Autobusowe silniki DAF MX-11 Euro 6

DAF Trucks wprowadza nową generację silników autobusowych PACCAR MX-11, spełniającą normy emisji spalin Euro 6, które na terenie Unii Europejskiej wejdą w życie 1 stycznia 2014 r. Charakteryzują ją niewielkie rozmiary, niskie zużycie paliwa, niska masa, niski poziom hałasu oraz dobre osiągi i duża wytrzymałość. Nowe jednostki napędowe dla autobusów o pojemności 10,8 litra są dostępne w kilku regulacjach mocy w zakresie od 210 do 320 kW. Ich produkcja ruszy we wrześniu 2013 r. -„Nowy silnik Paccar MX-11 wpisuje się w tendencję do osiągania wyższej wydajności przy mniejszej pojemności skokowej.”–wyjaśnia Ron Borsboom, członek zarządu DAF Trucks odpowiadający z rozwój produktów. -„Nasza nowa, 11-litrowa jednostka posiada idealną pojemność do osiągania mocy w zakresie od 290 do 440 KM przy spełnieniu norm emisji spalin Euro 6 oraz wykorzystaniu najbardziej niezawodnego systemu jednostopniowego turbodoładowania. Jednostka MX-11 została opracowana całkowicie od podstaw. Głównymi celami postawionymi przed konstruktorami były: wysokie osiągi, niska masa i niskie zużycie paliwa, a także maksymalna niezawodność, trwałość i znakomita dostępność. Dzięki wysokim wartościom momentu obrotowego już od niskich obrotów silnika oraz okresach międzyprzeglądowych wynoszących 125 000 km, a także dzięki oszczędności silnika i jego niezawodności, nowa jednostka Paccar MX-11 będzie cieszyła się dużym zainteresowaniem wśród producentów autobusów i autokarów.”

Dwa wałki rozrządu w głowicy

Blok nowego silnika Paccar MX-11 Euro 6 ma całkowicie nową konstrukcję. Jest wykonany z wytrzymałego żelaza grafitowego z pionowym użebrowaniem, którego celem jest wzmocnienie konstrukcji jednostki oraz ograniczenie wytwarzanego hałasu. Wiele rozwiązań wprowadzono z myślą o niezawodności i trwałości nowego silnika. Np. dwie pompy, które wytwarzają ciśnienie dla systemu common-rail zostały wbudowane w blok silnika. Dwa wałki rozrządu zostały zamontowane w głowicy, która posiada po 4 zawory na każdy cylinder oraz zintegrowany kolektor dolotowy, który ma kilka istotnych zalet. „Głowice cylindrów są bardzo mocne, co umożliwia nam stosowania znacznie wyższego ciśnienia, a jednocześnie zapewnia większe rezerwy. Wszystko to wpływa na zwiększenie trwałości, niezawodności, jak również wydajności. Bezpośrednie sterowanie zaworami, w połączeniu ze zoptymalizowaną konstrukcją dróg dolotowych i wylotowych oraz komory spalania mają pozytywny wpływ na zużycie paliwa, minimalizują bowiem straty wewnętrzne. Umieszczone w głowicy wałki rozrządu pomagają także ograniczyć masę silnika. Sam wałek jest wydrążony w środku, ponieważ system wtrysku paliwa (FIE) jest sterowany osobnym wałkiem, co pozwala zaoszczędzić 15 kg masy.”–wyjaśnia Ron Borsboom.

Wtrysk common-rail i turbodoładowanie o zmiennej geometrii

Nowy silnik MX-11 dla autobusów wykorzystuje nowoczesną wersję układu wtryskowego common-rail pozwalającą uzyskiwać ciśnienie wtrysku do 2 500 barów, a także pozwala na stosowanie dodatkowego wtrysku przed lub po wtrysku właściwym, a nawet obu. Powoduje to dokładniejszą atomizację paliwa i daje możliwość dalszej optymalizacji procesu spalania, co z kolei przyczynia się do osiągnięcia najniższej możliwej emisji spalin oraz poziomu hałasu, jak również przyczynia się do ograniczenia zużycia paliwa. Fakt, że temperatura gazów spalinowych może być regulowana tak dokładnie, umożliwia optymalną współpracę silnika z systemami oczyszczania spalin w układzie wydechowym. Silnik został wyposażone w system turbodoładowania o zmiennej gemoetrii (VTG), który zapewnia optymalne wykorzystanie siły turbodoładowania w każdym zakresie obrotów, a więc umożliwia uzyskanie maksymalnych dostępnych osiągów. System recyrkulacji spalin EGR ma bardzo zwartą budowę i jest tak zaprojektowany, aby dostarczać najlepsze możliwe proporcje spalin i świeżego powietrza do układu dolotowego. Wszystkie te systemy są sterowane przez trzy mechanizmy: zawór ciśnienia zwrotnego, turbodoładowanie VTG i zawór EGR. Jedną z zalet jednostki MX-11 są także kompaktowe rozmiary, co czyni ją szczególnie zdatną do montażu w autobusach.

