Разработки компании MAN
| В разгар лета, в конце июня компания MAN любезно пригласила журналистов в курортный австрийский городок Сант-Вольфганг. Здесь, на берегу альпийского озера, проходило наше знакомство с последними техническими ноу-хау одного из крупнейших производителей грузовиков и автобусов. |
было многообещающим – Advanced Press Conferenсe, IАА-2006, т. е. «Предварительная
пресс-конференция, посвященная предстоящему Ганноверскому автосалону».
Фирме и впрямь есть чем гордиться: топовый двигатель D26 Евро 4/Евро 5,
гибридные силовые установки, моторы на водороде, передовые системы безопасности
и многое другое.
Топовый Сommon Rail
Известный турбодизель D28, выпускающийся уже много лет, удаляется на
покой – ему на смену приходит передовой агрегат D26 CR, соотвествующий
экологическим нормам Евро 4/Евро 5. Рядный 6-цилиндровый турбодизель конструктивно
подобен недавно появившемуся младшему собрату D20 СR. Рабочий объем по
сравнению с «двадцатым» увеличен с 10,52 до 12,42 л, здесь также 4 клапана
на цилиндр, цельная головка блока и, самое важное, – система Common Rail
второго поколения. Мотор предлагается в трех версиях мощности: 460, 480
и 540 л. с. Максимальный крутящий момент, соответственно, в 2100, 2300
и 2500 Нм достигается в широком диапазоне оборотов: 1050–1400 в минуту.
Менее мощный вариант предназначен для установки на автобусы Neoplan, а
два других – на магистральные тягачи MAN TGA, а также грузовики для строительного
сектора, работающие с повышенными нагрузками.
По сравнению с предшественником D28 мотор стал на 2% экономичнее. Это
достигнуто благодаря снижению трения в приводе клапанов, а также применению
новой системы рециркуляции выхлопных газов EGR, постоянно контролируемой
электроникой. Двигатель «похудел» на 70 кг, более того, он в среднем на
300 кг (!) легче конкурентов. Это не только повышает грузоподъемность
автомобиля, но и снижает риск перегрузки передней оси.
Высокая удельная мощность, как и в двигателе D20 CR, достигнута благодаря
разработке с помощью «метода предельных элементов» – FEM (Finite Elements
Method). В конструкции применены высокопрочные материалы. Некоторые компоненты
собраны в единый модуль: так, в системе смазки последний выполняет три
функции: фильтрацию масла, его охлаждение и очистку от прорвавшихся в
картер газов посредством сепарации .
Межсервисный интервал нового двигателя увеличен до 120 тыс. км. Обслуживание
его упрощает электронный блок управления EDC7, унифицированный с агрегатом
D20 CR. Замена топливных и масляных фильтров стала проще. Примечательно,
что за натяжением ремня ГРМ следить не надо – когда потребуется, он сделает
это автоматически.
Ресурс двигателя составляет не менее 1,5 млн. км, что сопоставимо с 38-ю
кругосветными путешествиями. Высокая надежность силового агрегата достигнута
за счет системы охлаждения, разработанной при помощи компьютерного проектирования.
Так, благодаря параллельным каналам для охлаждающей жидкости, сделанным
в головке блока и картере, соблюден температурный баланс. Свою лепту вносят
и цельная головка блока с минимальным количеством деталей и распредвал
с необслуживаемыми прямозубыми шестернями.
Экологические нормы Евро 4 достигнуты благодаря использованию доработанной
системы рециркуляции выхлопных газов EGR и хорошо известного запатентованного
фильтра твердых частиц MAN PM-KAT. А вот нормы Евро 5 (мотор в 540 л.
с. будет предлагаться только в самом «чистом» исполнении) уже потребовали
внедрения системы очистки выхлопных газов SCR с использованием аммиачного
заменителя AdBlue. Примечательно, что двигатели D26 CR и D20 CR разрабатывались
совместно с заокеанским концерном Navistar. И это не случайно: моторы
MAN должны соответсвовать и грядущим американским эко-нормам – EPA 2007
и EPA 2010. Интересно, к чему бы это?
Работа над гибридами
Компания MAN уже несколько лет трудится над гибридной силовой установкой
для своих машин. Новейшая разработка – среднетоннажник TGL, оборудованный
электродинамическим модулем EDA. Турбодизель и автоматизированную коробку
передач здесь связывает электомотор, объединенный с маховиком. Сцепления
нет и в помине. В режиме старт-стоп (например, при движении в городском
потоке) основной двигатель периодически отключется, а затем электромотор
быстро его запускает. В итоге экономится до 10% топлива, в атмосферу выбрасывается
меньше вредных веществ и сам двигатель работает тише. Кроме того, решается
проблема при трогании с места в гору без «ручника», да и движение с минимальной
скоростью в пробке становится не таким утомительным. Модуль EDA, разработанный
совместно с известной фирмой ZF, довольно компактен и свободно помещается
в обычную корзину сцепления. Машина TGL EDA пока проходит испытания, в
том числе и потребительские: так, уже около 100 различных водителей наездили
на ней свыше 5000 км. Отзывы самые хорошие, так что не исключено, что
в скором времени гибридные TGL начнут колесить по нашим дорогам.
