Nová generace motorů – Další krok vpřed

Nová generace motorů V8 společnosti Scania přináší řadu vylepšení, která znamenají významný pokrok z hlediska přínosu zákazníkům. Výrazně vyšší úspora paliva, snížení celkové hmotnosti, nižší náklady na údržbu a opravy i vyšší celková provozuschopnost.

Za významným vývojovým krokem stojí další dolaďování modulární platformy šestnáctilitrového motoru společnosti Scania spolu se sofistikovaným využitím vyspělých chytrých technologií. Snížení spotřeby vznětového motoru Scania V8 o 7 % až 10 % je znamenité.

Zcela nové

Nová generace motorů vychází ze stejného motorového bloku a stejné základní konfigurace jako její předchůdce, ale tím veškerá podobnost končí. Nejvýznamnější změna spočívá v tom, že sběrná potrubí výfukových plynů nyní vedou samostatně až k turbodmychadlu, do jehož turbínové části tak spaliny přicházejí ze dvou směrů, přímo z příslušných řad válců. Systém vešel ve známost pod označením Rotated Twin Scroll FGT (turbodmychadlo s dvojitým šnekovým potrubním rozvodem). Všechny tři motory (verze s výkonem 730 k je výjimkou) používají pro následnou úpravu výfukových plynů výhradně selektivní katalytickou redukci (SCR), což znamená, že motory V8 jsou nyní vybaveny turbodmychadlem s fixní geometrií, které je robustnější a lehčí než turbodmychadlo s geometrií proměnlivou. Turbodmychadlo je nyní osazeno přímo na bloku motoru, mezi řadami válců, a tato poloha mu poskytuje stabilní provozní prostředí, ve kterém je chráněno před vibracemi.

Přímější sání a vyšší tlak

Zásadní změny byly provedeny také na sání a vstřikování. Přívod vzduchu je nyní přímější a konstrukční řešení systému rozvodu paliva využívá tzv. verzi jednoho zásobníku s jednodušším plněním prostřednictvím centrálního vysokotlakého potrubí a s delším systémem rozvodového potrubí, který rovněž umožňuje lepší přístup při opravách a údržbě. Maximální vnitřní tlak v systému rozvodu paliva je nyní v důsledku použití technologie SCR pro následnou úpravu spalin nižší než 1800 barů. Nově vyvinutý vstřikovací systém, ve spolupráci s vysokotlakým čerpadlem XPI s pouhými dvěma písty, dopraví palivo do válců, aby se tam dočkalo vysoké komprese a maximálního tlaku až 2100 barů; obě tyto okolnosti jsou důležitým předpokladem omezení spotřeby paliva.

Nižší vnitřní tření

Hlava válců, písty, dříky pístů, kliková skříň, kliková hřídel a systém ložisek byly přepracovány tak, aby lépe těsnily a snižovaly tření. Tyto změny společnost Scania provedla v kontextu modulárního systému válcových jednotek, což znamená, že většina součástí je sdílena s ostatními motorovými platformami této společnosti. „Vylepšení v nové generaci V8 se týkají všeho – od nových komponent, jakou je například turbodmychadlo, po optimalizaci takových záležitostí, jako je výběr materiálů pro pouzdra ložisek a další drobné úpravy,“ říká Roger Olsson, vrchní inženýr vývoje motorů Scania V8. „Implementací chytřejších řešení a lepším prostorovým uspořádáním jsme dosáhli celkového vylepšení a vyšší vytříbenosti, takže výsledek předčil dokonce i naše původně vytčené cíle. Vše je postaveno na dobře harmonizované souhře mezi hardwarem a softwarem a na lepší kalibraci. A mezi všemi těmito promyšlenými změnami nemohu také nezmínit skutečnost, že se díky nové konstrukci sběrného potrubí výfukových plynů vrací klasický zvuk motoru V8. Není hlasitější, ale je … no, je … zkrátka tak akorát.“

Vyspělý systém řízení vzduchu 

U velkých motorů s relativně nízkým výkonem mohou nastávat problémy s následnou úpravou spalin, neboť motor nasává příliš mnoho vzduchu v poměru k vytvářenému odpadnímu teplu. Inženýři společnosti Scania tento problém v případě motoru o výkonu 520 k vyřešili jednoduchým a elegantním způsobem za použití technologie, kterou v padesátých letech dvacátého století vynalezl americký inženýr Ralph Miller. Použití zvláštního profilu vačkové hřídele umožňuje, aby sací ventily zůstaly i během kompresní fáze chvíli pootevřeny, takže motor v konečném důsledku nasává méně vzduchu. To znamená, že dokáže udržovat vyšší provozní teplotu, což podporuje funkci systému SCR. Toto řešení, které umožnilo vznik motoru postaveného na využití Millerova cyklu, je výbornou ukázkou toho, že společnost Scania dokáže nabízet jednoduchá řešení, která zvyšují spotřebitelskou hodnotu jejích výrobků, aniž by zároveň zvyšovala náklady. „Z mechanického hlediska jde o relativně jednoduché řešení, s jehož pomocí docilujeme stejného efektu, jako kdybychom skutečný zdvihový objem motoru zmenšili přibližně o jeden litr,“ říká Olsson.

Millerův cyklus dokáže zázraky jak v oblasti následné úpravy spalin, tak v oblasti snižování spotřeby paliva. Jeho jedinou nevýhodou tak zůstává, že při studeném startu dochází k marginálnímu zpomalování nárůstu točivého momentu. V reálném provozu je ale těžké tento rozdíl postřehnout a je zkrátka ohromující, jak dokonale se tento motor osvědčuje v dálkové nákladní dopravě na vozidlech hmotnostní kategorie nad 30 t, kde o hmotnost tolik nejde. Pokud provozujete velmi hmotnou soupravu, pokud je krajina kopcovitá, nebo pokud je průměrná rychlost vysoká, pak je nový motor s výkonem 520 k spořicím prasátkem a generátorem výkonu zároveň.

Účinná úprava spalin

Všechny čtyři varianty motorů V8 byly navrženy pro emisní normu Euro VI a používají kompaktní, plně integrovaný tlumič výfuku, který se o následnou úpravu spalin stará. Jeho součástí je oxidační katalyzátor, směšovací komora pro aditiva AdBlue, dva filtry pevných částic s krátkým filtrováním a asymetrickými stěnami umožňujícími omezení zpětného tlaku, tři paralelní katalyzátory SCR a tři amoniakové katalyzátory. Navzdory tomu má celá jednotka šířku pouhých 900 mm a nezabírá v podvozku cenný prostor takovým komponentům, jakými jsou např. nádrže. „Použití technologie SCR pro následnou úpravu spalin nám poskytuje řadu výhod,“ říká Olsson. Jedním očividným rozdílem je skutečnost, že takové řešení si vystačí s ještě menším počtem komponent, které jsou navíc lehčí. Díky tomu je pak jednodušší optimalizovat činnost motoru na nejnižší možnou spotřebu paliva, neboť je zde méně parametrů a komponentů, které je třeba řešit. A přechod od dřívější variabilní geometrie turbodmychadla ke stávající fixní geometrii umožňuje díky omezení ztrát vznikajících při výměně plynů vyšší provozní efektivitu. 

Převzato z časopisu

Fotogalerie