اسکانیا DC16؛ یک ٰV-8 دیزل تکامل یافته

وقتی استاندارد‌های مربوط به آلودگی هوا روز به روز سختگیرانه‌تر می‌شوند، طبیعی است که سازندگان پیشرانه وسایل نقلیه مسیر بهینه‌سازی هر چه بیشتر محصولاتشان را در پیش گیرند. این موضوع واقعاً برای حفظ موقعیت این کمپانی‌ها در صنعت اهمیت زیادی دارد. در مورد پیشرانه‌های دیزلی باید گفت که شاید برخی تجهیزات اضافه بتواند استانداردها را برآورده کند، امّا در بهترین حالت، این یک راه‌حل موقتی است. در واقع، اگر یک کمپانی بخواهد قطعاً به استانداردهای آلودگی برسد، می‌بایست به دنبال یک پیشرانه جدید و یا یک نسخه کاملاً بازنگری شده از پیشرانه موجود باشد. اسکانیا به‌خوبی به این موضوع واقف است و با استفاده از نیروی کار ماهرش، اقدام به طراحی و تولید موتور DC16 دیزل V-8 کرده یک پیشرانه سبک‌تر، بهینه‌تر و پاک‌تر است.

پیشرانه DC16 اسکانیا برای سال‌ها به عنوان گزینه رایج برای وسایل نقلیه سنگین، اعم از کامیون‌های جاده‌ای تا کامیون‌های ویژه حمل بار در معادن، مطرح بوده است. خانواده موتورهای DC16 در حال حاضر، چهار عضو دارد که به‌ ترتیب از قدرت‌های ۵۲۰ اسب‌بخار (گشتاور ۲۷۰۰ نیوتن‌متر)، ۵۸۰ اسب‌بخار (گشتاور ۳۰۰۰ نیوتن‌متر)، ۶۵۰ اسب‌بخار (۳۳۰۰ نیوتن‌متر) و ۷۳۰ اسب‌بخار (گشتاور ۳۵۰۰ نیوتن‌متر) برخوردارند. سه موتور اول (با قدرت ۵۲۰، ۵۸۰ و ۶۵۰ اسب‌بخار) دارای یک طراحی کاملاً جدید هستند که ۸۰ کیلوگرم نسبت به نسل قبل سبک‌تر شده\ و تنها تنظیمات و بلوکشان را از نسل قبل عقب به همراه دارند. این در حالی است که نسخه ۷۳۰ اسب‌بخاری به دلیل خروجی بالاترش، همچنان از پلتفرم نسل قبلی استفاده می‌کند و تنها برای مصرف بهینه و کاهش آلودگی، ارتقا یافته است.

یکی از تغییرات قابل‌توجه در سیستم توربوشارژینگ در سه موتور اول خانواده DC16 اتفاق افتاده است (نسخه ۷۳۰ همچنان از یک توربوشارژر با فرم متغیر یا VGT استفاده می‌کند). یک «VGT سینگل-اسکرال که توسط یک کالکتور در دو طرف موتور تغذیه می‌شد» چیزی است که در موتورهای جدید جای خود را به تکنولوژی جدید اسکانیا موسوم به «توربوی تووین-اسکرال با فرم ثابت» یا FGT داده است. توربین «تووین-اسکارل» توسط دو کالکتور گاز اگزوز تغذیه می‌شود که این دو کالکتور در طرفین موتور قرار می‌گیرند. در این حالت، گازهای اگزوز به صورت بهینه‌تری توسط FGT به کار گرفته می‌شوند و این سیستم نسبت به قبل، در عین سبک‌تر بودن، قابلیت‌های بالاتری برای القای اجباری دارد. این توربوشارژر درست در وسط فضای خالی بلوک انجین قرار گرفته و بنابراین، از پایداری بیشتر و لرزش کمتری در هنگام راه‌اندازی برخوردار است.

فرآیند القا و انژکشن در DC16 هماهنگ با مراحل بعدی «کاتالیتیک کاهشی به صورت انتخابی» یا SCR است. جریان مکش در نسخه جدید، بهتر شده و هوای مستقیم بیشتری را به درون موتور منتقل می‌کند. همچنین مدیریت سوخت‌رسانی توسط پمپ فشار بالای XPI اسکانیا انجام می‌شود که دیزل را از طریق یک لوله مرکزی و با خطوط طولانی توزیع به انژکتورها می‌رساند. به منظور افزایش راندمان و کاهش مصرف سوخت، این پمپ تنها از دو پیستون استفاده می‌کند و حداکثر فشار سیلندرها به ۲۱۰ بار محدود شده است. سیستم انژکتورها نیز از حداکثر فشار ۱۸۰۰ بار (به جای ۲۴۰۰ بار در نسخه قبلی) استفاده می‌کند تا هماهنگی بیشتری با تکنولوژی SCR داشته باشد.

