Renault Turbocompound – Dvě turbíny

Renault Trucks v rámci Volvo Group v roce 2021 inovoval své střední a těžké řady T High, T, C, D a K co do designu, komfortu a jízdních vlastností. O poněkud extravagantní design se postaral Paul Daintree. Inovační trend dále pokračuje zdokonalenými motory Euro VI E, DE11 a DE13, přinášejícími až 10% úsporu paliva ve srovnání s předchozí generací motorů.

Tyto motory mají patentované, nově tvarované písty s takzvaným „vlnovým“ efektem, který zlepšuje spalování tím, že směřuje energii více do spalovacího prostoru. Nové jsou rovněž vstřikovače s tryskami. Pro zvýšení mechanické účinnosti se technici v Lyonu zaměřili na snížení třecích ztrát. Byl optimalizován celý klikový mechanismus, tedy písty, ojnice a klikový hřídel. Nový je i systém odvětrávání klikové skříně, turbodmychadlo s rotorem uloženým na kuličkových ložiskách a olejové čerpadlo s proměnným průtokem, a to vše v kombinaci s plně syntetickým mazacím olejem s nízkou viskozitou. Nový je i program řídicí jednotky motoru a systém redukce škodlivin výfukových plynů.

Foto: Renault Trucks

Novinkou, kterou ovšem již dříve zkoušela a zavedla severská konkurence Scania a Volvo, je turbokompaundní motor DE13 TC 480 s výkonovou turbínou, jež přináší vyšší celkovou účinnost, a proto i úsporu paliva. Druhá turbína systému „Turbo Compound“, umístěná ve výfukové soustavě za turbínou turbodmychadla, využívá zbytkovou energii výfukových plynů a mění ji na mechanickou práci, přenášenou na klikový hřídel motoru. Výkonová turbína s vysokými otáčkami musí být připojena na klikový hřídel přes spojku (volnoběžku) jednosměrným převodem „do pomala“, protože otáčky motoru jsou až o dva řády nižší a v určitých provozních režimech by výkon z klikového hřídele byl naopak odčerpáván. Toto řešení zásadně zvyšuje točivý moment motoru v nižších otáčkách.

Pro přiblížení problematiky je nutné podívat se na teorii pístového motoru s vnitřním spalováním. Jde o tepelný stroj s uzavřeným oběhem neboli cyklem, pracující s teplonosným médiem v rozmezí dvou teplot. Ideální, leč v praxi nedosažitelný je tzv. Carnotův cyklus, vyznačující se nejvyšší tepelnou účinností. Pokud by se nižší teplota cyklu blížila absolutní nule (0 Kelvin), tj. mínus 273,16 °C, a vyšší teplota cyklu nekonečnu (∞), byla by tepelná účinnost Carnotova cyklu 100 %. Držíme-li se ale teplot daných okolím a odolností konstrukčních materiálů motoru, bude tato čistě jen teoretická hodnota asi 70 %. Tepelná účinnost má zásadní vliv na celkovou účinnost motoru, kde se uplatňují i další účinnosti, například mechanická, plnicí a další. Vznětový motor, který pracuje s vyšší kompresí než motor zážehový a jehož výkon není řízen množstvím směsi (škrticí klapkou), ale kvalitou směsi, má celkovou účinnost ve všech pracovních režimech vyšší. Protože celková účinnost je součinem dílčích účinností, dosahuje v praxi nejvyšší účinnosti právě vznětový turbokompaundní motor, přibližně 45 % (0,45). V tomto smyslu je spalovací motor na vrcholu svých technických možností. Jen necelá polovina energie přivedené v palivu se využije na mechanickou práci a zbytek je zmařen na teplo předané do okolí.

Foto: Renault Trucks

Technici Renaultu jistě využili zkušeností svých kolegů z vývoje Volvo Trucks, kteří pro řadu FH v roce 2020 představili turbokompaundní vznětový motor D13TC ve výkonových variantách 550, 650 a 750 k (410, 480 a 550 kW) s funkcí I Save, přinášející úsporu paliva a snížení emisí CO₂. Inovovaná řada motorů Renault DE13 (ø 131 x 158 mm) je nyní ve výkonových variantách 324, 353 a 383 kW (440, 480 a 520 k) a nová turbokompaundní varianta DE13 TC 480 má výkon 353 kW (480 k). Oproti základnímu motoru stejného výkonu je zvýšen točivý moment z 2400 na 2700 N.m, tj. o 12,5 %, a to v ekonomickém režimu otáček 900–1250 min^-1. Toto navýšení přináší snížení spotřeby a nižší četnost řazení automatizované převodovky. Nejvyššího výkonu až 360 kW dosahuje motor v rozmezí otáček 1250–1600 min^-1 a nejvyšší otáčky jsou 1900 min^-1. Pokud je aktivována dekompresní brzda Optibrake s brzdným výkonem 430 kW, mohou otáčky motoru být až 2300 min-1. Hmotnost motoru bez náplní 1157 kg navyšuje o 115 kg systém úpravy výfukových plynů SCR vyhovující limitům škodlivin podle současně platného standardu Euro VI stupně E. K motorům Renault DC11, DC13 (TC) je dodávána také optimalizovaná dvanáctistupňová převodovka (2x3x2) Optidriver nové generace, obdoba Volvo I-Shift, jež má nový software pro řazení a nový ovladač třecí spojky pro plynulejší a rychlejší řazení. Software Smart Torque Control udržuje motor v režimu minimální měrné spotřeby, což snižuje provozní spotřebu paliva.

Renault zdokonaluje také svou péči o řidiče a zákazníka. Prediktivní tempomat Opti­vision nyní využívá topografii vozovky k optimalizaci řazení. Renault Trucks nabízí kompletní školicí program o zásadách hospodárné jízdy a řešení, která podporují dopravce ve snaze sledovat a zlepšovat spotřebu paliva a emisí CO₂ jejich vozového parku. Software pro správu vozového parku Optifleet (modul Check) sleduje spotřebu paliva každého vozidla a analyzuje styl jízdy s cílem určit oblast, kde je možné spotřebu snížit. Je zřejmé, že ve společenství Volvo Group francouzská automobilka se ctí ­prospívá. 

Foto: Renault Trucks

Převzato z časopisu

Fotogalerie