Nowy silnik 2.0 l o wysokiej mocy i momencie obrotowym, który zadebiutuje w modelach Insignia i Zafira Tourer na „Mondial de l’Automobile 2014” w Paryżu (4-19 października), ma wyznaczać kolejny ważny etap we wprowadzaniu przez firmę Opel nowego portfolio zespołów napędowych.
Jednostka dysponująca mocą 170 KM i momentem obrotowym 400 Nm zastąpi dotychczasowy flagowy wysokoprężny silnik Opla 2.0 CDTI o mocy 163 KM. Jednostka spełniająca wymagania normy Euro 6 rozwija moc o prawie 5% wyzszą i dysponuje o 14% wyższym maksymalnym momentem obrotowym, a przy tym ma zużywać mniej paliwa i emitować mniej CO2 niż jej poprzedniczka. Opel zapewnia, że silnik jest cichy i wyróżnia się wysoką kulturą pracy dzięki konsekwentnemu stosowaniu środków „inżynierii akustycznej” służących ograniczeniu hałasu i wibracji.
fot. Opel
Nowy silnik 2.0 CDTI będzie dostępny od przyszłego roku jako pierwszy z nowej rodziny dużych diesli opracowanych przez firmę Opel i globalny zespół konstruktorów z Turynu i Rüsselsheim, przy wsparciu inżynierów z Ameryki Północnej. Produkcję powierzono fabryce silników Opla w Kaiserslautern w Niemczech.
Korzystny stosunek mocy do pojemności, wynosi 85 KM na litr – czyli tyle samo, ile w przypadku najnowszej generacji silnika 1.6 CDTI Opla. 400 Nm jest dostępne w przedziale 1 750 – 2 500 obr./min., a maksymalną moc 170 KM silnik rozwija przy 3 750 obr./min.
Za osiągi silnika odpowiada przede wszystkimi nowo zaprojektowana komora spalania, zmieniony profil kanałów dolotowych oraz nowy system wtrysku paliwa pracujący pod ciśnieniem 2 000 barów i wykonujący do 10 wtrysków na jeden cykl. Takie rozwiązania mają zapewniać wyższą moc, lepsze rozproszenie paliwa oraz cichszą pracę. Podczas prac nad kształtem komory spalania zrealizowano ponad 80 symulacji komputerowych. Na ich podstawie wybrano 5 najlepszych wariantów do dalszych analiz przeprowadzanych na modelach fizycznych.
Zmienną geometrią turbosprężarki steruje elektryczny siłownik – o 20% zwiększa to elastyczność podzespołu w porównaniu z siłownikiem podciśnieniowym. Zwarta konstrukcja turbosprężarki i intercoolera przyczynia się do ograniczenia ilości powietrza między turbosprężarką a silnikiem, co ma przyspieszać wzrost ciśnienia. W celu wydłużenia żywotności turbosprężarki zastosowano chłodzenie cieczą oraz filtr oleju w punkcie jego doprowadzania, co ma ograniczać zużywanie się łożysk.
Turbina o zmiennej geometrii i moduł recyrkulacji spalin (EGR) zostały zintegrowane w jednym układzie. W module EGR zastosowano nową chłodnicę ze stali nierdzewnej, która ma poprawiać efektywność chłodzenia o niemal 90%. Zintegrowany, chłodzony cieczą zawór obejściowy układu EGR powinien ograniczać spadek ciśnienia, a sterowanie w zamkniętej pętli, przyczyniać się do poprawy proporcji między tlenkami azotu a cząstkami stałymi w zmiennych warunkach jazdy, jak również do ograniczenia emisji węglowodorów i tlenku węgla.
Od początku procesu projektowania silnika jednym z ważniejszych wymagań było konsekwentne ograniczanie hałasu i wibracji we wszystkich warunkach eksploatacji. Jeszcze przed zbudowaniem pierwszego prototypu przeprowadzono optymalizację poszczególnych elementów i podzespołów z wykorzystaniem technik CAE (inżynierii wspomaganej komputerowo) i pętli optymalizacji.
Udoskonalenia konstrukcyjne zastosowano w dwóch emitujących hałas strefach: górnej i dolnej części silnika. Nowa aluminiowa głowica cylindrów, wraz z odseparowaną od niej za pomocą specjalnych mocowań i uszczelek plastikową osłoną wałków rozrządu, skuteczniej tłumi hałas. Kolektor dolotowy opakowano w pojedynczą osłonę z materiału dźwiękochłonnego.
W dolnej części silnika zastosowano nowy moduł wałków wyrównoważających w formie wysokociśnieniowego odlewu aluminiowego. Umieszczono w nim dwa obracające się w przeciwnych kierunkach wałki, które kompensują do 83% wtórnych wibracji silnika. Przekładnia spiralna na wale korbowym napędza jeden z wałków wyrównoważających, który poprzez kolejną przekładnię napędza drugi wałek. Kasownik luzu zapewnia płynne zazębienie przekładni, a eliminacja napędu łańcuchowego niweluje ryzyko hałasu, jaki ten element wywoływał. Po szczegółowej analizie zdecydowano się osadzić wałki wyważające na łożyskach płaskich, a nie kulkowych, co przyczyniło się do zmniejszenia hałasu i wibracji, a także do obniżenia masy.
Nowa jest także konstrukcja miski olejowej. Miskę jednoelementową zastąpiono projektem dwuczęściowym. Dolny fragment z blachy stalowej przymocowano do górnego, stanowiącego wysokociśnieniowy odlew aluminiowy. Dalszą eliminację hałasu i wibracji uzyskano poprzez odpowiedni dobór wewnętrznego i zewnętrznego użebrowania obydwu elementów, osiągnięty po kilkukrotnej analizie w pętli optymalizacyjnej.
Pozostałe środki inżynierii akustycznej służące ograniczeniu hałasu pracującego silnika to m.in.: mapa wtrysku zoptymalizowana pod kątem ograniczenia hałasu bez uszczerbku dla zużycia paliwa, poprawiające akustykę żebrowanie żeliwnego bloku cylindrów, indywidualne wyważanie kompresora turbosprężarki o zmiennej geometrii oraz kół turbiny, większa precyzja zazębienia paska rozrządu, jak również rozdzielenie punktów mocujących od jego osłony.
Pod względem czystości spalin nowy silnik 2.0 CDTI ma dorównywać jednostkom benzynowym. Jest to zasługą wprowadzonego przez firmę Opel układu selektywnej redukcji katalitycznej (SCR) BlueInjection, który zapewnia zgodność z normami emisji Euro 6.
BlueInjection to system oczyszczania spalin usuwający z nich tlenki azotu (NOx). Minimalne ilości roztworu AdBlue – nieszkodliwego płynu stanowiącego mieszankę mocznika i wody – są wtryskiwane do strumienia spalin między filtrem cząstek stałych (DPF) a katalizatorem SCR. Roztwór zamienia się w amoniak (NH3), który zostaje wchłonięty przez katalizator SCR. Następnie, wskutek reakcji chemicznej z amoniakiem, tlenki azotu (NOx) w spalinach podlegają redukcji do nieszkodliwego azotu i pary wodnej.
AdBlue dostępny jest na stacjach benzynowych i u dealerów Opla. Jego poziom należy uzupełniać w miarę potrzeb przez wlew umieszczony tuż obok korka wlewu paliwa.
źródło: Opel
Autor: wnp.pl (AG)
