Spalovací motory – Neuvěřitelné je skutkem – 1. díl

Kdo by řekl, že při vyšším výkonu spalovací motor sníží spotřebu paliva a tím i emise škodlivin ve výfukových plynech, tedy alespoň ty, na něž se zaměří následující emisní norma Euro VII?

Úspora 1100 l paliva za rok a o tři tuny méně emisí CO₂ – to jsou dva údaje o tahači Mercedes-Benz Actros pro dálkovou dopravu s nejnovější generací motoru Mercedes-Benz OM 471 pro těžký provoz, které platí při ročním proběhu 130 000 km!

Pět úrovní maximálního výkonu

Nová generace vznětového šestiválce se zdvihovým objemem 12,8 l Mercedes-Benz OM 471 je nyní k dispozici v následujících základních verzích: 310 kW /421 k
při 1600 min^-1 a 2100 N.m při 1100 min^-1, 330 kW /449 k při 1600 min-1 a 2200 N.m při 1100 min^-1, 350 kW/476 k při 1600 min^-1 a 2300 N.m při 1100 min^-1 , 375 kW/510 k při 1600 min^-1 a 2500 N.m při 1100 min^-1, 390 kW/530 k při 1600 min^-1 a 2600 N.m při 1100 min^-1.

Základní výkonové varianty s 310 kW/421 k, 330 kW/449 k a 350 kW“/476 k jsou doplněny třemi verzemi s označením „Top Torque“. U těchto motorů je při jízdě na nejvyšší převodový stupeň automatizované převodovky Mercedes PowerShift 3 v případě potřeby zvýšen točivý moment o 200 N.m. Tato strategie snižuje potřebný počet řazení a zvyšuje rychlost přepravy bez negativního vlivu na spotřebu paliva. Její význam je u nejnovější generace těchto motorů posílen ještě rychlejším nárůstem točivého momentu ve velmi nízkých otáčkách. Německý konkurent MAN dodává motory MAN D26 druhé generace v rámci balíčku opatření EfficientLine 2 se systémem TopTorque již od začátku letošního roku. O 200 N.m dokáží navýšit maximální točivý moment v rámci využití dvou nejtěžších převodových stupňů automatizované převodovky MAN TipMatic2 – poznámka redakce.

Strohá čísla udávající maximální hodnoty výkonu a točivého momentu motorů OM 471 uvedenou skutečnost odrážejí pouze částečně. Nejvyšší výkon je u všech motorů nové generace k dispozici na téměř konstantní úrovni v širokém rozsahu otáček od 1450 do 1800 min^-1. Také nejvyšší točivý moment je téměř konstantní od 900 do 1450 min^-1. Z toho plyne excelentní jízdní charakteristika s mimořádně širokým pásmem využitelných otáček.

Nová generace X-Pulse

Zásadní součástí nové generace motorů je nejnovější generace vstřikovací soustavy X-Pulse, systému typu Common Rail s multiplikátorem tlaku ve vstřikovačích a možností libovolného řízení průběhu vstřikovacího procesu. Maximální tlak ve společném zásobníku tlaku byl zvýšen z 900 barů na 1160 barů, což umožňuje dosahovat maximálního pracovního vstřikovacího tlaku 2700 barů. Dosavadní sedmiotvorové vstřikovací trysky byly nahrazeny osmiotvorovými tryskami, čímž se zvýšil maximální průtok o 10 %. Kromě toho je nová také geometrie vybrání dna pístu a kompresní poměr byl výrazně zvýšen ze 17,3:1 na 18,3:1, přičemž míra recirkulace výfukových plynů byla snížena. Souhrn všech opatření přinesl další zvýšení účinnosti v celém rozsahu provozních podmínek. Výsledkem je výrazně nižší spotřeba paliva. Důsledkem nového průběhu křivky točivého momentu je také posunutí nejnižší spotřeby paliva do oblasti nižších otáček. Protože je motor důsledně koncipován pro nízkou spotřebu paliva, dochází při spalování k vyšší tvorbě emisí NOx. Proto byl systém SCR vybaven novým a účinným katalyzátorem SCR. Spotřeba aditiva AdBlue odpovídá přibližně pěti procentům spotřeby paliva, což je přibližně na úrovni předchozích motorů Euro V.

