Filmy

Sprinter Euro 5 już na rynku



Firma Daimler AG, jako pierwszy na świecie producent, wprowadziła seryjnie filtr cząstek stałych do wszystkich silników wysokoprężnych. Zgodnie z założeniami polityki dbałości o środowisko, ujętej w programie Tworzymy transport przyszłości (Shaping future Transportation), Daimler przedstawia teraz nowy OM 651 - pierwszy silnik Diesla w samochodach dostawczych, spełniający wymagania normy emisji spalin Euro 5.

Za sprawą wysokiego wskaźnika sprawności oraz ponadprzeciętnej wydajności silnika Mercedes-Benz Sprinter z układem recyrkulacji spalin spełnia wymogi zarówno normy Euro 5, jak i EEV. W związku z tym można zrezygnować ze stosowanej w pojazdach ciężarowych technologii SCR, wykorzystującej dodatkowy materiał eksploatacyjny - AdBlue. W segmencie samochodów dostawczych przynosi to wiele korzyści: duże floty ciężkich pojazdów dysponują z reguły własnymi stacjami paliw z dystrybutorami płynu AdBlue, których na ogół nie ma na przydrożnych stacjach benzynowych. Również profil eksploatacji różni się znacznie: samochody dostawcze mają mniejszy zasięg w porównaniu z pojazdami ciężarowymi i autobusami, co wymaga częstszego tankowania, również na obszarach, gdzie nie ma dystrybucji AdBlue. Ponadto wzrost masy własnej powodowany komponentami technologii SCR, czyli zmniejszenie ładowności jest w przypadku samochodu dostawczego klasy 3,5 t szczególnie odczuwalne.

Zaawansowana recyrkulacja
Podstawą walorów ekologicznych silników wysokoprężnych nowej generacji jest niski poziom zanieczyszczeń w surowych spalinach emitowanych przez silnik. Przyczynia się do tego, oprócz zoptymalizowanego procesu spalania, między innymi również zwiększony wskaźnik recyrkulacji spalin. Układ recyrkulacji spalin (AGR) w nowych silnikach jest chłodzony płynem. W zależności od potrzeb chłodzenie może być dwustopniowe: recyrkulowane spaliny są z zasady wstępnie schładzane; dodatkowe chłodzenie realizowane przez główną chłodnicę następuje w zależności od parametrów pracy układu, wzgl. od temperatury.
W zimnym silniku recyrkulacja spalin następuje początkowo bez chłodzenia. Na skutek tego temperatura spalin szybciej wzrasta, co powoduje szybsze uruchomienie katalizatora oksydacyjnego. W ten sposób dochodzi do kolejnego obniżenia stężenia szkodliwych związków w spalinach. Korzystne efekty uboczne: silnik szybciej rozgrzewa się do temperatury pracy, co ogranicza jego zużywanie się i obniża zużycie paliwa; ponadto układ ogrzewania jest w stanie szybciej ogrzać wnętrze pojazdu.

Również godne uwagi: w odróżnieniu od wielu innych jednostek napędowych nowy silnik osiąga wysoki wskaźnik recyrkulacji spalin również po pełnym wciśnięciu pedału gazu. W pełni uzasadnione jest więc stwierdzenie, że Mercedes-benz Sprinter jest ekologicznym samochodem we wszystkich warunkach eksploatacyjnych. Nowy zawór AGR zapewnia przy tym precyzyjniejszą, w porównaniu z poprzednią wersją, regulację funkcji recyrkulacji spalin. Ponadto udało się w dalszym stopniu ograniczyć straty wynikające z przepływu. I oczywiście wszystkie nowe silniki są seryjnie wyposażone w filtr cząstek stałych.

Inżynierowie działu rozwoju na nowo zaprojektowali również dodatkowe zespoły, nie pomijając kwestii ograniczania zużycia paliwa. Na przykład jako pompę olejową zastosowano pompę łopatkową z elektrycznym obwodem sterującym – nowość w silnikach wysokoprężnych. Pompa samoczynnie reguluje wydajność tłoczenia, adaptując przepływ do zmieniających się warunków. Efektem jest zmniejszenie mocy koniecznej do jej napędzania i tym samym odczuwalna redukcja zużycia paliwa. Pompa olejowa jest całkowicie zintegrowana w skrzyni korbowej. Tłoki są chłodzone od spodu poprzez dysze natrysku oleju, przy czym ich włączanie, również ze względu na ograniczenie zużycia paliwa, następuje tylko w razie potrzeby.
Także alternator i pompa wodna – co jest pierwszym tego rodzaju rozwiązaniem w silnikach wysokoprężnych – są włączane tylko w razie potrzeby. To rozwiązanie przyczynia się do zmniejszenia zużycia paliwa.



