Новый двигатель V8 и инновационная коробка передач Scania без масла и синхронизаторов
У коробки еще нет синхронизаторов, а для движения назад аж восемь передач.
Какие цели ставили?
В линейке Scania — четыре новых двигателя: 530, 590, 660 и 770 л.с. Главная цель при их создании — снизить внутреннее трение. Для этого применили ряд технических решений и использовали масло пониженной вязкости.
Мы стремились увеличить интервалы технического обслуживания и повысить долговечность. И достичь этих несколько противоречивых целей удалось.
Технические характеристики
За счет двухступенчатого впрыска AdBlue, когда первая доза поступает в очень горячий поток сразу после горного тормоза, улучшается испарение при работе с низкой нагрузкой. И новые моторы V8 попадают в требования экологического стандарта Евро 6, который вступит в силу в 2021 году
Двигатели обновленной линейки оснащены новым топливным насосом высокого давления с индивидуальным управлением насосными элементами (AIM, активный входной дозатор).
Для увеличения времени безотказной работы и повышения производительности общее управление давлением и впуском улучшено с помощью усовершенствованной системы диагностики. Новый насос также оптимизирован для минимизации расхода моторного масла. Кроме того, повышена степень сжатия и максимальное давление в цилиндре для дальнейшего улучшения полноты сгорания смеси и увеличения топливной экономичности.
Экономия топлива имеет большое значение как в долгосрочной перспективе для климата, так и сейчас для перевозчика. В процессе перехода на транспорт без применения ископаемого топлива мы должны сделать все возможное, чтобы улучшить сегодняшние решения.
Самый мощный вариант
Один из представителей нового семейства — DC16 123 мощностью 770 л. с. — пришел на смену предыдущему флагманскому 730-сильному двигателю. Разница между ними заключается в том, что новый мотор построен на той же платформе, что и остальные двигатели линейки, и обеспечивает стабильно высокий уровень надежности.
Двигатель имеет систему селективного каталитического восстановления (SCR), надежный турбокомпрессор с фиксированной геометрией и такой же однорядный выпускной коллектор, как и у трех других моторов V8. Упрощение и даже удаление некоторых тяжелых компонентов обеспечило снижение веса до 75 кг по сравнению с предшественником.
Еще одно новшество заключается в том, что для повышения приемистости двигатель мощностью 770 л. с. имеет уникальный турбокомпрессор фиксированной геометрии с шарикоподшипниками, а не с обычными подшипниками скольжения.
Scania разработала и новую линейку коробок передач с системой Scania Opticruise, которые постепенно заменят все существующие ныне агрегаты. Первую из них, G33CM, будут поставлять в сочетании с обновленными V8, а также с 13-литровыми двигателями мощностью 500 и 540 л. с. Ключевая особенность — более широкий диапазон передаточных чисел. Но это лишь вершина айсберга.
Особенности коробки передач
При проектировании инженерам Scania удалось как минимум на 50% сократить внутренние потери на трение за счет полировки шестерен, использования масла MTF с низкой вязкостью и размещения основного объема масла в отдельном резервуаре, расположенном в верхней части коробки передач.
Поскольку шестерни не погружены в масло постоянно, уменьшается разбрызгивание, а значит, снижаются потери. Для предотвращения износа и для улучшенного охлаждения и смазки деталей зоны зацепления зубчатых пар снабжают дополнительным маслом через распылительные трубки.
Коробка G33CM примерно на 60 кг легче нынешних, в основном за счет полностью алюминиевого корпуса и уменьшенного размера. Еще одно важное преимущество — снижение уровня шума в среднем до 3,5 дБ в соответствии с будущими нормативными требованиями. За счет использования всего лишь двух, а не семи синхронизаторов между ступенями делителя и рядами демультипликатора новые коробки стали короче и прочнее, чем, например, коробка передач Scania GRS905. Валы способны выдерживать больший крутящий момент. Кроме того, установлены шестерни с немного расширенными зубьями. Они более долговечны и способны выдерживать значительную нагрузку.