Oczyszczanie spalin do poziomu Euro 6

Aby spełnić surowe wymagania norm emisji spalin Euro 6, DAF wykorzystuje różne technologie oczyszczania spalin w układzie wydechowym, jak np. katalizator SCR, czy aktywny filtr cząstek stałych. – „Celem działania tych systemów jest nie tylko osiągnięcie odpowiedniego składu spalin, ale także odpowiedniej temperatury na wejściu do filtra cząstek stałych.”–mówi Borsboom –„Podstawowym założeniem jest osiągnięcie tak dużej pasywnej regeneracji filtra, jak to możliwe poprzez takie ustawienie silnika, aby tworzył idealne warunki do jej zaistnienia. Dlatego kolektor wydechowy, podobnie jak inne zespoły układu wydechowego, zostały zamknięte w specjalnych kapsułach. Jeżeli mimo to, temperatura gazów spalinowych jest zbyt niska ze względu na specyficzne warunki eksploatacji pojazdu, układ napędowy zostaje przełączony na układ aktywnej regeneracji filtra. Także katalizator SCR został tak opracowany, aby utrzymywać optymalny poziom temperatury. Dzięki specjalnie zaprojektowanym obudowom, silniki Paccar opracowane przez DAFa uzyskują maksymalne osiągi w znacznie szerszym zakresie temperatur, co oznacza że silnik może pracować optymalnie i w maksymalnie efektywny sposób.”

Oprócz wzrostu wydajności, innym ważnym celem przyświecającym konstruktorom silnika było skrócenie okresów wyłączenia pojazdu z ruchu. Dzięki stałemu i niskiemu zużyciu oleju silnikowego przez jednostkę Paccar MX-11, możliwe było osiągnięcie okresów między oczyszczaniem filtra cząstek stałych wynoszących 500 000 km, w zależności od sposobu eksploatacji pojazdu. Inną ciekawą opcją jest możliwość zamontowania katalizatora SCR i filtra cząstek stałych osobno, na dwóch przeciwnych końcach pojazdu, co ma wpływ na pojemność pasażerską pojazdu oraz rozkład masy.

Innowacyjne rozwiązania

W silniku Paccar MX-11 zastosowano także wiele innowacyjnych rozwiązań, jak np. wielorowkowy pasek klinowy oraz oszczędzająca energię sprężarka powietrza –przyczynia się to do obniżenia kosztów obsługi, zwiększenia niezawodności, ograniczenia masy i zużycia paliwa. W celu uzyskania maksymalnej wydajności paliwowej, podczas prac konstrukcyjnych skupiono się m.in. na obniżeniu strat wewnętrznych. Aby zwiększyć niezawodność i trwałość jednostki, wiązki przewodów zostały zamknięte w specjalnych obudowach. Silnik wyposażono w dwa alternatory połączone w osobną jednostkę, a moduł paliwowy ze zintegrowanym systemem ogrzewania i automatycznym osuszaczem, ulokowane są bezpośrednio na silniku, w celu uzyskania maksymalnej ich ochrony. Moduł olejowy z kolei wyposażony jest w zintegrowany filtr oleju i chłodnicę oleju, która wykonana jest ze stali nierdzewnej, co zapewnia jej wysoką trwałość. W celu uzyskania jak najdłuższych okresów międzyprzeglądowych, zastosowano aluminiową miskę olejową o dużej pojemności. W celu dalszego ograniczenia poziomu wibracji i hałasu, nowy silnik wyposażono w dedykowane punkty mocowania sprężarek dla układów klimatyzacyjnych.