Przegubowiec

 

Silnik PR228, o mocy 228 kW (310 KM) napędza wszystkie Solarisy Urbino 18 z lat 2007 i 2008. Jego słabsza, 183-kilowatowa (249-konna) odmiana występuje w solowych autobusach Solaris Urbino 12 z tych samych roczników. Standardowo dla pojazdów użytkowych, jest to silnik wysokoprężny (stopień sprężania 17,4), o zapłonie samoczynnym, występującym w wyniku szybkiego sprężenia paliwa i przekroczeniu temperatury samozapłonu. PR228 jest jednostką sześciocylindrową, o rzędowym ułożeniu cylindrów w układzie stojącym, co czyni go przeznaczonym do umieszczania w zabudowie wieżowej.

Silnik DAF PR. Źródło rysunku: prospekt producenta

Silnik posiada żeliwny kadłub oraz dwie żeliwne głowice, z których każda pokrywa 3 cylindry. Zastosowanie ciężkiego żeliwa na blok cylindrów i głowicę pozwala na uzyskanie wysokiej wytrzymałości silnika. Uszczelnienie połączenia kadłub-głowice zapewnia pięciowarstwowe, stalowe uszczelnienie. Dla uzyskania dobrego przepłukania cylindraw trakcie oczyszczania ze spalin, zastosowano po 4 zawory na cylinder (2 dolotowe i 2 wylotowe). Silnik posiada suche (co oznacza: nieomywane bezpośrednio cieczą chłodzącą), wymienne tuleje cylindrów, o polerowanych powierzchniach (dla zmniejszenia tarcia między tulejami a pierścieniami tłoka oraz wytworzenia filmu olejowego na gładzi cylindra). Tłoki, dla zmniejszenia sił bezwładności, wykonano z lekkiego i wytrzymałego stopu aluminium. Średnica tłoka wynosi 118 milimetrów, zaś skok – 140, co dla 6 cylindrów daje pojemność skokową równą 9,2 litra. Do oddzielenia przestrzeni spalania od przestrzeni korbowej zastosowano trzy pierścienie umieszczone na tłoku, z których pierwszy jest dwustożkowy, z chromowo-ceramiczną wykładziną, wysoko odporny na ścieranie; drugi – uszczelniający; zaś trzeci – służy do zgarniania oleju. Wysokowytrzymały wał korbowy, wykonany z azotowanej, kutej stali stopowej, wsparto na 7 łożyskach (jedno co każdy cylinder). Zastosowano 4 ciężarki wyważające, dla zmniejszenia drgań wynikających z nierównomiernej pracy silnika. Wał rozrządu umieszczono w kadłubie (patrz ilustracja), jest on wykonany z kutej stali utwardzanej indukcyjnie. Wsparto go, podobnie jak wał korbowy, na 7 łożyskach. Napęd do niego doprowadzany jest od wału korbowego przez przekładnię zębatą.

Do zasilania cylindrów paliwem zastosowano układ wtryskowy ze sterowanym elektronicznie zespołem pomp. Każdy cylinder posiada indywidualny zespół pompy i wtryskiwacza. Wykorzystano wtryskiwacze Smart o zmiennym momentem rozpoczęcia wtrysku, a także zmiennym ciśnieniem i ilości wtryskiwanego paliwa. Instalacja ta umożliwia przeprowadzenie wtrysku wielofazowego. Takie rozwiązanie pozwala na dostosowanie dawki paliwa do zmiennych warunków obciążenia, prędkości pojazdu i prędkości wału korbowego, z zachowaniem niskiej emisji zanieczyszczeń i wysokiego momentu obrotowego w każdych warunkach pracy. Maksymalne ciśnienie wtrysku jest bardzo wysokie i wynosi aż 1500 bar. Dla poprawienia napełnienia cylindra zastosowano turbosprężarkę, wyposażoną w sterowane obejście (zawór upustowy dla zmniejszenia stopnia doładowania) oraz w chłodnicę powietrza doładowującego (dla poprawy wypełnienia cylindra świeżym ładunkiem – schłodzone powietrze jest bowiem gęstsze).

Silnik serii PR posiada miskę olejową wyciskaną z blachy stalowej, o pojemności 20 litrów. Do czyszczenia oleju służy pełnoprzepływowy filtr z wymiennym wkładem wraz z odśrodkowym filtrem bocznikowym. W skład układu chłodzenia wchodzi również chłodnica oleju, zbudowana jako płytowy wymiennik ciepła układu smarowania i układu chłodzenia. Chłodnica ta pełni dwie role – w trakcie rozgrzewania silnika oddaje ciepło z szybko nagrzewającej się cieczy z układu smarowania do układu chłodzenia, pozwalając na szybkie nagrzanie silnika, zmniejszające straty mechaniczne; natomiast po rozgrzaniu silnika ciepło jest przekazywane w drugą stronę – od układu smarowania do układu chłodzenia. Ciecz z układu smarowania posiada kanały bliżej umieszczone gorących elementów głowicy (szczególnie okolic zaworów), co pozwala na skuteczniejsze chłodzenie silnika po rozgrzaniu. Obieg cieczy w układzie chłodzenia wymusza pompa zębata, napędzana od wału korbowego, o wydatku 115 litrów na minutę.

