Silniki MAN: droga do EEV

infobus
16.07.2006 19:08
W październiku 2006 r., zakończy się era pojazdów użytkowych spełniających normy Euro 3 na terenie Unii Europejskiej. Odtąd będzie można zarejestrować tylko nowe samochody spełniające znacznie surowsze normy emisji spalin Euro 4. Po wielu miesiącach prac badawczo-rozwojowych, MAN jest dziś jedynym producentem, który może zaoferować klientom pełną gamę silników o mocy do 480 KM, korzystających z połączenia prostych, lekkich i praktycznie bezobsługowych rozwiązań, takich jak układ wtrysku common-rail, recyrkulacja schłodzonych spalin (EGR), czy też opatentowany filtr cząstek stałych MAN PM-KAT®przed wejściem w życie norm Euro 4.
 
Silnik MAN D2066 w wersji poziomej. Fot. MAN Nutzfahrzeuge.  Silnik MAN D2066 w odmianie pionowej. Fot. MAN Nutzfahrzeuge.  Pionowa jednostka MAN D0836. Fot. MAN Nutzfahrzeuge.  Silnik MAN D26 w wersji Euro 4 (po lewej) i Euro 5 (po prawej). Fot. MAN Nutzfahrzeuge.
 
Z pomocą filtra PM-KAT®, MAN dostarcza rozwiązanie, które dzięki ponadprzeciętnym poziomie eliminacji najdrobniejszych cząstek stałych, ma znaczny wkład w ograniczenie emisji pyłów, która jest szczególnie dokuczliwa w centrach miast i w dużych aglomeracjach. MAN PM-KAT®jest systemem bezobsługowym i nie wymaga stosowania żadnych dodatkowych substancji. Z tego powodu, układ ten otrzymał niedawno cenioną Nagrodę Środowiska BDI (BDI Environment Prize), przyznawaną przez Bundesverband der Deutschen Industrie e.V. (Stowarzyszenie Niemieckiego Przemysłu) w kategorii „produkt przyjazny dla środowiska”.
 
Zasada działania filtra PM-KAT®. Fot. MAN Nutzfahrzeuge.  Tłumik ze zintegrowanym filtrem PM-KAT®w przekroju. Fot. MAN Nutzfahrzeuge.
 
EGR także w silnikach Euro 5 i EEV
Nie tylko dziś, ale także w przyszłości, klienci będą mogli pokładać pełne zaufanie w systemie EGR. Kilka lat temu, MAN został pierwszym europejskim producentem pojazdów użytkowych, który wybrał system recyrkulacji gazów spalinowych (EGR) jako podstawowe założenie strategii rozwoju jednostek napędowych na kolejne lata. Już wtedy, system ten umożliwił firmie spełnienie norm Euro 3, unikając podniesienia poziomu zużycia paliwa, co mogą potwierdzić kliencie MANa. Dlatego firma zdecydowała, że system EGR będzie stanowił podstawę także w dalszych pracach nad rozwojem układów napędowych, mających na celu spełnienie kolejnych norm emisji spalin: EEV, Euro 5, Euro 6, a także amerykańskich norm EPA 2007 i EPA 2010.
Nowe rodziny jednostek D20/D26 Common Rail zostały opracowane od podstaw z myślą o przyszłych normach emisji spalin. Zgodnie z planami, we współpracy z amerykańską firmą Navistar International Corporation, jednostki D20 i D26 CR są obecnie poddawane dalszym pracom konstrukcyjno-rozwojowym, które mają umożliwić im spełnienie amerykańskich norm EPA 2007 (nieco mniej restrykcyjne, niż Euro 5) z zachowaniem podstawowego rozwiązania EGR, które umożliwi ograniczenie emisji spalin bez konieczności stosowania dodatkowych substancji. Pierwszym efektem tych działań będzie silnik typu ITEC, którego premierowy pokaz będzie miał miejsce podczas targów IAA w Hanowerze w b.r. Zalety rozwiązania EGR są oczywiste: brak konieczności stosowania dodatkowych substancji, niezależność od dostępnej infrastruktury tankowania AdBlue, brak wpływu na przestrzeń w pojeździe lub jego masę własną, całkowicie bezobsługowa zasada działania oraz wytrzymałość jednostek napędowych.
 
Tłumik z filtrem PM-KAT®dla silnika MAN D08. Fot. MAN Nutzfahrzeuge.  Tłumik z filtrem PM-KAT®dla pionowego silnika MAN D20. Fot. MAN Nutzfahrzeuge.
 
