Powyżej: Scania 390R Super na torze testowym, nagranie z dźwiękiem
10,6 litra pojemności, rzędowy układ i tylko pięć cylindrów – gdy Scania zaprezentowała swój najnowszy silnik, nazwany Super 11 lub DC11, te parametry wywołały niemałe poruszenie. Czego natomiast spodziewać się po tej jednostce, jakie rozwiązania techniczne w niej spotkamy oraz jak mogą wyglądać wrażenia z jazdy? Pewien przedsmak tego tematu postaram się przedstawić poniżej, na podstawie dzisiejszych jazd próbnych w centrum testowym marki Scania w szwedzkim Södertälje.
Jak powstał nowy silnik?
W ogromnym skrócie można powiedzieć, że silnik DC11 (Super 11) to popularna, sześciocylindrowa, 12,7-litrowa jednostka typu DC13 (Super 13), od której odcięto jeden cylinder. Miejsce tego odcięcia łatwo nawet rozpoznać, gdyż jednostka ma wyraźnie skróconą głowicę oraz blok w swojej przedniej części. Na pewno dostrzeżecie to na poniższym zestawieniu zdjęć.
Dlaczego zdecydowano się na pięć cylindrów?
Szwedzi wyjaśniają, że gdy tylko rozpoczęli prace nad serią Super, od razu planowali stworzyć odmianę pięciocylindrową. Uznali, że to najprostszy sposób, by zaoferować klientom jednostkę o mniejszej pojemności, przeznaczoną do lżejszych zastosowań, a jednocześnie zachować pełną modułowość konstrukcji, do minimum ograniczając projektowanie nowych elementów. Na poparcie tej tezy podaje się też wyliczenia: aż 60 procent elementów jest całkowicie wspólnych dla DC11 oraz DC13, 25 procent wymagało niewielkiego dopasowania i tylko 15 procent jest zupełnie nowe.
Jakie są najważniejsze różnice między DC11 oraz DC13?
Naturalną cechą silników o nieparzystej liczbie cylindrów jest brak odpowiedniego wyważenia, mogący prowadzić do silnych wibracji. Scania musiała więc zastosować rozwiązania, które skutecznie te wibracje wyeliminują. I tutaj sprawa zaczyna być szczególnie ciekawa. Inżynierowie Scanii przyznali bowiem na premierowej prezentacji, że towarzyszyła temu bardzo skomplikowana matematyka.
Pierwszym i najbardziej oczywistym rozwiązaniem było zastosowanie wałków wyrównoważających, charakterystycznych dla jednostek o nieparzystej budowie od lat. To jednak dopiero początek, gdyż zadbano też o specjalny system zarządzania układem paliwowym, tak dobierający dawki oleju napędowego dla poszczególnych cylindrów, by maksymalnie zrównoważyć jednostkę. W inteligentny sposób dobiera się także moment wybuchu mieszanki w poszczególnych cylindrach, z 1-stopniowymi przyśpieszeniami lub opóźnieniami, również w ten sposób równoważąc pracę jednostki.
Kolejny zabieg, z punktu widzenia ciężkich samochodów ciężarowych stanowiący olbrzymią nowość, to zastosowanie w pięciocylindrowym silniku zmiennych faz rozrządu VVT (Variable Valve Timing). Tak, mowa o systemie doskonale znanym z wysokoobrotowych aut osobowych, już dekady temu rozsławionym chociażby przez Hondę, BMW lub Toyotę. Jest on tutaj zbudowany podobnie jak w wymienionych „osobówkach”, ale ma wyraźnie inne założenie. O ile bowiem w lekkiej motoryzacji zmienne fazy często wkraczają do akcji z charakterystycznym opóźnieniem, zapewniając nagły przypływ mocy na wysokich obrotach, to tutaj zmienne fazy służą ciągłej, nieustannej i nieodczuwalnej optymalizacji pracy jednostki.
Zmienne fazy rozrządu wykorzystano także do rozwiązania problemu charakterystycznego dla mniejszych jednostek, czyli ograniczonej wydajności hamulca silnikowego. Tutaj Scania stworzyła rozwiązanie o nazwie VVB (Variable Valve Brake), w którym zmienne fazy dodatkowo wspomagają siłę hamowania występującą w silniku. Opracowano przy tym dwie wersje, standardową i wzmocnioną, osiągające moc hamowania na poziomie około 230 lub 344 kW. W przeliczeniu na jeden litr pojemności silnika oznacza to znacznie wyższą wydajność niż w jednostce DC13, która zmiennych faz jest pozbawiona.
Kończąc kwestię konstrukcyjnych nowości, pojawia się też zoptymalizowany układ oczyszczania spalin. Silnik DC11 otrzymał podwójny wtrysk AdBlue, tak samo jak większa jednostka typu DC13. Umiejscowienie pierwszego wtrysku jest tu jednak przesunięte, znajdując się w opatentowanym, stworzonym specjalnie w tym celu „kubku”, umieszczonym tuż przed turbiną. W efekcie AdBlue ma trafiać do spalin mających wyższą temperaturę, zwiększając skuteczność całego systemu. Scania wylicza, że w przypadku DC13 trzeba liczyć się z 12-procentowym poborem AdBlue w stosunku do zużycia paliwa, podczas gdy silnik DC11 powinien zadowolić się 10 procentami.