Vrcholná verze 390 kW/530 k

Nejnovější generace X-Pulse s výrazně vyšším vstřikovacím tlakem tvoří zároveň předpoklad pro zavedení nové vrcholné verze řady OM 471, která dosahuje maximálního výkonu 390 kW/530 k a vynikajícího maximálního točivého momentu 2600 N.m. Již při volnoběžných otáčkách 600 min^-1 nabízí nový motor suverénní točivý moment 1600 N.m. OM 471 tak vstupuje do oblasti výkonových parametrů, které byly ještě před několika lety vyhrazeny výrazně větším motorům a osmiválcům. OM 471 patří mezi nejvýkonnější vznětové motory své třídy. Pozornost si zasluhují rovněž hodnoty výkonu 30,5 kW/41,4 k na litr zdvihového objemu a točivého momentu 203 N.m na litr zdvihového objemu. Nová vrcholná verze splňuje všechny požadavky dokonce i na velmi náročný provoz se soupravami o celkové hmotnosti 40 t a více. Provozovatelé zároveň těží ze zřetelných výhod v oblastech hmotnosti a spotřeby paliva v porovnání s většími motory podobných výkonových parametrů.

Vysoký točivý moment

Z nového vstřikování profituje nejen nejvýkonnější verze, ale i všechny ostatní výkonové varianty motoru OM 471. Hodnoty nejvyššího výkonu a točivého momentu jednotlivých motorů sice zůstávají nominálně beze změny, ale křivky průběhu výkonu a točivého momentu mají v oblasti nejnižších otáček výrazně strmější růst, a odrážejí tak novou charakteristiku motorů. Ve všech výkonových stupních dosahují nové motory již při necelých 800 min^-1 točivého momentu minimálně 2000 N.m. V závislosti na výkonovém stupni je maxima točivého momentu dosaženo již přibližně mezi 800 a 950 min^-1.

Podobně výhodný je v důsledku toho také průběh výkonové křivky nových motorů. Jmenovité otáčky činí nyní 1600 min^-1, ale i při dosavadních 1800 min^-1 poskytuje motor výkon, který je jen o jedno procento nižší než maximum. V závislosti na výkonové variantě je 95 % maxima výkonu dosaženo již při cca 1300 až 1400 min^-1. To v praxi znamená vynikající provozní vlastnosti za všech myslitelných podmínek v extrémně širokém pásmu využitelných otáček cca 1000 min^-1. Zejména v nízkých otáčkách zanechávají již beztak výkonné motory nyní dojem, že patří minimálně o jednu výkonovou třídu výš.

Nižší otáčky a nižší stálý převod

Mercedes-Benz používá tuto novou charakteristiku pro delší standardní stálý převod. Jeho hodnota i=2,533 místo dosavadní i=2,611 znamená snížení úrovně otáček o tři procenta. U pneumatik 315/70 R 22,5 z toho plynou otáčky pouhých 1150 min^-1 při rychlosti jízdy 85 km/h. Díky nové výkonové charakteristice to není na úkor jízdních výkonů. Motory naopak disponují ve stoupání výrazně vyššími rezervami. Toto zvýšení jízdní dynamiky je patrné nejen při jízdě po dálnici, nýbrž i na ostatních silnicích. Dokládá to například mimořádně oblíbený Actros 1845. Při rychlosti jízdy 65 km/h má motor s novým stálým převodem na nejvyšší stupeň otáčky jen necelých 900 min^-1. Motor dosahuje již při těchto otáčkách téměř svého maximálního točivého momentu 2200 N.m, a vykazuje přitom dokonce ještě výrazné rezervy. S dosavadním motorem a stálým převodem jel Actros 1845 na nejvyšší převodový stupeň při stejné rychlosti s otáčkami přesahujícími hranici 900 min^-1, ale točivý moment necelých 2000 N.m byl již v sestupné oblasti. Sečteno a podtrženo to znamená, že nejnovější generace motorů Mercedes-Benz OM 471 kombinuje citelně vyšší jízdní výkony s výrazně nižší spotřebou paliva.

Převzato z časopisu

Fotogalerie