Redakcija Reklama Prenumerata Leidiniai Archyvas
Leidiniai: Metai:

EGR ir Euro 5: kaip tai padarė MAN

XX a. baigėsi politikų bei gamtosaugininkų iššūkiais sunkvežimių gamintojams, XXI prasidėjo gamybininkų atsakymais į juos: politikams dar nė nespėjus oficialiai patvirtinti naujųjų ekologinių normų, inžinieriai sukūrė variklius ne tik jas atitinkančius, bet netgi ir viršijančius.

Šiose lenktynėse, savaime suprantama, pirmiausia buvo nueita lengviausiu ir gamybininkams parankiausiu keliu – išmetamųjų dujų nukenksminimas naudojant karbamido tirpalą. Rezultatas pasiekiamas gana lengvai ir efektyviai, tačiau ir vežėjams, ir vairuotojams užverčiamas kalnas papildomų rūpesčių: įsigyti ir nuolat naudoti dar vieną technologinį skystį, o tam reikalinga arba tam tikros jo sandėliavimo patalpos, arba – jei parkas didelis – ir visa infrastruktūra – nuo įsigijimo ir sandėliavimo iki apskaitos ir kontrolės sistemos. Daug vežėjų, kurie į tai pasižiūrėjo pro pirštus, vėliau brangiai mokėjo už vairuotojų saviveiklą į AdBlue bakelį pilant vandenį, savo pačių pasigamintą arba pigiai iš neaiškių tiekėjų pirktą “šamarliaką” arba – dar geriau – tą bakelį naudojant pigiam dyzelinui iš Rytų parsivežti. Todėl ne vieno vežėjo akys krypo į dviejų gamintojų – MAN bei “Scania” –sunkvežimius, kurių kūrėjai pasuko kitu keliu: reikia kurti ne nešvarių išmetamųjų dujų valymo technologiją, o taip ištobulinti degimo procesą, kad variklį paliekančios dujos atitiktų iš pradžių Euro 4, o vėliau ir Euro 5 normas. Abi mokyklos netrukus turėjo aistringų šalininkų. Tai visiškai suprantama, nes abi turėjo ir savų privalumų, ir savų trūkumų. Didžiausiu EGR sistemos trūkumu buvo laikoma tai, kad dėl specifinių problemų, tarp kurių didžiausia – per menkas aušinimas, neįmanoma sukurti galingesnių negu 400 AG variklių ir perkopti per Euro 5 barjerą. “Scania” pernai pirmoji įrodė, kad šios problemos įveikiamos ir pateikė vežėjų teismui EGR sistemos Euro 5 lygio 9,3 l 230, 280 ir 320 AG bei 12,7 l 400, 440 ir 480 AG variklius ir dabar atkakliai triūsia siekdama Euro 6 lygio.

MAN taip pat koja kojon žengė su švedais ir šiemet Hanoverio parodoje IAA 62 pateiks visą “puokštę” įvairiausio dydžio ir galingumo EGR variklių. Kadangi apie švediškąjį EGR sistemos variantą jau ne kartą rašėme, šį kartą pasižiūrėkim, kuo jis skiriasi nuo vokiškojo.

Pirmiausia reikėtų pasakyti, kad principinės abiejų variklių nuostatos panašios – rezultato siekiama dalies išmetamųjų dujų grąžinimu atgal į cilindrus pakartotiniam jų deginimui. Tačiau keliai, kaip to pasiekiama, skiriasi: „Scania“ naudoja turbokompresorių su kintama turbinos geometrija, o MAN pasirinko dvilaipsnį suspaudimą su apvedimo vamzdžiu. Vokiečių inžinieriai mato keletą tokios konstrukcijos privalumų: gerokai pailgėja abiejų turbinų gyvavimo trukmė, jos pasiekia iki 4 barų slėgį (anksčiau naudotosios – 3,4), sunaudojama mažiau energijos tam pačiam slėgiui pasiekti nei pasirinkus vienalaipsnę suspaudimo įrangą. Be to, esant dvigubo suspaudimo sistemai galima įgyvendinti suspaudžiamo oro tarpinį aušinimą, o tai neleidžia koksuotis kompresoriaus sienelėms.