Интервалы замены масла увеличены благодаря высокой точности изготовления, использованию масляных фильтров увеличенного объема и исключительно качественного масла.
8 передач заднего хода — ну, пригодится!
Отказ от синхронизаторов также повышает требования к системе управления коробкой и общей стратегии переключения передач. Поэтому электронные компоненты полностью обновлены, они управляют новыми пневматическими приводами и тормозами трех валов, которые необходимы для быстрого, плавного и четкого переключения передач.
Инженеры Scania применили новый подход к движению задним ходом. В большинстве коробок передач включение заднего хода означает, что отдельное зубчатое колесо вращает ведущий вал в обратном направлении. В новых коробках используется другой способ. Планетарное зацепление на ведомом валу, а реверсирование осуществляется за счет блокировки водила планетарного механизма. Такое решение позволяет иметь восемь передач для движения задним ходом на скорости до 54 км/ч (опция). Это может пригодиться, например, самосвалам на стройплощадках или в тоннелях, когда приходится ездить задним ходом на довольно большие расстояния.
Коробка отбора мощности (КОМ)
Будет доступен ряд из девяти КОМ, которые характеризуются повышенной производительностью, меньшими потерями на трение и большой гибкостью за счет модульности конструкции. Механизмы отбора мощности EG приводятся в действие непосредственно промежуточным валом и смазываются под давлением. Новый механический интерфейс коробки передач с принудительной смазкой позволяет приводить в действие более мощное оборудование, например, гидравлические насосы.
Сегодня, приобретая грузовую технику и дополнительные услуги, будущий владелец заранее просчитывает экономику владения автопарком. Так как топливо занимает одну из первых строчек расходов транспортных компаний, экономические показатели очень важны. Общая экономия при одновременном использовании новых двигателей и коробок может достигать 6%.
Первые модели с системой Scania Opticruise на базе коробки передач G33CM начали выпускать в четвертом квартале 2020 года. Они заточены под экологический класс Евро 6.
В России обновленные агрегаты появятся по запросу рынка и после прохождения сертификации в соответствии с требованием законодательства.
Юбилей двигателя Scania V8 DS 14
Невероятно реальный мотор
Владимир Чехута,
Фото автора и Scania Trucks
Ровно 50 лет назад, в 1969 году, мотористы шведской компании Scania Trucks завершили все работы по созданию нового V-образного 14-литрового 8-цилиндрового турбодизельного двигателя DS 14. Мощность агрегата на тот момент составила невероятные 350 л.с.! Мотор оказался настолько мощным, что многие недоверчивые эксперты назвали это невероятным фактом: «350 сил, разве это реально?».
Вконце 1960-х годов мощность дальнобойного грузовика в Европе не превышала 250 «лошадей». Отсюда и выражение удивления, недоверия и скепсиса. А тут сразу 350. Разумеется, событие тянуло на сенсацию.
Прорыв на дальнее плечо
Нужно заметить, что в 60-е годы по всей Европе активно строились новые автомобильные дороги.
Было очевидно, что их сеть становилась разветвлённее год от года. Автоперевозчики постоянно озвучивали растущую потребность в повышении эффективности автомобильного транспорта. Шведы внимательно отслеживали тенденции и в конце концов начали работу над проектом мотора V8.
Решение Scania о разработке восьмицилиндрового двигателя было принято в начале 1960-х годов, в ответ на запросы операторов, требующих большего, чем могла предложить компанией 11-литровая шестёрка.
Новый двигатель Scania V8 DS 14 мощностью 350 л.с. на то время оказался реально самым мощным дизельным двигателем в Европе, и он оставался таковым в течение многих последующих лет. На его разработку у компании ушло семь лет и немало средств, но он стал настоящей классикой и имел огромное влияние на европейский транспортный рынок. Привлекательность конфигурации V8 заключается в том, что она имеет относительно небольшие физические размеры по сравнению с выходной мощностью и, таким образом, может обеспечивать большую мощность и крутящий момент в заданном диапазоне, чем её шестицилиндровые аналоги.