MAN сегодня активно работает и над проектом дизель-электрических силовых
установок для городских автобусов – IDEAS (Innovative diesel-electric
hybrid drive for city buses). Работы ведутся совместно с фирмой Siemens
и оцениваются в 4 млн. евро. Планируется, что уже в 2007 году на маршрут
выйдут два специальных городских автобуса Lion’s Star. Каждый будет оснащен
обычным дизелем и двумя элеткромоторами в задних колесах. Но машины будут
разные. Одна – с обычными аккумуляторами на крыше, а другая – c ультраконденсаторами
(ultracap), которые быстро подзаряжаются во время торможения (режим рекуперации).
В первом случае достигается максимальная чистота выхлопа, а во втором
– максимальная экономичность. И аккумуляторы, и конденсаторы служат своеобразным
буфером между дизельным двигателем и электромотором, позволяющим экономить
на маршрутах с частыми остановками до 25% топлива. При старте автобус
работает только от аккумуляторов или конденсаторов. В штатных режимах
замедление машины осуществляется исключительно электромоторами, и только
в экстренных случаях подключаются обычная тормозная система.
Дешевый водород
Работу над водородными двигателями MAN начал еще в 1992 году, а в 1996-м
был показан первый ходовой образец автобуса. Затем эта машина служила
в окрестностях Мюнхена три года и наездила свыше 42 тыс. км. С 1997 года
компания начала работу над новым двигателем внутреннего сгорания, потребляющим
водород. Довести мотор удалось лишь ко второй половине 2004 года.
До этого активно продвигался проект автобусов Full Cell на топливных
элементах. Сделали несколько опытных образцов, но из-за своей дороговизны
(на их борту целый мини-завод по добычи водорода) такие машины, по всей
видимости, пока не получат широкого распространения.
Другое дело – новый водородный мотор Н 2866 UH. В его основу положен
двигатель внутреннего сгорания с привычным 4-тактным принципом, работающий
на природном газе. Блок цилиндров у него такой же, как и у дизельных «собратьев».
Водородно-воздушную смесь в цилиндры подает электромагнитный клапан с
электронным управлением (давление впрыска – всего лишь 10 бар). Примечательно,
что для воспламенения водородно-воздушной смеси нужна энергия в 12 раз
меньше, чем для бензино-воздушной. Мощность двигателя – 200 кВт. Запас
хода превышает 300 км, что вполне соответствует реальным требованиям к
городским автобусам.
Преимущества водородного двигателя внутреннего сгорания перед агрегатом
на топливных элементах – простота и надежность конструкции, несложная
организация производства с быстрым увеличением объемов выпуска, унификация
с дизельными и газовыми моторами, значительно меньшая стоимость, и при
этом такой же чистый выхлоп, как и у двигателя на топливных элементах.
Экологическая его чистота впечатляет. Так, у водородного двигателя выбросы
окислов азота (NОx) составляют 0,2 г на кВт/ч (для дизелей Евро 5 – 2,0
г), углеводорода (НС) – 0,04 (0,46), твердых частиц (РМ) – 0,005 (0,02).
И это при том, что вредные выбросы CO2 отсутствуют полностью.
Всевидящая безопасность
При разработке новых грузовиков и автобусов фирма MAN особое место уделяет
безопасности и комфорту. Прежде всего, отметим новое поколение пневматической
подвески колес c электронным управлением – ECAS 2 (Electronically Controlled
Air Suspension). Данная подвеска получила дополнительную весьма ценную
функцию – регулировки жесткости амортизаторов. Для грузовиков эта система
называется Сontinuous Damping Control (CDC), а для автобусов – СDS (Comfort
Drive Suspension).
Работают системы следующим образом. Многочисленные датчики следят за
положением центра тяжести и нагрузкой автомобиля, качеством дороги, углом
поворота колес, положением педали газа и тормоза, а также за скоростью.
В зависимости от тех или иных условий, электромагнитные клапаны подают
масло в амортизаторы, делая их более мягкими или более жесткими. При этом
компьютер сверяет показание каждые 25 миллисекунд и мгновенно реагирует
на изменение обстановки. Примечательно, что при торможении или ускорении
амортизаторы в любом случае становятся жестче, что уменьшает клевки и
повышает устойчивость грузовика или автобуса. Система CDC уже применяется
на магистральных тягачах TGL, а скоро станет доступной и для других моделей
грузовиков.
В последнее время MAN активно уделяет внимание «всевидящим» системам
безопасности, в которых используются телекамеры и датчики. Последняя разработка
– система Ultrasonic Guard System (UGS), которая практически устраняет
мертвые зоны вокруг кабины грузовика. А статистика здесь не радужная:
95% аварий, связанных с наездом грузовиков на пешеходов и велосипедистов,
происходит именно во время маневрирования последних в «мертвой зоне» возле
кабины и задних колес с правой стороны.
Не допустить подобного призвана система UGS. Двенадцать датчиков, расположенных
по периметру переднего бампера (в том числе и с боков), следят за приближающимися
объектами в радиусе 2 метров. Причем «слежка» ведется не только тогда,
когда автомобиль движется, но и когда он стоит. Проведенные тесты подтвердили
эффективность системы.
А пока на грузовиках, а также автобусах MAN и Neoplan можно оценить
уже устанавливаемые «всевидящие» системы. Во-первых, это адаптивный круиз-контроль
– ACC (Adaptive Cruise Control), автоматически поддерживающий безопасную
дистанцию до впереди идущего автомобиля. Во-вторых, это система слежения
за дорожной разметкой – LGS (Line Guard System). Исследования, проведенные
специалистами MAN, показали, что использование адаптивного круиз-контроля
уменьшило количество наездов на движущийся впереди автомобиль на 28%.
А применения системы слежения за дорожной разметкой в половине случаев
помогало водителям избежать съезда с дороги.