Silniki CNG (4): Mercedes-Benz

Podobnie jak koncern MAN (o którym pisaliśmy w poprzednim odcinku naszego cyklu), tak i drugi niemiecki potentat w branży pojazdów użytkowych – Mercedes-Benz – posiada w swojej ofercie silniki gazowe. Oferta bawarskiego producenta obejmuje dwie jednostki napędowe zasilane sprężonym gazem ziemnym (CNG). Jest to mały silnik 4-cylindrowy, stosowany głównie w pojazdach dostawczych typu Sprinter i budowanych na ich bazie minibusach oraz znaczniej silniejsza, 6-cylindrowa jednostka przeznaczona do pojazdów o dużej i bardzo dużej pojemności, stosowana głównie w autobusach miejskich Citaro.

Historia napędów gazowych w autobusach Mercedesa

Doświadczenie Mercedesa w produkcji silników gazowych i autobusów zasilanych tym paliwem nie jest tak bogate, jak rodzimego konkurenta z Monachium. Niemniej jednak, firma spod znaku trójramiennej gwiazdy także może się pochwalić pewnymi tradycjami w tej dziedzinie. Podobnie jak MAN, na początku lat 70. zaprezentowała bowiem autobus OG.305, napędzany skroplonym gazem ziemnym (LNG). Eksperymentalny pojazd wyposażono w leżący, 6-cylindrowy silnik rzędowy o mocy 172 KM. Na następne konstrukcje z zasilaniem gazowym Mercedesa trzeba było jednak czekać nieco dłużej, bo do 1994 r. Wówczas, nie chcąc oddać MANowi pola na rynku, który zaistniał wraz z programem dotacji Rządu Federalnego do zakupu autobusów z ekologicznymi źródłami napędu, Mercedes-Benz wprowadził do oferty dwa autobusy niskopodłogowe: OG.405N i OG405GN, napędzane sprężonym gazem ziemnym. Pojazdy wyposażono w 12-litrowe silniki OM447hG, będące modyfikacją popularnej wówczas jednostki dieslowskiej OM447h oraz zbiorniki na gaz umieszczone na dachu. Silniki wyposażono w sondę lambda oraz trójdrożny katalizator, dzięki czemu już wówczas autobusy OG405N/GN ze sporym zapasem spełniały dopiero co wprowadzone w Unii Europejskiej normy emisji spalin Euro 2. W 2000 r. do produkcji weszły autobusy najnowszej generacji Citaro z napędem gazowym w 12-metrowej wersji solo i 18-metrowej, przegubowej. Znaczna liczba autobusów Mercedes-Benz CNG znalazła klientów w Niemczech. Można je dziś spotkać na ulicach takich miast, jak Gotha, Steinhud (Steinhuder Meerbahn), Mannheim, Mühlhausen w Turyngii, Greitz, Zwickau, Mainz, Rüsselsheim czy Lahr. Ważnymi rynkami eksportowymi dla pojazdów Mercedes-Benz z silnikami gazowymi są: Hiszpania, Francja, Szwajcaria, Szwecja i Finalndia, a poza Europą – Australia, Tajlandia i Brazylia.

Silnik OM 447 hLAG – klasa ciężka

Dzisiejsze silniki gazowe serii OM47hLAG są w zasadzie rozwinięciem konstrukcyjnym jednostek wprowadzonych w 1994 r. Oprócz sondy lambda i katalizatora utleniającego, są one seryjnie wyposażane także w turbodoładowanie z chłodnicą powietrza doładowującego. Ponadto, dzięki wykorzystaniu koncepcji pracy na ubogiej mieszance (lean-burn), silnik okazuje się wyjątkowo ekonomiczny oraz produkuje mniej ciepła, niż jego poprzednik. Nad odpowiednim stosunkiem powietrza i gazu w mieszance czuwa elektronika. Jednocześnie, pomimo że technologia lean-burn nie sprzyja ograniczaniu emisji spalin, Mercedesowi udało się stworzyć odmianę tej jednostki spełniającą najsurowsze znane obecnie normy EEV. Wersja ta jest oferowana w autobusach Citaro CNG jako opcja. Tym samym silnik OM447hLAG stał się pierwszym pracującym na ubogiej mieszance silnikiem gazowym, któremu udało się spełnić normy EEV.