На момент запуска двигателя V8 основные мощные двигатели, применявшиеся в Европе, были родом из Америки. Scania DS 14 предоставил необходимые мощности и требуемую производительность для дальних перевозок, что делает его особенно подходящим для международных операций. С периода запуска V8 автоперевозчики начали совершать регулярные рейсы из Европы на Ближний Восток. Для таких долгих и трудных поездок мощность нового двигателя Scania была идеальной. Но особенно полюбился двигатель водителям Шотландии и Северной Ирландии, которые теперь достаточно легко преодолевали горные серпантины на своих лесовозах.
Несмотря на свою новаторскую природу, двигатель V8 полностью соответствовал философии модульной сборки, которую проповедовала Scania. Она позволяет создавать большое количество вариантов из сравнительно ограниченного диапазона компонентов, поэтому его разработка, по мнению некоторых конструкторов шведской компании «была относительно простым процессом».
Гениальное предвидение
Основная концепция мотора – восемь цилиндров, расположенных в V-образной форме.
Но какой смысл был в том, чтобы сделать двухблочную конструкцию по четыре цилиндра в каждом и свести поршневые группы под углом 90º? Почему шведы не стали использовать идею рядной восьмёрки или рядной шестёрки с эквивалентным объёмом?
Одна из причин заключается в том, что двигатель V8, как правило, получается короче и зачастую ниже, чем «рядные» конкуренты. Компактный агрегат с меньшими габаритами гораздо легче установить под кабину, чем рядный мотор той же мощности. Второй момент: более короткий коленвал получается более прочным, чем его длинный аналог, устанавливаемый в рядной «шестёрке». Здесь надо отметить роль личности в истории. И этой личностью, ставшей одним из отцов-основателей легендарного двигателя, был Бенгт Гадефельдт (Bengt Gadefeldt). В 1960-е годы он был главой моторного подразделения в компании Saab–Scania.
Презентация нового мотора V8 Scania состоялась на автомобильной выставке IAA во Франкфурте в 1969 году. Событие получилось сенсационным, а ужас скептиков оказался необоснованным.
В этом агрегате удалось воплотить идею мощного двигателя, работающего на низких оборотах, который обеспечивает грузовик высокой тяговой мощью. С выпуском дизеля Scania V8 DS 14 европейские автотранспортники получили высокоэффективный, малошумный и долговечный мотор. Появившийся затем модельный ряд бескапотных грузовиков Scania V8 LB/LBS/LBT140 в водительской среде стал именоваться «Король Дороги». Позднее, в 1972 году, скандинавы запустили в производство капотную серию тяжеловозов L/LS/LT140-145 с полной массой от 17 до 26,5 тонн, которые тоже оснащались двигателями Scania DS 14. Scania произвела более 170 000 двигателей V8 с рабочим объёмом 14 литров.
Пятьдесят лет – это практически вечность для современного моторостроения, и неудивительно, что современные двигатели Scania V8 имеют лишь общую базовую платформу и модульную конструкцию, совпадающую с первым поколением V-образных «восьмёрок». Хорошей иллюстрацией произошедших изменений стала масса мотора. В 1969-м 14,2-литровый двигатель весил 334 кг.
Сейчас подобная масса уже у 16,4-литрового мотора, который в топовой версии выдаёт почти в два раза больше мощности, чем предшественник. Далее первый дизель Scania V8 выдавал крутящий момент 1245 Н·м на скорости 1500 об/мин. Сегодняшний чемпион – 730-сильный агрегат развивает 3500 Н·м крутящего момента, но уже на скорости 1000 об/мин. Удивительное улучшение наглядно демонстрирует разительные отличия между разными поколениями шведских моторов.
Настоящая редкость
Спустя несколько лет после выпуска двигателя Scania DS 14 компания стала решать ещё одну техническую задачу: как вписаться в новую технологию впрыска, необходимую для того, чтобы двигатель соответствовал экологическим нормам Euro 3? Чтобы решить эту проблему, инженеры Scania начали разработку совершенно нового двигателя конфигурации: V8 с углом наклона 72º. Было построено около 12 прототипов.