عامل دیگر مؤثر در افزایش راندمان، کاهش فاکتور اصطکاک است. اسکانیا برای این منظور، کار بیشتری بر روی سرسیلندرها، پیستون‌ها، میل‌لنگ و دیگر اجزای موتور انجام داده است. سرسیلندرهای ماژولار که به طور جداگانه برای هر کدام از سیلندرها طراحی شده‌اند، کاملاً برای مقاومت در برابر تنش‌های دمایی و مکانیکی در طول میلیون‌ها بار چرخه احتراق در موتور آماده هستند.

همچنین تکنولوژی‌های مختلف دیگری برای کاهش اتلاف انرژی و مصرف سوخت در ۴ نسخه DC16 به کار برده شده است. کمپرسور هوا و پمپ خنک‌کننده تنها زمانی وارد عمل می‌شوند که به آنها نیاز باشد و در نتیجه، از میزان درگ بر روی گرم‌کن روغن (oil-burner) کاسته می‌شود. یک پمپ روغن با فشار قابل‌تنظیم این اجازه را به موتور می‌دهد که روغن را با فشار مورد نیاز در مواقع مختلف در اختیار داشته باشد و این در حالی است که یک ترموستات وضعیت فشار و حرارت روغن را در حالت بهینه نگه می‌دارد. پمپ سوخت و کمپرسور نیز به منظور ساده‌سازی سیستم تسمه به قسمت عقب موتور منتقل شده‌اند.

موتورهای با حجم بالا و خروجی پایین، هوای گرم زیادی تولید می‌کنند که این امر می‌تواند بر روی سیستم SCR تأثیر داشته باشد. بر این اساس، یک میل‌بادامک ویژه که دریچه مکش را برای مدت‌زمان بیشتری باز نگه می‌دارد، برای موتور ۵۲۰ اسب‌بخاری استفاده شده است. در نتیجه، هوای کمتری وارد سیلندر می‌شود، سوخت در دمای بالاتر، با کیفیت بهینه‌تری آتش می‌گیرد. همچنین نسبت تراکم در موتور ۵۲۰ به میزان ۲۲.۲:۱ افزایش داده شده است. این تکنولوژی در دهه ۱۹۵۰ میلادی، توسط مهندس امریکایی، رالف میلر (Ralph Miller) توسعه پیدا کرده است.

سیستم گاز خروجی در خانواده DC16 (به جز نسخه ۷۳۰ اسب‌بخاری)، تنها از تکنولوژی SCR تشکیل شده و ‌ بخش EGR در آن وجود ندارد. SCR دارای یک سیستم خفه‌کن اگزوز به صورت یکپارچه است که برای مدیریت گاز خروجی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیستم متشکل از کاتالیست اکسیداسیون، میکسر AdBlue، دو فیلتر ذره‌ای (فیلترهای کوتاه با دیواره‌های نامتقارن برای کاهش فشار متقابل)، سه کاتالیست SCR به صورت موازی و سه کاتالیست آمونیاک است. عرض تمام این قطعه، تنها ۶۱ سانتی‌متر است که صرفه‌جویی بسیار خوبی در فضا دارد. در نسخه ۷۳۰ اسب‌بخار از همین سیستم SCR استفاده می‌شود، امّا در همین حال، سیستم EGR نیز حفظ شده است. تمام چهار عضو خانواده DC16، معیارهای استاندارد آلودگی EPA Tier 4 و Euro Stage VI را برآورده می‌کنند.

مشخصات

موتور اسکانیا DC16

حجم: ۱۶.۴ لیتر

فرمت: V-8

طرح سوپاپ‌ها: ۳۲ سوپاپ

قطر داخلی و کورس سیلندر: ۱۳۰ در ۱۵۴ میلی‌متر

نسبت تراکم: ۲۰.۳:۱

جنس سرسیلندر: چدن

جنس بلوک موتور: آهن کمپکت-گرافیت

جنس پیستون: فولاد

قدرت خروجی: ۶۵۰ اسب‌بخار

گشتاور: ۳۳۰۰ نیوتن‌متر

استانداردها: EPA Tier 4 فاینال و EU Stage VI

القا: توربوشارژر تویین-اسکرال چرخشی با فرم ثابت

اگزوز: چدن

خنک‌کننده داخلی: هوا-به-هوا

سیستم خنک‌کننده: مایع

سیستم سوخت‌رسانی: انژکشن با فشار بسیار بالا

سیستم روغن‌کاری: کارتل تر

ظرفیت روغن: ۴۵ لیتر

وزن خشک: ۱۳۴۰ کیلوگرم

طول: ۱۳۱۵ میلی‌متر

عرض: ۱۱۸۰ میلی‌متر

ارتفاع: ۱۲۱۵ میلی‌متر