„Aušinimu žema temperatūra” MAN įmonėje vadinamas metodas, taikomas 290 AG ir galingesniems varikliams. Šio metodo esmė – iki 40ºC temperatūros suslegiamas oras maišomas su atgal grąžinamomis išmetamosiomis dujomis, kurios ataušinamos nuo 550ºC iki maždaug 110–160ºC, ir tik po to oras patenka į degimo kamerą. Iš variklio aušinimo sistemos už vandens siurblio paimama šiek tiek aušinimo skysčio, kuris teka per žemos temperatūros aušintuvą ir aušina suspaudžiamą orą žemo ir aukšto slėgio šilumokaičiuose.

Vienas tokios schemos privalumų – vandens ir oro kombinacija aušina geriau, nei vien tik oras. Be to, galima atsisakyti storų vamzdžių, kuriais į variklio priekinę dalį būtų tiekiamas suspaustas oras, o sutaupytą tūrį galima panaudoti, pavyzdžiui, variklio vandens aušintuvo tūriui padidinti.

Pats išmetamųjų dujų grąžinimo procesas siekia vos 30 procentų viso išmetamųjų dujų kiekio (Euro 4 normos atveju – maždaug 15 procentų). Nauja šioje sistemoje tai, kad išmetamųjų dujų grąžinimas atgal reguliuojamas lambda zondu. Šiuo atveju, pasak MAN įmonės, „bet kuriame variklio eksploatacijos režime pasiekiamas optimalus EGR rodiklis“.

Siekdami, kad grąžinant į degimo kamerą didelį išmetamųjų dujų kiekį nesumažėtų variklio galia ir nepadidėtų kietųjų dalelių kiekis, MAN inžinieriai ėmėsi įvairių pagalbinių priemonių. Pavyzdžiui, trečiosios kartos common-rail sistemos kaupiklyje galimas didžiausias 1800 barų slėgis vietoje buvusio 1600. Naudojami nauji purkštukai su devyniomis angomis vietoje anksčiau naudotų su septyniomis – taip dyzelinas dar smulkesniais lašeliais išpurškiamas degimo kameroje. Beje, EGR sistemos Euro 5 lygio variklių cilindrų galvutėse yra ne įprastos degimo kameros, o vadinamosios laipsninės – jų dėka mažėja galimybių suodžiams patekti į alyvą. Tai yra labai svarbi sąlyga, leidžianti įgyvendinti Euro 5 normos nustatytas vertes. Be to, ne mažiau svarbu, kad pakeistos degimo sąlygos mažina degimo temperatūrą.

Visos šios priemonės taip sumažina azoto oksidų išmetimą, kad Euro 5 normą galima buvo įvykdyti ir nenaudojant SCR katalizatoriaus. Kietų dalelių emisijos problemą MAN inžinieriai taip pat įveikė, todėl Euro 4 normos įgyvendinimui naudoti PM katalizatoriai tapo nebereikalingi. Tačiau, priešingai nei „Scania“, MAN nepavyko visiškai išvengti papildomo išmetamųjų dujų apdorojimo, nes dėl likusio kietųjų dalelių kiekio, kuris šalinamas nesudėtingai prižiūrimu oksiduojančiu katalizatoriumi, Euro 5 lygio būtų nepavykę įgyvendinti. EEV normai net ir šios priemonės nepakanka, tenka prisiminti seniai naudojamus PM katalizatorius.

Euro 5 lygio varikliuose D20 ir D26 sukimo momento ir galios kreivėse niekas nesikeičia. Nors dyzelino sąnaudos gali būti procentu ar dviem didesnės nei Euro 5 analogiškų parametrų motoruose su SCR katalizatoriumi, tačiau tokiuose varikliuose nereikia naudoti Adblue. Priklausomai nuo šio skysčio kainos, lyginant abi situacijas naudotojo požiūriu, patenkama į pato situaciją.