На помощь снова пришёл старший инженер Бенгт Гадефельт. Он предупредил, что двигатель с 72º будет иметь очень сложную конструкцию, особенно коленчатый вал.
Специалисты согласились с мнением старого конструктора, выбрав другое решение – разработать новый двигатель объёмом 16 литров и 90º.
На фото один из двигателей Scania V8, у которого поршневые группы находятся под углом не 90, а 72°. Он разрабатывался для замены оригинального 14-литрового V8, но остался в качестве прототипа и никогда не использовался.
Преемственность
Первое воплощение Scania V8 развило 350 лошадиных сил и 1245 Н·м крутящего момента. С течением времени продолжал совершенствоваться и, казалось бы, самый совершенный двигатель. Когда в 1991 году компания отпраздновала столетие, линейка грузовиков Scania R143 Streamline оснащалась уже 500-сильным вариантом V8. К середине 1990-х годов мощность была увеличена до 530 лошадиных сил, а крутящий момент увеличен до 2300 Н·м. Но вот что интересно: несмотря на увеличение мощности на 180 лошадиных сил, базовая конструкция Scania V8 осталась такой же, как и в тот день, когда он был запущен в 1969 году.
Отец Scania V8
Если есть человек, которого хотелось бы поблагодарить за разработку двигателя Scania DS 14, то это Бенгт Гадефельт (1924–2001 гг.
). Его часто называют «отцом Scania V8». Легендарный начальник отдела проектирования дизельных двигателей Scania с 1960-х по 1980-е годы предвосхитил потребность в двигателях грузовых автомобилей, которые удовлетворяли бы растущий спрос на мощность, особенно для транспортировки длинных тяжёлых грузов и древесины.
Серьёзные изменения произошли в 2000 году, когда Scania запустила обновлённую модель V8 как часть своей платформы двигателя для экологического стандарта Euro 3 и выше. Рабочий объём увеличился с 14,2 до 15,6 литров, с более длинным ходом и четырьмя клапанами на цилиндр. В представленном двигателе V8 DC16 (D – дизель, C – наддув и 16 – объём в литрах), мощность снова увеличилась, на этот раз до 580 лошадиных сил и 2700 Н·м крутящего момента.
Двигатели Scania V8 продолжают совершенствоваться и в наши дни. С рабочим объёмом 16,4 литра компания сегодня предлагает двигатели мощностью 520, 580, 650 и 730 л.с. Последние два фактически могут применяться в тягачах для буксировки автопоездов с полной массой до 250 тонн.
Для обеспечения соответствия стандарту Euro 6 в самом мощном блоке 730 л.с. используется система селективного каталитического восстановления (SCR) и рециркуляция отработавших газов (EGR). В то сремя как варианты 520, 580 и 650 л.с. работают только на SCR.
Сегодняшние низкооборотистые двигатели с высоким крутящим моментом расходуют всего лишь две трети того количества топлива, которое сжигали их предшественники из 1970-х годов.
Юбилей в эксклюзиве
Чтобы отпраздновать 50-летний юбилей, Scania Trucks выпустила ограниченную серию машин с двигателем V8 в трёх юбилейных цветах с эксклюзивным оформлением кабины. Все они были проданы так же быстро, как новый iPhone. Хорошая новость заключается в том, что можно купить обычную машину, но в тех же трёх юбилейных цветах: рубиново-красном, сапфирово-синем и арктическое серебро.
Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.
Выпущен двигательс максимальной мощностью 770 л.
с.Новая линейка двигателей V8 включает совершенно новый двигатель с максимальной мощностью 770 л.с., выпущенный на этой неделе компанией Scania. Шведский производитель грузовиков также заявляет об экономии топлива до шести процентов, когда новая коробка передач G33 включена в трансмиссию.