Wnętrze zabudowy wieżowej w autobusie Solaris Urbino 18. Po prawej widoczny reaktor katalityczny, w którym następuje redukcja tlenków azotu, zaś po lewej - wentylator chłodnicy. Fot. Jacek Pudło

Spaliny po opuszczeniu silnika kierowane są do reaktora katalitycznego, zwanego potocznie katalizatorem. Dla zmniejszenia emisji szkodliwych dla środowiska tlenków azotu poddaje je się tam obróbce – selektywnej redukcji katalitycznej (technologia SCR). Przed wejściem do reaktora wtryskiwany jest wodny roztwór mocznika, o nazwie handlowej AdBlue. W reaktorze z mocznika pod wpływem ciepła i wody powstaje amoniak, reagujący z tlenkami azotu. Produktami reakcji są nieszkodliwe azot i tlen.

Na zdjęciu widok na komorę silnika, w której zamontowany jest ukośnie silnik DAF Paccar PR228. Istotne elementy opisane są liczbami, które rosną od prawego górnego rogu do lewego dolnego. 1 - napęd sprężarki klimatyzacji, 2 - za tą obudową ukryta jest pompa oleju, 3 - to koło owinięte paskiem klinowym napędza pompę wody, 4 - przewód doprowadzający do silnika powietrze, 5 - koło zamocowane do wału korbowego silnika - można to zakwalifikować jako przystawkę odbioru mocy, 6 - blok silnika, 7 - alternator, 8 - miska olejowa - wewnątrz niej mieści się pompa oleju, 9 - jedna z podpór mocujących silnik z gumowym elementem tłumiącym, 10 - filtr oleju, 11 - przewód instalacji napełniania układu chłodzenia, 12 - przewód do dodatkowego ogrzewania, wykorzystywanego przy zimnym rozruchu i zwiększonym zapotrzebowaniu na ciepło w zimie. fot. Jacek Pudło

Dodatkowe elementy osprzętu silnika stanowi sprężarka (nabijająca powietrze do instalacji pneumatycznych, zasilających hamulce, zawieszenie i sterowanie drzwi), alternator (doładowujący akumulatory), pompa wspomagania układu kierowniczego oraz rozrusznik (o mocy 4 kW). Silnik posiada też hamulec wydechowy, który stanowi pneumatycznie sterowany zawór skrzydełkowy w przewodzie wydechowym (dławienie w ten sposób wypływu spalin z silnika pozwala na jego hamowanie). Hamulec ten zapewnia moc hamowania 130kW przy prędkości obrotowej silnika 2400 obr/min.

Charakterystyki silników rodziny DAF PR. Górna charakterystyka przedstawia moment obrotowy w funkcji prędkości obrotowej, dolna - moc w funkcji prędkości obrotowej. Źródło: prospekt producenta

Silnik PR183, stosowany w autobusach solowych, osiąga maksymalny moment 1050 Nm w zakresie prędkości obrotowych 1100-1700 obr min oraz moc maksymalną 183 kW przy prędkości obrotowej 2200 obr/min. Dla silnika PR228 maksymalny moment wynosi 1275 Nm przy tych samych prędkościach obrotowych, zaś moc – 228 kW. Odnosząc te osiągi do pojemności skokowej, można ten silnik określić jako wysilony. Objętościowy wskaźnik mocy, określający wysilenie silnika, wynosi 19,9 kW/dm3 dla słabszej i 24,8 kW/dm3, dla mocniejszej odmiany. Na ilustracji przedstawiającej wykres momentu obrotowego w funkcji prędkości zauważalny jest płaski odcinek, odpowiadający prędkościom 1100-1700 obr/min i momentowi maksymalnemu. Taki kształt charakterystyki oznacza, iż w tym zakresie prędkości przyspieszenie pojazdu jest stałe. W praktyce przekłada się to na płynne rozpędzanie pojazdu. Producent deklaruje trwałość silnika odpowiadającą 800 000 km przebiegu do pierwszej naprawy głównej. Dla typowego autobusu miejskiego, wykonującego rocznie przebieg 70 tys. km, oznacza to 11-letnią, bezproblemową eksploatację. Zużycie paliwa silników rodziny PR kształtuje się w okolicy 40 l/100 km dla wersji stosowanej w autobusach solowych oraz 50 l/100 km dla przegubowca. Wartości te ulegają znacznym wahaniom w zależności od ilości przystanków i skrzyżowań, częstotliwości występowania zatorów ulicznych na trasie, dynamiki jazdy oraz umiejętności kierowcy. DAF, wykorzystujący technologię SCR do uzyskania czystości spalin na poziomie norm Euro IV i V, jest w grupie z producentami takimi jak Iveco, Volvo i Mercedes. Alternatywne rozwiązania, nie wymagające stosowania AdBlue, promują tu MAN i Scania. Parametry dynamiczne silników DAF są zbliżone do konkurencji.

Porównując ten silnik z konstrukcjami historycznymi, stosowanymi w autobusach, poza poprawą składu spalin i zmniejszeniem hałaśliwości pracy daje się zauważyć zwiększona moc maksymalna. Nie jest ona jednak w pełni spożytkowana na zwiększanie osiągów. Współczesne autobusy posiadają większą masę własną, z racji na większą długość i dodatkowe wyposażenie, które nie tylko sporo waży, ale i zużywa więcej energii. Do takich elementów można zaliczyć chociażby elektroniczne wyświetlacze czy też klimatyzację przestrzeni pasażerskiej.

 

Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć.