Mercedes-Benz Actros четвертого поколения

Рядный лучше V-образного?

Нельзя сказать, что «мерседесовские» моторы серии ОМ501/ОМ502 исчерпали свой потенциал по экологичности и по росту мощности. Понятно, что к Евро‑6 их вполне могли подтянуть установкой сажевого фильтра. А по мощности – ​присмотритесь к моторам грузовиков для кольцевых гонок, для трак-рейсинга, в которых участвуют и Mercedes-Benz Actros. Там
с 12-литрового мотора, собранного на «основе серийного», но с чумовым давлением наддува, снимают более 1000 л.с. Просто с новыми моторами двигателисты Daimler заглянули чуть дальше в перспективу, чем это воспринималось в 2011 году. Уже тогда ориентировались не на Евро‑6 и не на электрогрузовики – ​как вроде бы кажется актуальным сегодня, а на что-то близкое к Евро‑7 и Евро‑8.
Среди конструктивных особенностей семейства двигателей ОМ 470/ОМ 471/ОМ 473 вроде бы нет ничего выдающегося. Блок цилиндров со сменными мокрыми гильзами отлит из высокопрочного чугуна с глобулярным графитом. Головка блока – ​тоже чугунная, с четырьмя клапанами на цилиндр, привод ГРМ шестернями заднего расположения. Шатуны – ​с «колотым» разъемом нижней головки. Клапанная крышка и поддон – ​пластмассовые. Есть мощный моторный тормоз. Топливная аппаратура – ​Common Rail, но с увеличенным до 2700 бар максимальным давлением распыла. Такая у Daimler называется X-Pulse. Все это встречается и на рядных «шестерках» конкурентов или на рядном Mercedes-Benz ОМ 457. Но самые главные отличия «зарыты» глубоко внутри. К примеру, здесь установлены два распредвала в головке  – ​для впускных и выпускных клапанов. Такая схема применялась раньше только на небольших по объему дизелях и в перспективе поможет Daimler легче перейти к управлению изменяемыми фазами газораспределения, которые полезны и для перспективных экологических характеристик, и для мощностных.
Одна из современных тенденций развития дизелей для тяжелых грузовиков  – ​повышение степени сжатия. У новых рядных моторов Mercedes-Benz ОМ 470 и ОМ 471 степень сжатия больше 18 единиц. Такой уровень был ранее на древних атмосферных дизелях, а при установке турбины его обычно снижали на пару единиц, примерно до 16. Иначе росла нагрузка на блок, коленвал, на прочие детали КШМ и ЦПГ. А теперь, вразрез с автомобильной наукой, сжатие, наоборот, увеличивают! Конечно, «зажать» мотор всегда выгодно: растет мощность, улучшается экономичность, при этом увеличивается тепловая напряженность поршней, выпускных клапанов, перемычки в головке между седлами, уплотнений газового стыка. Понятно, что в двигателях применяют все более современные конструкционные материалы, и в частности, ​полностью стальные, прочные поршни с полимерным покрытием юбки. Именно такие поршни установлены на моторах ОМ 470/ОМ 471/ОМ 473, в том числе и в исполнении Евро‑5, идущих в Россию.
Уже на первых презентациях Mercedes-Benz Actros MP4 говорилось, что пневмокомпрессор, насос ГУР и водяной насос, благодаря различным электромагнитным муфтам, имеют возможность трудиться вполсилы или автоматически отключаться. Тем самым хоть «на стакан», но уменьшают расход топлива. Новый насос ГУР потребляет меньше энергии еще и потому, что он приводится не через зубчатую или клиноременную передачу, а напрямую от коленвала. Теперь расход энергии на привод гидронасоса при скорости ниже 60 км/ч составляет 190 Вт вместо 460 Вт. А водяной насос с двумя режимами производительности появился еще на двигателях Mercedes-Benz Actros третьего поколения. Однако на Actros, поставляемых в Россию, таких опций в двигателях не будет. Все же отключаемые муфты усложняют конструкцию, а для российских перевозчиков нужны решения попроще и понадежнее.
Большие надежды в дальнейшем совершенствовании дизелей тяжелых грузовиков инженеры-двигателисты связывают с применением турбокомпаунда. Это дополнительная турбина с понижающим редуктором и гидромуфтой, подкручивающая за счет дармовой энергии выхлопных газов коленвал через дополнительную шестерню рядом с маховиком. Непростая конструкция… У двигателей грузовиков турбокомпаунд в 90-х годах (и даже чуть позже) очень малыми сериями применяли Scania и Volvo. Первоначально целью применения такой силовой турбины было получение лучшей топливной экономичности. С 11-12-литрового мотора дополнительно снимали 40-50 л.с. Сейчас турбокомпаунд возвращается на большие дизели именно для повышения экологических характеристик. То есть на определенных режимах можно чуть «придушить» по мощности мотор с его классическими системами, и для равновесия, взамен потерянным лошадям, передать на трансмиссию мощность, снятую с турбокомпаунда. Но громоздкую силовую турбину невозможно адаптировать к V-образным моторам. Поэтому Daimler отказался от дальнейшего использования V6 ОМ501 и V8 ОМ502. Получается, что первым дизелем Mercedes-Benz с турбокомпаундом стал OM 473 рабочим объемом 15,6 литра с самой мощной настройкой 625 л.с., из них почти 70 сил добавляет турбокомпаунд. Причем мотор OM 473 Евро‑5 с силовой турбиной будет поставляться и в Россию. Можно предположить, что со временем турбокомпаундом оснастят и топовую версию ОМ 471 12,8 литра, но по поводу появления турбокомпаундного OM 470 объемом 10,7 л – ​весьма сомнительно.