Jakie uzyskano przy tym osiągi?
Pięciocylindrowy Super 11 został przygotowany w trzech wariantach mocowych. Najsłabszy z nich osiąga 350 KM oraz 1800 Nm, średni rozwija 390 KM oraz 2000 Nm, natomiast w najmocniejszym uzyskano 430 KM oraz 2200 Nm. W każdym przypadku maksymalna moc jest osiągana przy 1800 obr/min, a maksymalny moment obrotowy w zakresie od 950 do 1360 obr/min
Dla kogo przeznaczono te silniki?
Odpowiadając na to pytanie, Scania wskazała na dwa przeciwieństwa. Po pierwsze, pięciocylindrowy silnik DC11 może zainteresować firmy potrzebujące możliwie lekkich pojazdów, dla uzyskania maksymalnej ładowności. Mowa tutaj na przykład o ciągnikach pod cysterny lub podwoziach komunalnych. Drugą potencjalną grupą zainteresowanych mają być firmy jeżdżące z bardzo lekkimi ładunkami, po płaskim terenie, gdzie nie potrzeba wysokich osiągów, a ważne jest niskie spalanie.
Dlaczego akurat te dwie grupy? W kwestii masy własnej pięciocylindrowy Super 11 ma oczywistą zaletę w postaci wyraźnie lżejszej konstrukcji. Oszczędność w stosunku do sześciocylindrowego Supera 13 to aż 85 kilogramów. W kwestii pracy w bardzo lekkich warunkach mniejszy silnik (lub „motor”) daje natomiast szansę na mniejsze zużycie paliwa. Możecie to zobaczyć na poniższym wykresie, opracowanym przez inżynierów Scanii.
Wykres przedstawia zapotrzebowanie na paliwo pod różnym obciążeniem, podczas pokonywania trasy z Norrköping do Södertälje w środkowej Szwecji, gdzie 80 procent dystansu prowadzi po płaskim, a 20 procent to niewielkie wzniesienia. Czarna linia wyznacza efektywność jednostki DC11 430 KM, szara to efektywność większego silnika DC13 420 KM, a im niżej poprowadzona jest linia, tym efektywność paliwowa jest większa (czyli im niżej, tym lepiej). I jak widać, gdy masa rzeczywista pojazdu wynosi około 15-25 ton, mniejszy silnik może być bardziej ekonomiczny od większego. Za to w zakresie powyżej 25 ton to większa jednostka zapewni niższe spalanie.
Czego może spodziewać się przy tym kierowca?
Opis wrażeń zacznę od momentów, gdy podchodziłem do Scanii 390R oraz 430R zjeżdżających akurat z jazd testowych z innymi kierowcami. Tutaj muszę przyznać, że od razu zwróciłem uwagę na specyficzny dźwięk silników, charakteryzujący się głębokim klekotem, niczym w jednostkach sprzed lat. Jeszcze bardziej było to zauważalne gdy moi poprzednicy gasili silniki – to przypomniało wręcz dźwięk gaszonych „V-ósemek”.
Następnie, gdy wsiadłem za kierownicę obu z tych pojazdów i zacząłem rozpędzać je po płaskim terenie, tak naprawdę szybko mógłbym zapomnieć, że mam pod kabiną coś pięciocylindrowego. Zarówno 390-konny, jak i 430-konny silnik przyspieszał bowiem bardzo sprawnie, jak na Scanię z serii Super przystało. Z wnętrza kabiny dźwięk silnika słyszalny był w umiarkowanym zakresie, ale nadal dało się wyczuć jego charakterystyczną, głęboką barwę.
Gdy pojawiło się przede mną strome wzniesienie, umiarkowane osiągi oraz niewielka pojemność nieco o sobie przypomniały. W obu pięciocylindrowych wersjach, tworzących zestawy o masie 32 ton, odniosłem bowiem wrażenie, że powyżej 1200 obr/min jedzie się naprawdę sprawnie, ale poniżej 1200 obr/min dynamika wyraźnie już wygasa. Gdy później zafundowałem sobie przejażdżkę porównawczą, za kierownicą sześciocylindrowej Scanii 420R, tworzącej 36-tonowy zestaw, nie odnotowałem takiego zachowania. Ten pojazd na tym samym wzniesieniu dzielnie walczył o pewność nawet po zejściu do 1000 obr/min, ujawniając przewagę większego motoru.
Najciekawszym elementem jazd próbnych okazało się hamowanie silnikiem. Tutaj wspomniany system VVB wykonywał wspaniałą robotę, hamując 32-tonowe zestawy bardzo sprawnie. Naprawdę nie przypominało to hamowania jednostką o pojemności zaledwie 10,6 litra. Poza tym w trakcie pracy nowego hamulca silnikowego w pełni ujawniała się charakterystyka dźwiękowa pięciocylindrowej konstrukcji. Spod kabiny docierało bowiem bardzo wyraźne i głośne dudnienie, prawie jakbym jechał ciężarówką z Ameryki.
Zestawy, którymi jeździłem podczas jazdy testowych:
