Silniki CNG (6): Scania

W porównaniu z pozostałymi dużymi europejskimi producentami ciężarówek i autobusów, Scania dość późno rozpoczęła produkcję silników zasilanych gazem ziemnym. Nie oznacza to jednak, że firma nie ma doświadczenia w ich produkcji. O powodzeniu tych jednostek świadczy m.in. podpisany w 2003 r. kontrakt na dostawę 172 autobusów zasilanych CNG z nadwoziami australijskich firm ABM i Volgren dla miast Canberra i Adelaide. Fakt późnego włączenia się Scanii do rywalizacji o rynek autobusów gazowych należy tłumaczyć zaangażowaniem firmy w prace nad innymi alternatywnymi źródłami napędu – napędem hybrydowym oraz na ogniwa paliwowe. Pojazdy tego typu powstały na bazie autobusów Scania-DAB. Ponadto Scania bardziej rozwijała produkcję autobusów napędzanych etanolem i stała się największym na świecie dostawcą autobusów z tego typu napędem. Od wprowadzenia ich do oferty w 1990 r. do zakończenia produkcji w 2003 r., Scania dostarczyła ponad 450 pojazdów zasilanych etanolem. Napęd ten zdobył jednak popularność tylko w Szwecji i w niektórych krajach Ameryki Południowej. Rosnące zapotrzebowanie na pojazdy zasilane gazem ziemnym spowodowało, że w 2001 r. Scania wprowadziła do produkcji także pojazdy zasilane tym paliwem.

Obecnie Scania oferuje tylko jeden silnik zasilany CNG. Oznaczona symbolem OSC9-G01 jednostka bazuje na sprawdzonym, 6-cylindrowym silniku Diesla typu DSC9 o pojemności 9 litrów. Oprócz dostosowania go do pracy w cyklu Otto (zapłon iskrowy), modyfikacjom poddano także głowice cylindrów, zawory oraz tłoki. Jednostka OSC9-G01 wyposażona jest w mechanicznie regulowany wtrysk gazu do układu dolotowego oraz elektryczną przepustnicę. W opcji, silnik może zostać wyposażony w katalizator w układzie wydechowym, który skutecznie ogranicza i tak już niewielką emisję szkodliwych związków w spalinach.

Silnik Scania OSC9 jest przystosowany do pracy na ubogiej mieszance. Jednostkę postanowiono wyposażyć w standardzie w układ turbodoładowania, dzięki czemu osiąga ona moc zbliżoną do swojego wysokoprężnego protoplasty. W układzie zapłonowym zastosowano po jednej cewce i jednej świecy na każdy cylinder. Dodatkowo układ dolotowy posiada specjalny zawór, zabezpieczający przed nagłym wzrostem ciśnienia gazu, które może nastąpić w przypadku gwałtownego zamknięcia przepustnicy.

Tabela 1: Dane techiczne silnika gazowego Scania OSC9-G01

Na instalację gazową w komorze silnika składają się: zawory odcinające, zawory elektromagnetyczne, czujnik ciśnienia, regulatory wysokiego i niskiego ciśnienia, mieszalnik gazu oraz układ monitorujący ciśnienie gazu. Gaz dostarczany ze zbiorników, w których jest magazynowany pod ciśnieniem 200 bar, zostaje najpierw skierowany do regulatora wysokiego ciśnienia, który zmniejsza jego moc do ok. 10 bar. Dalsza jego redukcja następuje w regulatorze niskiego ciśnienia, który dzięki połączeniu z kolektorem ssącym, zmniejsza je do poziomu nieznacznie przekraczającego ciśnienie powietrza pochodzącego z układu turbodoładowania. Gaz w takiej postaci jest wprowadzany do mieszalnika, gdzie łączy się z powietrzem, tworząc mieszankę paliwową. Ponieważ podczas rozprężania gazu ziemnego obniża się jego temperatura, układ zasilania musi mieć zapewnione podgrzewanie. Dlatego wszystkie regulatory ciśnienia połączone są z układem chłodzenia silnika. Podczas uruchamiania i wyłączania silnika, zawór elektromagnetyczny otwiera oraz zamyka dopływ gazu do układu dolotowego. Dopływ gazu jest zamykany także w momencie przekroczenia dopuszczalnego ciśnienia. Kiedy przekroczy ono 1,5 bara, układ monitorujący ciśnienie gazu powoduje zamknięcie zaworu elektromagnetycznego, co wstrzymuje dopływ gazu.

Jak już wspominaliśmy, każdy cylinder posiada po jednej świecy zapłonowej, z których każda ma swoją własną cewkę. Specjalny zawór przerywa zapłon, a zawory elektromagnetyczne odcinają dopływ gazu, kiedy silnik przekracza 2400 obr./min. Dopływ paliwa i zapłon zostają przywrócone, kiedy obroty spadają poniżej poziomu 2200 obr./min. Układ sterujący silnika doprowadza do każdej z cewek zapłonowych prąd o napięciu bazowym ok. 350 V, które z kolei pozwalają świecom zapłonowym wytworzyć napięcie rzędu 4000 V.

Silnik OSC9-G01 jest oferowany w podwoziach Scania L94, przeznaczonych dla autobusów niskowejściowych, które są dość popularne właśnie w Australii, gdzie zabudowują je lokalne firmy nadwoziowe. Ponadto, jednostka ta jest także stosowana w bazującym na tym podwoziu, niskowejściowym autobusie Scania OmniLink. Silnik gazowy współpracuje w tych pojazdach z 4- lub 5-stopniową, automatyczną skrzynią biegów ZF lub Voith. Zbiorniki z gazem są zamontowane na dachu, nad przednią osią. W zależności od liczby zbiorników, zasięg autobusu wynosi od 300 do 450 km.