Dalsza perspektywa –EPA 2010 i Euro 6
MAN jest przygotowany także do spełnienia kolejnych norm czystości spalin –EPA 2010 oraz Euro 5, które są obecnie w fazie planowania. Wielu ekspertów twierdzi, że żaden z producentów pojazdów użytkowych nie będzie w stanie w sposób rozsądny uzyskać emisji spalin na poziomie wymaganym planowanymi normami Euro 6 bez zastosowania systemów ograniczających produkcję spalin w samym silniku, takich jak EGR. Oznacza to, że w dłuższej perspektywie także pozostali producenci będą zmuszenie do wprowadzenia do swoich silników podobnych rozwiązań. Przy normach Euro 6, użycie samego systemu SCR –bez układu recyrkulacji spalin EGR –będzie prawdopodobnie stanowiło kres możliwości tej technologii.
 
Filtr PM-KAT®przeznaczony dla ciężarówek MAN TGA. Fot. MAN Nutzfahrzeuge.
 
Harmonogram wprowadzania silników EEV
W związku z przedstawionymi powyżej argumentami, jak już wspominaliśmy, MAN zdecydował się na wprowadzenie do swoich jednostkach rozwiązania opartego o system EGR. Dotyczy to także autobusów MAN i Neoplan. Już na początku 2007 r., małopojemne silniki MAN serii D08 Common Rail zostaną zaprezentowane w wersji EEV (Enhanced Environmentally Friendly Vehicle) z przeznaczeniem do autobusów miejskich. Pod koniec 2007 r., oferta zostanie uzupełniona także o jednostki z serii D20 Common Rail o pojemności 10,5 litra. W przeciwieństwie do silników Euro 4, będą one wyposażane w elektronicznie regulowane filtry cząstek stałych CRTec®(zamiast PM-KAT®), który zapewnia wychwycenie blisko 99% wszystkich cząstek stałych w spalinach, a jego praca jest bardzo dokładnie monitorowana. Dodatkowo, w celu obniżenia emisji tlenków azotu (NOx) poniżej poziomu wymaganego normami Euro 5 i EEV, zastosowano dodatkowe rozwiązania, takie jak dwustopniowa turbosprężarka.
 
Przeprowadzone na autobusie MAN Lion’s Regio z silnikiem D20 CR testy wykazały niski poziom zużycia paliwa i emitowanego hałasu. Fot. MAN Nutzfahrzeuge.
 
Próby eksploatacyjne silników EEV
Już latem 2005 r., w kilku przedsiębiorstwach komunikacyjnych w Niemczech rozpoczęto próby eksploatacyjne 16 pojazdów MAN z silnikami EEV. Podczas eksploatacji, pojazdy te przejechały już ponad 500 000 km i uzyskały one dobre wyniki, podobnie jak 20 „pociągów drogowych”, dostarczonych przewoźnikowi z Zurychu pod koniec 2005 r. Oprócz całkowitej bezobsługowości oraz wytrzymałości elementów odpowiedzialnych za oczyszczanie spalin (system EGR i filtr PM-KAT®), silniki te wykazały się przede wszystkim ekonomiką eksploatacji. Zużycie paliwa we nowych jednostkach okazało się o co najmniej 2% niższe w porównaniu z podobnymi silnikami MAN Euro 3, które i tak uchodzą za jedne z najbardziej ekonomicznych na rynku. Zastosowanie rozwiązań, które pozwalają spełnić normy EEV nie wpływa na poziom zużycia paliwa. Pod tym względem, silniki EEV nie różnią się od odpowiadających im jednostek Euro 4.
Także pierwsze testy porównawcze pojazdów z silnikami Euro 4, przeprowadzone w maju b.r. przez międzynarodowe jury, składające się z 16 przedstawicieli prasy branżowej, potwierdziły niższy poziom zużycia paliwa w autobusie MAN Lion’s Regio z silnikiem MAN D20 CR o mocy 350 KM w porównaniu z konstrukcjami konkurencji, korzystającymi z rozwiązania SCR w porównywalnych, praktycznych warunkach eksploatacyjnych. Ponadto, wprowadzony na rynek w 2004 r. autobus, wykazał się także bardzo niskim poziomem wytwarzanego hałasu.
 
Wnioski
Wyniki te potwierdzają także oficjalne dane SORT („Standardised on Road Test Cycles”), opracowane na podstawie badań drogowych ze standardowymi kryteriami. Zostały one zaproponowane przez UITP i w tej formie są przekazywane także klientom. Wnioski uzyskane z bezpośredniego porównania wynikow tych badań pozwalają stwierdzić, że biorąc pod uwagę koszt AdBlue oraz niezbędnej infrastruktury do jego tankowania, silniki korzystające z rozwiązań typu EGR okażą się tańsze w eksploatacji.