Еще одна новинка у рядных мерседесовских моторов – ​асимметричный впрыск топлива в сочетании с асимметричным турбонаддувом. Новый турбокомпрессор имеет фиксированную геометрию турбины, ​поэтому он более надежен. При нормальных режимах эксплуатации сжатый турбиной воздух поступает во все цилиндры двигателя, и все шесть форсунок распыляют одинаковый объем топлива. При этом распределение отработавших газов в системе EGR регулируется при помощи всего одного клапана рециркуляции ОГ, установленного в выпускном коллекторе. Он обеспечивает плавное и точное распределение ОГ во всем диапазоне характеристик двигателя. Результатом является эффективный контроль температуры и снижение процента рециркулируемых ОГ, что обеспечивает и более экономичный расход топлива. В зависимости от нагрузки на мотор и степени рециркуляции ОГ электронный блок управления двигателя может плавно уменьшать цикловую подачу топлива в первый, второй и третий цилиндры, корректируя при этом и подачу воздуха. Одновременно увеличивается подача в четвертом, пятом и шестом цилиндрах. Подача топлива в первых трех цилиндрах может снижаться до нуля, в то время как три остальных цилиндра работают с полной нагрузкой. Такое отключение цилиндров, ранее применяемое на «больших» бензиновых моторах, на современном дизеле впервые использовал именно Daimler. Тем самым предотвращается неполное сгорание топлива, повышается чистота выхлопа, уменьшается содержание частиц сажи в отработавших газах. А еще – ​«асимметрия» бережет сажевый фильтр (если он есть) и уменьшает расход топлива. Такая система используется и на моторах Евро‑5, которые поставляются в Россию.
Напомним: на Mercedes-Benz Actros трех прежних поколений стояли моторы V‑6 11,95 л, от 320 до 476 л.с. и V‑8 15,93 л, от 503 до 653 л.с. У моторов Mercedes-Benz Actros MP4 другой расклад по мощности, причем уже несколько измененный с 2011 года. У флагманского мотора ОМ 473 настройки мощности остались прежними: от 517 л.с./ 2600 Н.м до 625 л.с./3000 Н.м. Двигатель ОМ471 объемом 12,8 литра по размерности 132х156 мм близок к длинноходным 13-литровым дизелям других производителей. У мотора четыре настройки мощности: 420 л.с. и 2100 Н.м; 450 л.с. и 2200 Н.м; 480 л.с. и 2300 Н.м; 510 л.с. и 2500 Н.м., т.е. в максимальной настройке он чуть «залезает на грядку» ОМ 473. При этом «полка» крутящего момента начинается уже с 800-1000 оборотов, что обеспечивает автомобилю очень хорошую динамику. Мотор довольно-таки легкий – ​сухая масса 1146 килограммов.
Но в 2016 году выросла мощность у ОМ470, причем практически до уровня средних показателей 13-литрового двигателя, при этом достигнуто повышение экономичности до 5 %. Такие результаты – ​предмет гордости специалистов грузового подразделения Mercedes-Benz. У 11-литрового мотора пять настроек мощности и момента в диапазоне от 326 л.с./1700 Н.м до 456 л.с./ 2200 Н.м. Раньше предельной была мощность 428 л.с./2100 Н.м.
С таким диапазоном мощности и крутящего момента двигатель ОМ470 обладает хорошими перспективами использования на магистральных и межрегиональных перевозках, а также в строительном сегменте – ​как на тягачах в составе автопоезда, так и на одиночных грузовиках. Таким образом, перевозчикам предлагают на выбор два разных двигателя в определенных исполнениях – ​очень близких характеристик. У OM 471 больший мощностной потенциал на низких оборотах, а у компактного OM 470 рост мощности и момента на средних и высоких оборотах. По моменту номинальная частота вращения снижается с 1800 об/мин до 1600 об/мин, а максимальная мощность достигается в широком диапазоне: от 1450 об/мин до 1900 об/мин. Хотя надо помнить и про подбор чисел в трансмиссии.
Еще одно преимущество ОМ 470 перед двигателем большего объема – ​его меньшая масса: он легче на 150 кг, чем ОМ 471, то есть весит меньше 1000 кг. Поэтому OM 470 подходит, прежде всего, для автомобилей, где важна оптимизация снаряженной массы. Например, автоцистерн и самосвалов при жестком контроле полной массы и осевых нагрузок. А дизель OM 471 оптимален для классических магистральных перевозок. И если на Mercedes-Benz Actros, с первого по третий, в различных странах и при всем многообразии условий эксплуатации наиболее распространенным двигателем был 12-литровый V6 ОМ 501, то теперь основными моторами становятся ОМ470 и ОМ 471. И пока, по оценкам специалистов «Даймлер КАМАЗ Рус», наиболее востребованным является 450-сильный 13-литровый мотор на классическом двухосном седельном тягаче Mercedes-Benz Actros МР4 1845 LS по акции «Белый шторм».