Новые конструкции двигателей прошли тщательную доработку и доработку, включая снижение внутреннего трения, повышение степени сжатия, усовершенствованные системы доочистки и новую мощную систему управления двигателем (EMS).
Новый двигатель мощностью 770 л.с. (566 кВт) развивает крутящий момент 3700 Нм (2729 фут-фунт) в диапазоне от 1000 до 1450 об/мин, что на 40 л.с. и 200 Нм больше, чем у предыдущего двигателя максимальной мощности Scania. Эта цифра 770 также превосходит предыдущий самый мощный серийный двигатель для грузовиков, доступный в настоящее время от Volvo.
Этот последний выпуск может возобновить продолжающуюся гонку лошадиных сил, которая была частью истории соперничества между двумя шведскими производителями.
Не удивляйтесь, если через пару месяцев Volvo объявит о еще одном скачке в доступной мощности, поднявшись с нынешних 750 л.с. до 800 л.с.
Мощный двигатель DC16 123 Scania выдает свои 770 л.с. за счет увеличенных форсунок и турбонагнетателя с фиксированной геометрией на шарикоподшипниках. Результатом является более быстрая реакция и улучшенное сгорание. Избавление от некоторых тяжелых компонентов и упрощение других позволило снизить вес на 75 кг по сравнению с его предшественником.
Обновленный модельный ряд V8 теперь оснащен новым топливным насосом высокого давления, в котором насосные элементы контролируются по отдельности с помощью Active Inlet Metering. Общее управление давлением и входом будет улучшено за счет улучшенной диагностики для увеличения времени безотказной работы и производительности. Новый насос также оптимизирован для минимизации расхода моторного масла. Кроме того, степень сжатия и максимальное давление в цилиндре были повышены, чтобы еще больше улучшить сгорание и эффективность использования топлива.
Scania представляет новую линейку коробок передач, которые со временем заменят все современные автоматизированные решения Scania Opticruise. Первый член новой линейки, G33CM, связан с обновленными двигателями V8 и 13-литровыми двигателями Scania мощностью 500 и 540 л.с.
Новая линейка коробок передач имеет значительно более широкий диапазон за счет настоящей повышающей передачи и может эффективно работать как на низких, так и на высоких оборотах.
Инженеры сосредоточили внимание на внутреннем трении при проектировании и разработке новых трансмиссий, и внутренние потери были снижены примерно на 50 процентов. Это было достигнуто за счет полировки некоторых шестерен, использования трансмиссионной жидкости с низкой вязкостью и размещения львиной доли масла в отдельном контейнере, похожем на сухой поддон, наверху коробки передач. Это уменьшает внутреннее разбрызгивание масла, поскольку шестерни не подвергаются постоянному воздействию масла.
Первый экземпляр новой серии, G33CM, примерно на 60 кг легче существующих редукторов, в основном за счет полностью алюминиевого корпуса и меньших размеров.
Абсолютно новая линейка коробок передач Scania Opticruise не имеет общих деталей с существующей линейкой.
Новые коробки передач короче, чем самая распространенная в настоящее время коробка передач Scania, GRS905. Благодаря использованию только двух синхронизаторов (по сравнению с семью) между низким и высоким диапазоном, новые коробки передач короче и прочнее, а валы способны выдерживать больший крутящий момент. Это также позволяет Scania использовать шестерни с немного более широкими зубьями, которые могут выдерживать большую нагрузку и являются более долговечными.
«Переходя на транспорт без ископаемого топлива, мы должны сделать все, чтобы улучшить наши текущие решения, — сказал Александр Власкамп, исполнительный вице-президент Scania, глава отдела продаж и маркетинга. «Вы не можете допустить, чтобы ваш дом сгорел только потому, что строится новый. Переход должен быть плавным».
«Для грузовика дальнего следования с пробегом около 150 000 километров в год оператор может ежегодно экономить до 4000 литров топлива для грузовика с нашим новым двигателем V8, что является огромным достижением во всех отношениях».