Duża trwałość
Silniki w samochodach dostawczych podlegają zróżnicowanym, jednak niemal zawsze dużym obciążeniom eksploatacyjnym. Jazda na krótkich dystansach z dużą liczbą rozruchów silnika przy realizacji usług kurierskich w miastach; małe przebiegi i liczne rozruchy zimnego silnika, powiązane z dużym obciążeniem ładunkiem w rzemiośle i usługach; duże przebiegi, w przypadku transportu dalekobieżnego niekiedy znacznie przekraczające 200 000 km rocznie - to tylko mały wycinek szerokiego spektrum możliwych obciążeń.
Już poprzednie modele silników Sprintera charakteryzowały się bardzo wysoką niezawodnością. W nowej generacji odporność na obciążenia jest jeszcze większa. Szczególną uwagę zwrócono na typowe zespoły obciążeń, występujące podczas użytkowania w pojazdach dostawczych. Nowa generacja silników osiąga wskaźnik B10 wynoszący 350 000 km. Formułując to nieco inaczej: co najmniej 90 procent silników osiąga wyższy przebieg bez naprawy głównej. W sposób jednoznaczny potwierdziły to wyniki testów, prowadzonych nie tylko na stanowiskach kontrolnych, ale również w ramach intensywnych długoterminowych badań silników w pojazdach, realizowanych w ekstremalnych warunkach.

Oprócz szeroko zakrojonych prób stanowiskowych nowa generacja silników OM 651 do Sprintera przed seryjnym wprowadzeniem pokonała ponad pięć milionów kilometrów w testach długofalowych. Przebieg ten dzieli się na pojazdy testowe, pojazdy seryjne oraz pojazdy przekazywane klientom i eksploatowane w rzeczywistych warunkach. Należy zaznaczyć, że jedna trzecia przebiegów testowych została zrealizowana przez pojazdy klientów, wykorzystujących samochody w warunkach normalnej pracy, natomiast pojazdy testowe pokonywały wiele etapów badawczych w zaostrzonych warunkach. Po uwzględnieniu tego współczynnika można przyjąć, że łączny przebieg w testach długofalowych wyniósł aż 11,5 milionów kilometrów.
Testy obejmowały pełny zakres, od użytkowania przez klientów w rzeczywistych warunkach po badania na terenach doświadczalnych w warunkach utrudnionych i bardzo utrudnionych, z zachowaniem zasady po jednej trzeciej. Ponadto pojazdy testowe badano w trakcie jazdy na długich dystansach z całkowicie otwartą przepustnicą, czyli w zakresie prędkości maksymalnej. Kolejną metodą badawczą były jazdy testowe z małym ładunkiem, symulujące dystrybucję towarów w warunkach miejskich. Nowe silniki sprawdziły się również w ekstremalnych warunkach klimatycznych: z jednej strony jazdy przy temperaturze minus 30 stopni Celsjusza w Finlandii, z drugiej przy plus 42 stopniach na południowoafrykańskiej pustyni.

Od czterech do sześciu
W Sprinterach oferowane będą 4-cylindrowe silniki wysokoprężne OM 651, oraz dogłębnie zmodyfikowane 6-cylindrowe silniki widlaste V6 - OM 642. Nowy 4-cylindrowy OM 651, montowany w modelach Mercedes-Benz Sprinter, jest dostępny w trzech klasach mocy:
- 210 CDI/310 CDI/510 CDI: moc 70 kW (95 KM) przy 3800/min, maks. moment obrotowy 250 Nm przy 1400-2500/min;
- 213 CDI/313 CDI/413 CDI/513 CDI: moc 95 kW (129 KM) przy 3800/min, maks. moment obrotowy 305 Nm przy 1200-2400/min;
- 216 CDI/316 CDI/416 CDI/516 CDI: moc 120 kW (163 KM) przy 3800/min, maks. moment obrotowy 360 Nm przy 1400-2400/min.

Sześciocylindrowy silnik widlasty V6 OM 642 został unowocześniony, bez zmiany całkowitej pojemności skokowej, wynoszącej 2987 cm³. Jedyny silnik sześciocylindrowy w samochodach dostawczych również spełnia wymogi normy emisji spalin Euro 5. Oprócz zwiększonej mocy, warto zwrócić uwagę na dziesięcioprocentowy wzrost maksymalnego momentu obrotowego. Silnik ten jest dostępny jako najmocniejsza wersja silnikowa Sprintera w klasie mocy:
- 219 CDI/319 CDI/419 CDI/519 CDI: moc 140 kW (190 KM) przy 3800/min, maks. moment obrotowy 440 Nm przy 1400-2400/min.