Silnik OM447hLAG jest oferowany w dwóch zakresach mocy – 252 KM, przewidzianym dla autobusów solo oraz 326 KM, przeznaczonym do autobusów przegubowych. Co ciekawe, silnik gazowy nadal jest budowany w technologii dwóch zaworów na cylinder, podczas gdy bazowa jednostka wysokoprężna, po ostatniej modernizacji oznaczona jako OM457hLA, produkowana jest w technologii czterozaworowej.

Dane techniczne dwóch wersji silnika gazowego OM447hLAG

Autobusy Citaro CNG zostały dostarczone m.in. do Mühlhausen w Turyngii oraz do Finlandii. Także Citaro zbudowane dla przewoźnika Üstra z Hanoweru specjalnie z okazji organizowanych w tym mieście targów EXPO 2000, wyposażone zostały w napęd CNG. 40 sztuk autobusów solo i 16 przegubowych z zupełnie nowymi nadwoziami, opracowanymi przez projektanta Jamesa Irvine’a, wyposażono w silniki OM447hLAG, spełniające normy Euro 2.

Silnik M111 E23 G – technologia gazowa w wersji mini

Drugim oferowanym przez Mercedes-Benz silnikiem przystosowanym do zasilania paliwami gazowymi jest jednostka M111 E23 G, opracowana w technologii NGT (Natural Gas Technology). Jest to mały, 4-cylindrowy silnik o pojemności 2,3 litra i mocy maksymalnej 129 KM, stosowany przede wszystkim w samochodach dostawczych z rodziny Sprinter oraz budowanych w Dortmundzie na ich bazie minibusach. Samochody Sprinter, wyposażone seryjnie w instalację CNG, oferowane są przez Mercedesa od 1997 r., jednak w 2003 r. silnik M111 E23 G został zmodernizowany poprzez zastosowanie bardzo nowoczesnego systemu sekwencyjnego wtrysku paliwa. Pozwala on na uzyskanie niskiego poziomu emisji spalin oraz na znacznie ogranicza zużycia paliwa. Dzięki temu gazowe minibusy Sprinter spełniają bardzo restrykcyjne wymogi normy Euro 3 dla tzw. pojazdów grupy pierwszej, czyli samochodów osobowych. Co ciekawe, w przeciwieństwie do większych jednostek OM447hLAG oraz silników innych producentów, silnik gazowy M111 E23 G nie powstał na bazie jednostki typu Diesel, ale jest modyfikacją znanego ze standardowych Sprinterów silnika benzynowego M111. Ponieważ jednostki benzynowe również pracują w oparciu o zapłon iskrowy, liczba koniecznych modyfikacji umożliwiających spalanie gazu ziemnego była znacznie mniejsza. Dzięki temu koszt opracowania silnika był niższy, a ponadto osiągnięto wyższy poziom unifikacji z produkowaną masowo jednostką, dzięki czemu również uzyskano optymalny poziom kosztów produkcji. Silnik Mercedes-Benz E111 oferowany jest także w wersji zasilanej gazem propan-butan (LPG), która jest jednak znacznie mniej popularna w porównaniu z technologią CNG..

Dane techniczne silnika gazowego M111 E23G w porównaniu z bazową jednostką benzynową

Podsumowanie

Podobnie jak w przypadku IVECO Motors, oferta silników gazowych Mercedes-Benz obejmuje dwa segmenty: lekką jednostkę 4-cylindrową, która jest stosowana w autobusach klasy mini, bazujących na seryjnych Sprinterach, oraz mocniejszy, silnik 6-cylindrowy, stosowany w autobusach o dużej i bardzo dużej pojemności. Wydaje się, iż oferta niemieckiego producenta w zakresie jednostek gazowych jest obecnie wystarczająca, jednak być może to się już wkrótce zmieni. IVECO już wprowadziło także silnik średniej pojemności z zasilaniem CNG, co pokazuje, że być może wkrótce pojawi się zapotrzebowanie i na tego typu jednostki. Jeżeli tak się stanie, to Mercedes na pewno będzie chciał wypełnić tą lukę. W tym przedziale pojemnościowym firma dysponuje silnikiem typu Diesel OM906, który wówczas zapewne także zyskałby odmianę gazową. Wszystko jednak zależy od rozwoju rynku.