...na „Mondial de l’Automobile 2014” w Paryżu (4–19 października), wyznacza kolejny ważny etap we wprowadzaniu przez firmę Opel nowego portfolio zespołów napędowych.
Jednostka dysponująca mocą 125 kW/170 KM i imponującym momentem obrotowym 400 Nm zastąpi dotychczasowy flagowy wysokoprężny silnik Opla 2.0 CDTI o mocy 120 kW/163 KM. Bardzo oszczędna jednostka spełniająca wymagania normy Euro 6 rozwija moc o prawie 5 procent większą i dysponuje o 14 procent wyższym maksymalnym momentem obrotowym, a przy tym zużywa mniej paliwa i emituje mniej CO2 niż jej poprzedniczka. Co równie ważne, silnik jest imponująco cichy i wyróżnia się wysoką kulturą pracy dzięki konsekwentnemu stosowaniu środków „inżynierii akustycznej” służących ograniczeniu hałasu i wibracji.
Ten zaawansowany konstrukcyjnie silnik doskonale pasuje do naszych flagowych modeli: Insignii i Zafiry Tourer – mówi Michael Ableson, wiceprezes ds. inżynierii. Bardzo dobry stosunek mocy do pojemności, kultura pracy, niskie spalanie oraz mnóstwo przyjemności z jazdy stawiają go wśród najlepszych diesli w tej klasie. Zgodny z normą Euro 6 silnik 2.0 CDTI już dziś spełnia przyszłe wymagania i niewątpliwie uatrakcyjni naszą ofertę silników wysokoprężnych.
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.
Wzrost mocy przypadającej na jednostkę pojemności: ograniczenie spalania i emisji
Pozyskanie maksymalnej energii z minimalnej ilości paliwa to czynnik decydujący zarówno o mocy, jak i o oszczędnej eksploatacji. Dzięki wyjątkowo korzystnemu stosunkowi mocy do pojemności, który wynosi 85 KM na litr – czyli tyle samo, ile w przypadku najnowszej generacji silnika 1.6 CDTI Opla – dwulitrowy diesel zapewnia mnóstwo przyjemności z jazdy, nie obciążając nadmiernie kieszeni właściciela. Imponujące 400 Nm jest dostępne w przedziale 1750–2500 obr./min., a maksymalną moc 125 kW/170 KM silnik rozwija już przy 3750 obr./min.
Za osiągi silnika odpowiada przede wszystkimi nowo zaprojektowana komora spalania, zmieniony profil kanałów dolotowych oraz nowy system wtrysku paliwa pracujący pod ciśnieniem 2000 barów i wykonujący do 10 wtrysków na jeden cykl. Takie rozwiązania zapewniają wyższą moc, lepsze rozproszenie paliwa oraz cichszą pracę silnika. Podczas samych tylko 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 procent zwiększa to elastyczność podzespołu w porównaniu z siłownikiem podciśnieniowym. Wyjątkowo zwarta konstrukcja turbosprężarki i intercoolera przyczynia się do ograniczenia ilości powietrza między turbosprężarką a silnikiem, co przyspiesza wzrost ciśnienia. W celu wydłużenia żywotności turbosprężarki zastosowano chłodzenie cieczą oraz filtr oleju w punkcie jego doprowadzania, co ogranicza zużywanie się łożysk.
Dla poprawy efektywności turbina o zmiennej geometrii i moduł recyrkulacji spalin (EGR) zostały zintegrowane w jednym układzie. W module EGR zastosowano nową chłodnicę ze stali nierdzewnej, która poprawia efektywność chłodzenia niemal o 90 procent. Zintegrowany, chłodzony cieczą zawór obejściowy układu EGR ogranicza spadek ciśnienia, a sterowanie w zamkniętej pętli istotnie przyczynia się do poprawy proporcji między tlenkami azotu a cząstkami stałymi w zmiennych warunkach jazdy, jak również do ograniczenia emisji węglowodorów i tlenku węgla.
Płynność działania: moc diesla i kultura pracy turbiny
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 wyważających w formie wysokociśnieniowego odlewu aluminiowego. Umieszczono w nim dwa obracające się w przeciwnych kierunkach wałki, które kompensują do 83 procent wtórnych wibracji silnika. Przekładnia spiralna na wale korbowym napędza jeden z wałków wyważających, 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 między innymi: 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.
Dzięki powyższym zabiegom w porównaniu z poprzednikiem silnik emituje mniejszy hałas w całym zakresie obrotów. Na biegu jałowym różnica na jego korzyść wynosi 5 decybeli.
Ekologiczna eksploatacja dzięki układowi selektywnej redukcji katalitycznej (SCR)
Pod względem czystości spalin nowy silnik 2.0 CDTI dorównuje 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 natychmiast 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.