Czterocylindrowy silnik wysokoprężny OM 651 jest całkowicie nową konstrukcją. Z poprzednim silnikiem łączy go w zasadzie tylko rząd wielkości: pojemność skokowa 2,15 litra (precyzyjnie: 2143 cm3, poprzednik 2149 cm3). Jednak za pojemnością skrywa się całkowicie odmienna geometria. Do tej pory średnica cylindra w stosunku do suwu były w przybliżeniu proporcjonalne, natomiast nowa jednostka napędowa została skonstruowana jako długosuwowa - przy średnicy cylindra 83 mm suw tłoka wynosi 99 mm. Umożliwiło to osiągnięcie wysokiego ciśnienia zapłonu, wynoszącego 200 barów i wiążącego się z tym wzrostu momentu obrotowego – czyli większej siły pociągowej. Współczynnik sprężania zmniejszono z 17,5:1 na 16,2:1. Ważną zaletą jest między innymi stabilniejsza praca na biegu jałowym, również zimnego silnika, pomimo długosuwowej konstrukcji.
Podstawą jednostki napędowej jest wytrzymały blok z żeliwa szarego. Śruby głowicy cylindrów są głęboko osadzone. Takie rozwiązanie zmniejsza tarcie i umożliwia mniejsze odchylenia cylindryczności gładzi cylindrów, które są jeszcze precyzyjniej dogładzane – co również przyczynia się do zmniejszenia tarcia. Tłoki są wykonane z aluminium. Ze względu na długosuwową geometrię zastosowano tłoki z wgłębieniami w kształcie litery omega. Szerokie i płaskie wgłębienia są zharmonizowane z długimi odcinkami swobodnych strumieni wtrysku, właściwych dla konstrukcji długosuwowej. Zoptymalizowany proces spalania w silniku znacznie ogranicza ilość zanieczyszczeń w surowych spalinach. Dwa zamontowane u góry wałki rozrządu poprzez dźwigienki rolkowe z hydraulicznym mechanizmem kompensacji luzu zaworowego sterują łącznie 16 zaworami ssącymi i wydechowymi. Napęd wałków rozrządu następuje poprzez kombinację kół zębatych z krótkim łańcuchem rozrządu typu Duplex. Wymagające dużych nakładów dopracowanie szczegółów umożliwiło zredukowanie stosunkowo głośnych hałasów, które zazwyczaj towarzyszą napędowi na koła zębate.
Czynnikiem wpływającym na trwałość jest między innymi zoptymalizowane chłodzenie z dwoma płaszczami wodnymi. Zapewnia to ukierunkowane i efektywne chłodzenie również w miejscach oddziaływania najsilniejszego promieniowania termicznego. Wtrysk paliwa dokonuje się, tak jak do tej pory, poprzez system ze wspólnym kolektorem rozprowadzającym - Common-Rail. Taka konstrukcja zapewnia zarówno bardzo precyzyjne i odpowiednio ekonomiczne dawkowanie paliwa do każdego cylindra osobno, jak i wyższą kulturę pracy silnika. W silnikach nowej generacji udało się zwiększyć maksymalne ciśnienie wtrysku do imponującej wartości 1800 barów.
Zmodernizowane wtryskiwacze elektromagnetyczne czwartej generacji z ulepszonymi możliwościami regulacji i siedmiootworowymi dyszami wtryskowymi realizują do czterech wtrysków w każdym cyklu spalania: po maksymalnie dwu wtryskach wstępnych następuje wtrysk główny i w razie potrzeby wtrysk uzupełniający. Powoduje to między innymi łagodniejszy wzrost ciśnienia i przez to spokojną i stabilną pracę silnika. Nowe wtryskiwacze działają bez wycieków i nadmiaru paliwa, toteż przewód odprowadzający nadmiary paliwa nie jest już potrzebny. Do niezawodności i trwałości przyczynia się ponadto napęd wałków rozrządu, będący kombinacją kół zębatych z krótkim łańcuchem.

Wszystkie wersje nowego silnika Mercedesa w pełni spełniają wymogi normy emisji spalin Euro 5. Norma ta od jesieni 2009 r. będzie obowiązywać wszystkie pojazdy użytkowe o dopuszczalnej masie całkowitej powyżej 3,5 t, a od roku 2011 pojazdy użytkowe w niższych kategoriach masy.




(MB)
materiały: Daimler AG

Ostatnie artykuły