SCANIA. Дизельные двигатели, отвечающие требованиям Евро-5

Грузовики, поступающие на европейский рынок, с 2006 г. снабжают унифицированными дизельными двигателями нового семейства, удовлетворяющими нормам токсичности Евро-4 и Евро-5. Рядные 9- и 12-литровые двигатели и 16-литровый V-образный имеют насос-форсунки высокого давления, систему турбонаддува, индивидуальные головки цилиндров с верхними распредвалами и четырьмя клапанами на цилиндр. Дизель V8 оснащен системой турбокомпаунда с дополнительной турбиной, передающей мощность на коленчатый вал через редуктор и гидромуфту.

До 2007 г. на большинстве выпускаемых дизелей Scania, удовлетворяющих нормам Евро-4, была применена технология с использованием системы рециркуляции отработавших газов EGR. На трех дизелях, для соответствия их нормам Евро-5, использовалась технология SCR с применением впрыска в систему выпуска раствора мочевины AdBlue. По словам специалистов фирмы, последнее было вынужденным решением, от которого они откажутся, как только появится что-либо лучшее. Это лучшее появилось в конце 2007 г. на автосалоне в Амстердаме: соответствие нормам Евро-5 достигнуто без применения впрыска AdBlue. Пятилетняя исследовательская работа закончилась внедрением в производство 5и 6-цилиндровых рядных дизелей с серьезными конструктивными изменениями. К этим моторам скоро присоединится и обновленный 8-цилиндровый V-образный дизель. В связи с тем, что требования Евро-5 с октября 2009 г. становятся обязательными для стран Евросоюза, начало производства новых моторов имеет особую актуальность.

Семейство обновленных дизелей в 2008 г. включает три версии 5-цилиндрового двигателя объемом 9,3 л, мощностью 230, 280 и 320 л. с., с размерностью цилиндра 130х140 мм, один 5-цилиндровый 8,9-литровый 270-сильный дизель с размерностью цилиндра 127х140 мм, работающий на эталоне, и четыре исполнения 6-цилиндрового дизеля объемом 12,7 л, развивающих мощность 360, 400, 440 и 490 л. с., с размерностью цилиндра 130х160 мм. По топливной экономичности эти моторы не уступают двигателям, отвечающим нормам Евро-4, а высокое значение максимального крутящего момента на низких оборотах открывает возможность дополнительной экономии топлива в случае установки задних мостов с меньшими передаточными числами главной передачи. Пик максимального крутящего момента достигается уже при 1 000 об/мин коленчатого вала и удерживается до 1 300–1 350 об/мин.

Интервалы между заменой масла на двигателях «новой платформы» также существенно увеличены. Они составляют: 120 тыс. км пробега при полной массе грузовика 36 т и 90 тыс. км при полной массе 45 т. Scania стала первым в мире производителем, снабжающим свои грузовики адаптивным зарядным устройством, которое регулирует напряжение зарядки генератора в соответствии с температурой аккумуляторной батареи (в результате происходит ускоренная зарядка холодной аккумуляторной батареи). Два 9-литровых дизеля мощностью 220 и 280 л. с. из нового семейства оснащаются не требующими техобслуживания сажевыми фильтрами. Остальные моторы соответствуют нормам Евро-5 без применения дополнительных сажевых фильтров.

Блоки новых дизелей усилены. 6-цилиндровые моторы получили усиление картера с помощью интегрированного в него лестничного элемента для снижения уровня вибраций и шума, а в 5-цилиндровых моторах эта функция возложена на балансирные валы.

Новая система впрыска топлива с общей топливной магистралью Scania XPi была разработана совместно с фирмой Cummins. Высокое рабочее давление впрыска, изменяемое электроникой в диапазоне от 500 до 2 400 бар, гарантирует четкое управление подачей топлива в зависимости от характера протекания рабочего процесса. Полностью электронное управление системой позволило отказаться от размещения на распредвалах кулачков для приведения в действие топливных инжекторов. Отсутствуют также толкатели и рычаги коромысел.

Система Scania XPi позволяет применить многоступенчатый впрыск, когда при предварительном впрыске небольшое количество топлива поступает в цилиндры незадолго до основной подачи с целью снижения шума. За подачей основной порции заряда следует еще одна подача небольшой порции топлива — благодаря этому существенно снижается токсичный выброс твердых частиц и оксидов азота.

Модернизация системы EGR заключается в применении двухступенчатого охлаждения рециркулирующих газов. Смешивание охлажденных отработавших газов с впускаемым воздухом снижает содержание в нем кислорода, а это обстоятельство является главным с точки зрения уменьшения температуры сгорания, напрямую влияющей на количество выделяемых оксидов азота во время процесса сгорания.

На новых дизелях с EGR устанавливают эффективный жидкостный охладитель, проходя через который рециркулируемые отработавшие газы подаются либо во впускной трубопровод, либо — на более мощных 6-цилиндровых дизелях — во вторую ступень охлаждения. На этом этапе в процесс включается охлаждаемый воздухом радиатор, установленный наряду с охладителем наддуваемого воздуха. Перепускной клапан EGR регулирует поток воздуха через второй охладитель. Объем отработавших газов, подаваемых во впускной трубопровод, регулируется электроникой как через клапан EGR, так и путем изменения геометрии турбонагнетателя Scania VGT. Для этой цели VGT снабжен скользящим кольцом сопла турбины, управляемым электроприводом. Поток поступаемого во впускной трубопровод воздуха оптимизируется во всем диапазоне частоты вращения коленчатого вала. Это означает, что VGT можно использовать для улучшения реакции двигателя и роста крутящего момента на низких и средних оборотах. VGT также оптимизирует работу системы управления автоматизированной коробки передач Opticruise.