Nm). Mercedes zapewnia, że poza czystością spalin będą się one legitymować niższym spalaniem od silników poprzedniej generacji stosowanych w Actrosach, a także zwiększonymi do 150.000 km interwałami obsługowymi.
Szefowie działu konstrukcji silników Mercedes-Benz w połowie marca z dumą prezentowali swoje dzieło
– OM 471, pierwszy silnik samochodu ciężarowego spełniający normę emisji spalin Euro 6.
Rzędówka
Mercedes zdecydował się tym razem na rzędowy układ sześciu cylindrów. Kompaktowe rozmiary silnika (jego całkowita długość to 1531 mm) oznaczają, że swobodnie zmieści się pod wagonowymi kabinami nowych ciężarówek. Znakomitą siłę ciągu zapewnia długoskokowy charakter pracy – skok tłoka wynosi 156 mm przy średnicy cylindra 132 mm. Skrzynia korbowa ma pionowe wzmocnienia i ożebrowanie podnoszące sztywność. Wpływa to również na ograniczenie emisji hałasów z silnika.
Przy konstruowaniu silnika inżynierowie Mercedesa sięgnęli też po nowoczesne materiały. Skrzynia korbowa, odlana z żeliwa konstrukcyjnego o wysokiej wytrzymałości, jest kluczowym zespołem silnika nowej generacji. W porównaniu z „normalnym” żeliwem szarym, żeliwo perlityczne z grafitem wermikularnym (CGI) jest materiałem o wyższej sztywności i wytrzymałości na zmęczenie. Jego wytrzymałość mieszcząca się w granicach od 300 do 500 N/mm2, plasuje je pomiędzy tradycyjnym żeliwem szarym, a żeliwem sferoidalnym, przy czym materiał ten łączy w sobie zalety obu rodzajów, tj. dobre tłumienie drgań i lejność żeliwa szarego oraz wysoki moduł sprężystości przy jednocześnie wysokiej wytrzymałości zmęczeniowej wykazywanej przez żeliwo sferoidalne. Jednak jego produkcja wymaga szczególnej staranności w procesie odlewniczym. Materiał ten uzyskuje się przez obróbkę cieplną w stanie ciekłym w temperaturze ponad 1400 st. C przez dodanie magnezu na krótko przed wlaniem metalu do form. Wysoką dokładność odlewów bloku silnika uzyskano również dzięki innym nowoczesnym procesom metalurgicznym. Na przykład głowica silnika wykonywana jest jako jeden odlew z żeliwa CGI w formach z rdzeniem traconym. Do budowy form używany jest piasek o średnicy ziaren 0,35 mm z tolerancją do 0,02 mm. Jest to specjalnie preparowany piasek formierski pozbawiony kurzu, który mógłby powodować niedokładności odlewów lub obniżać lepkość masy formierskiej i powodować wady już na etapie formowania i odlewania. Głowica łączona jest z blokiem silnika przy pomocy 14 śrub o wysokiej wytrzymałości. Dla zachowania kompaktowych rozmiarów przestrzeń między cylindrami zmniejszono do minimum. Ukłonem w stronę trwałości są wykonane w całości z jednego kawałka stali tłoki z tylko dwoma pierścieniami. Zadbano też o efektywny układ chłodzenia – płyn chłodniczy ma do przebycia bardzo krótkie drogi, wobec czego szybko i skutecznie odbiera ciepło z cylindrów.
Duży nacisk został położony na zapewnienie jak największej efektywności pracy silnika, dzięki zmniejszeniu strat energii.
Silniki nowej generacji powstają w fabryce Mercedesa
w Mannheim.
W układzie chłodzenia pracują dwie pompy. Jedna z nich pracuje w zamkniętym obiegu i włącza się tylko wtedy, kiedy jest to absolutnie konieczne. W podobny sposób pracuje dwucylindrowa sprężarka powietrza do układu hamulcowego. Dla obniżenia masy silnika wiele elementów osprzętu i osłon wykonano z tworzyw sztucznych.
I pomyśleć, że pierwsza ciężarówka Daimlera
z 1896 roku (na zdjęciu) miała zaledwie dwucylindrowy motorek o pojemności 1006 cm3 i mocy
niespełna 4 KM... Osiągała „zawrotną” prędkość 16 km/h, nie miała ogranicznika prędkości i wielu innych rzeczy, które dzisiaj wydają się niezbędne.
Ciśnienie dla czystości
Priorytetem dla tej jednostki napędowej były jednak zapewnienie czystości spalin na poziomie normy Euro 6 i uzyskanie znakomitych parametrów trakcyjnych. I tu najważniejszym elementem jest sterowany całkowicie elektronicznie układ wtryskowy paliwa typu Common Rail z wtryskiem X-PULSE. Ten układ jest „elastyczny”, tzn. nie pracuje zawsze tak samo. Dotąd spotykane urządzenia Common Rail potrafią wykonywać w jednym cyklu wtrysk przedwstępny, wstępny, zasadniczy i dopalający pod różnymi ciśnieniami. X-PULSE potrafi także zmieniać czas (tempo) wykonywania wtrysków oraz pracuje pod jeszcze wyższym ciśnieniem, dochodzącym nawet do 2100 barów. Możliwe jest nawet inne dozowanie paliwa w każdym z cylindrów! To sprawia, że jest nie tylko bardzo szybki, ale także potrafi rozpylić paliwo na jeszcze mniejsze cząsteczki niż standardowy Common Rail. By tego dokonać OM 471 wyposażony jest także w nowego typu siedmiootworowe wtryskiwacze opracowane specjalnie dla jednostki napędowej Mercedesa, co oznacza, że nie są to te same elementy, co występujące w samochodach oferowanych przez koncern Daimlera na rynkach amerykańskim i japońskim.
Takie rozwiązanie wtrysku paliwa wpływa oczywiście dodatnio zarówno na efektywność spalania mieszanki paliwowo-powietrznej, jak i czystość spalin. Dodatkowe korzyści to bardziej płynna i cicha praca silnika. Jak na współczesny silnik Diesla przystało, nie mogło w nim zabraknąć podnoszącej moc turbosprężarki o zmiennej geometrii, która współpracuje z układem chłodzenia powietrza dolotowego, a napędzana jest przez gazy spalinowe z trzech pierwszych cylindrów. Za szybką reakcję silnika i turbosprężarki na polecenia wydawane prawą nogą kierowcy odpowiada zawór typu wastegate.
Układ wysokociśnieniowego wtrysku
paliwa Common Rail z X-PULSE.
Poza układem X-PULSE, czyli czynnikiem mającym wpływ na „kształtowanie” spalin na poziomie komory spalania, o ich czystość dbają też nowej generacji układ recyrkulacji gazów spalinowych (EGR), system selektywnej redukcji katalitycznej (SCR) przekształcający przy pomocy roztworu mocznikowego szkodliwe cząstki tlenków azotu w spalinach na azot i wodę. Wyłapywaniem sadzy nie dopalonej w EGR zajmuje się filtr cząstek stałych, zaopatrzony w oprogramowanie sterujące jego samooczyszczaniem.zrodlo trucks com pl