Скания DC16; Развивающийся дизельный двигатель V-8
| Характеристики
Модернизация 16,4-литрового двигателя DC16 V-8 для соответствия строгим стандартам выбросов
Поскольку стандарты выбросов с каждым годом ужесточаются, производители двигателей продолжают совершенствовать свою продукцию, стремясь сохранить ее жизнеспособность.
В области современных дизельных двигателей простое добавление к двигателю дополнительного оборудования для контроля выбросов для соответствия стандартам является в лучшем случае временным решением. Чтобы полностью соответствовать требованиям по выбросам, новая силовая установка или обновленная версия существующего двигателя должны быть спроектированы изнутри. Scania понимает это, и компания взяла свою проверенную рабочую лошадку, дизельный двигатель V-8 DC16, и сделала его легче, эффективнее и чище.
В течение многих лет двигатель Scania DC16 использовался во всем, от внедорожных грузовиков до самосвалов.
Семейство двигателей DC16 в настоящее время состоит из четырех двигателей мощностью 520 л.с. (1991 фунт-фут крутящего момента), 580 л.с. (2212 фунт-фут крутящего момента), 650 л.с. -фут крутящего момента). Три из двигателей (520, 580 и 650) имеют совершенно новую, 176-фунтовую, более легкую компоновку, которая только заимствует блок и конфигурацию от предыдущего поколения, в то время как 730 (из-за его более высокой мощности) сохраняет последние. платформа генерации, обновленная для повышения эффективности и выбросов.
Одно из наиболее значительных изменений произошло в системе турбонаддува трех двигателей (в 730 используется турбокомпрессор с изменяемой геометрией).
Процессы индукции и впрыска двигателя DC16 откалиброваны для работы с последующей обработкой селективным каталитическим восстановлением. Впуск стал более прямым и обеспечивает более прямой поток воздуха в двигатель. Заправкой управляет насос высокого давления Scania XPI, который подает дизельное топливо через центральную трубу и длинные распределительные линии к форсункам. Для повышения эффективности и снижения расхода топлива насос состоит всего из двух поршней и имеет максимальное давление в цилиндре 210 бар.
Повышение эффективности также достигается за счет уменьшения трения. Scania переработала головки цилиндров, поршни, поршневые болты, картер, коленчатый вал и подшипники DC16, чтобы обеспечить лучшее уплотнение и уменьшить трение. Модульные головки (каждый цилиндр имеет индивидуальную головку) точно обработаны и рассчитаны на то, чтобы выдерживать термические и механические нагрузки, возникающие в течение миллионов циклов сгорания.
Паразитное сопротивление в двигателе уменьшается за счет водяного насоса и воздушного компрессора, которые отключаются, когда они не нужны. Вес двигателя был снижен на 176 фунтов за счет упрощения компоновки с меньшим количеством деталей. Для дальнейшего снижения паразитных потерь, увеличивающих расход топлива на всех четырех двигателях, используются различные технологии. Воздушный компрессор и насос охлаждающей жидкости включаются только при необходимости, что помогает уменьшить сопротивление масляной горелке.
Масляный насос с пилотным управлением позволяет регулировать давление в соответствии с потребностями двигателя, а термостат регулирует и оптимизирует температуру и давление масла. Топливный насос и компрессор также перемещены в заднюю часть двигателя, чтобы упростить систему ременного привода.
Маломощные двигатели с большим рабочим объемом производят слишком много воздуха для выделяемого количества тепла, что может повлиять на систему SCR. Поэтому в модели 520 используется специальный распределительный вал, который дольше удерживает впускные клапаны открытыми во время фазы сжатия. Таким образом, двигатель фактически получает меньше воздуха в цилиндр, что помогает поддерживать более высокую рабочую температуру для более эффективного сгорания. Степень сжатия на 520 также увеличена до 22,2:1. Американский инженер Ральф Миллер разработал эту технологию в 50-х годах.
Система выхлопа (за исключением модели 730) состоит только из технологии SCR — EGR отсутствует.