MAN pirmąjį ateinančių metų pusmetį turėtų pagaminti pirmuosius EGR Euro 5 variklius. Technikos direktorių Viktorą Schallerį visa tai džiugina: Euro 6 norma kelia tą patį sportinį entuziazmą, kaip anksčiau Euro 5, – sako jis. – Manome, kad jos siekdami taip pat galėtume išsiversti be SCR technikos”. Taip apibrėžiamos naujųjų EGR variklių ateities perspektyvos ir prognozuojama, jog 2010-2012 metais abiejų sistemų variklių bus gaminama po lygiai.

Taigi jau visai netrukus MAN savo gerbėjams pasiūlys keturias skirtingo litražo (..., 10,5, 12,4 ir 16 l) , skirtingo ekologinio lygio (Euro 4, Euro 5 ir EEV) bei dviem būdais tą lygį (EGR bei SCR) pasiekusias variklių šeimynas. Mažesnių variklių D08 (galia nuo 150 iki 340 AG) yra ir tokių, kurie atitinka EGR Euro 5 ir EGR-EEV normas (visų galių varikliai gali atitikti ir vieną, ir kitą normą). Skirtumas – kas montuojama su varikliu: Euro 5 pasiekti reikia oksidacinio katalizatoriaus, o EEV – PM katalizatoriaus, kuris kitur jau nebenaudojamas.

Variklio D20 modelis, kurio darbinis tūris 10,5 litrų, atitinkantis Euro 5 normą, yra nuo 320 iki 400 AG galios. Norint pasiekti 440 AG, prireikia papildomo darbinio tūrio, tad siūlomas D 2676 yra 12,4 litro darbinio tūrio. Yra ir galingesnis jo variantas su 480 AG. Kaip ir „Scania“, taip ir MAN kol kas nepavyko sukurti galingesnio variklio dėl per menko aušinimo. Su didesniais varikliais EEV normą MAN pasiekia tik naudodama SCR katalizatorius.

Ne išimtis ir galingasis V8 cilindrų variklis, kuris montuojamas tik kartu su SCR katalizatoriumi. Tačiau jis atitinka ne tik Euro 5 normoms, bet ir dar griežtesniems EEV (Enhanced Environmentaly Friendly Vehicles) keliamus reikalavimus. Tokie varikliai gaminami ne atsitiktinai: manoma, kad EEV kada nors gali tapti privalomu kriterijumi palankiausios mokesčių klasės sunkvežimiams.

Parengė Kęstutis BRUZGELEVIČIUS

"Transporto pasaulis"
Rugsėjis Nr.9 (93)

"Linava" informuoja

Kronika

Naujienos

Nekrologas - Rimantas Budrevičius 1966-01-12–2008-09-06

Eismas

Atsakomybė gelbsti gyvybes

Svarbiausia - išmokyti galvoti

Ekologija

Transporto paslaugų verslas ir aplinkosauga: kaip sumažinti oro taršą

Geriausieji

Rinkos lyderių rinkimai Vokietijoje

Priekabų ūkis

"Krone" naujovės - IAA parodoje

Tendencijos

Pokyčiai antrinėje krovininių automobilių rinkoje

Tradicijos

Dvyliktosios: pro skausmo ašaras...

Lietuvoje ir pasaulyje

Naujienos

Rudeninė logistikos šventė

Žinotina

Geriausios poilsio aikštelės prie Vokietijos automagistralių

Perspektyvos

Vandenilio energetikos plėtra turėtų paspartėti

Keleivinis transportas

Pirmasis pusmetis keleivių vežėjams – prieštaringas

SOR - ekonomiškas darbštuolis

Technika

EGR ir Euro 5: kaip tai padarė MAN

Teisė

Transporto priemonių konfiskavimas

Muziejus

Nieko ypatingo - tai automatas