Los refinamientos del motor significan eficiencia de combustible y ganancias de potencia para Volvo Trucks

El nuevo camión VNL se exhibe en el Centro de Atención al Cliente de Volvo Trucks en Virginia. (Foto: Volvo Trucks)

A medida que aumentan los requisitos de emisiones, la reducción del consumo de combustible se convierte en una estrategia fundamental para cumplir con dichas normas. Existe una correlación directa entre el consumo de combustible y el volumen de emisiones emitidas a la atmósfera.

Al emplear tecnologías más eficientes en el consumo de combustible u optimizar el rendimiento del motor, se reduce la cantidad de combustible quemado por unidad de trabajo. En consecuencia, esta reducción en el consumo de combustible disminuye directamente el volumen de gases de efecto invernadero emitidos, en particular el dióxido de carbono (CO2), durante el proceso de combustión. Cada galón de combustible diésel quemado genera aproximadamente 22,45 lb de emisiones de CO2, lo que pone de relieve el impacto que una menor cantidad de combustible puede tener en la minimización de las emisiones totales.

Uno de los grandes cambios de ingeniería que Volvo Trucks ha implementado recientemente es una válvula de control de aguja más pequeña en los inyectores de combustible, que desempeña un papel crucial en la regulación del flujo de combustible hacia la cámara de combustión del motor. Esta válvula, a menudo diseñada con precisión y controlada electrónicamente, regula la cantidad de combustible que entra en la boquilla del inyector. Al abrirse, permite el paso del combustible presurizado, y al cerrarse, detiene o restringe el flujo. Esta reducción de tamaño permite un control más preciso y rápido del caudal de combustible, lo que se traduce en una mejor atomización, una mayor eficiencia de combustión y un mayor rendimiento del motor. El menor tamaño suele contribuir a la reducción del peso y la inercia dentro del inyector, lo que permite tiempos de respuesta más rápidos y un suministro de combustible más preciso, optimizando así el consumo de combustible y las emisiones del motor.

El equipo de ingeniería de Volvo Trucks también ha tenido éxito con pistones más bajos y bielas más largas. Al modificar estratégicamente la altura del pistón y extender la longitud de las bielas, hemos mitigado la carga lateral del pistón dentro de la cámara de combustión del motor. Esta reducción de la carga lateral reduce significativamente las fuerzas de fricción y minimiza las pérdidas parásitas internas. La modificación de estos componentes garantiza un movimiento suave, mejorando así la eficiencia general y la longevidad del motor.

También hemos visto avances emocionantes en las unidades de turbocompresión. La idea más reciente es aislar completamente el turbocompresor y la unidad de turbocompresión para minimizar la pérdida de calor y aumentar la eficiencia. A los ingenieros les gusta este enfoque porque permite usar un compresor y una rueda de turbina más pequeños, lo que permite recuperar energía sobrante.

El motor Volvo D13TC del VNL tiene una potencia de entre 405 y 500 hp. (Foto: Volvo Trucks)

Arrastre de la bomba de aceite

Muchos lectores de Power Progress sabrán que las bombas de aceite pueden ser un lastre para el motor, y los últimos avances de Volvo Trucks incluyen la integración de una bomba de aceite de paletas variables. Creemos que se trata de un avance fundamental para optimizar la regulación de la presión de aceite y minimizar las pérdidas parásitas. Esta bomba utiliza paletas ajustables que se adaptan dinámicamente a las demandas de presión de aceite del motor, garantizando un suministro de aceite constante y preciso en diversas condiciones de funcionamiento. Al modificar dinámicamente los ángulos de las paletas, la bomba puede ajustar su caudal a las necesidades del motor, evitando así un exceso de flujo de aceite cuando no es necesario y manteniendo una presión óptima cuando es necesario. Esta adaptabilidad no solo mejora la eficiencia del motor al reducir la energía necesaria para accionar la bomba, sino que también minimiza la tensión innecesaria en los componentes del motor, lo que se traduce en un mayor ahorro de combustible y un menor desgaste con el tiempo.

La eficiencia del vehículo trasciende el simple rendimiento del motor; abarca la sinergia entre diversos componentes, donde la transmisión desempeña un papel fundamental. La capacidad de la transmisión para optimizar los cambios de marcha, reducir la pérdida de energía y armonizar la entrega de potencia influye significativamente en la eficiencia general del vehículo, lo que demuestra que un enfoque holístico que trascienda el motor es vital para lograr un rendimiento óptimo y un ahorro de combustible óptimo.

Algoritmos de software

Volvo Trucks introdujo una transmisión manual automatizada en el mercado norteamericano en 2007, que se convirtió en estándar en 2013, y los avances recientes en la transmisión I-Shift han acelerado las velocidades de cambio hasta en un 30% a través de una revisión integral del software, la electrónica, los mecanismos de embrague y la ingeniería de precisión.

Todo esto es posible gracias a que los motores diésel actuales se basan en algoritmos de software refinados que permiten una entrega de potencia fluida, con un consumo de combustible controlado meticulosamente. Esto, combinado con un recorrido de embrague reducido y un sistema de embrague-freno mejorado que ha revolucionado los cambios de marcha, reduce significativamente los tiempos de transición. Esta mejora no solo amplifica la aceleración, sino que también minimiza la pérdida de energía durante los cambios de marcha, lo que se traduce en una mayor eficiencia general.

Otro cambio significativo es la separación del sistema HVAC del motor, y la introducción por parte de Volvo Trucks del enfriador de estacionamiento integrado en el nuevo camión VNL redujo significativamente el tiempo de inactividad al ofrecer un sistema de control de climatización independiente que funciona sin necesidad de que el motor esté en marcha, lo que reduce las emisiones asociadas durante mucho tiempo con el ralentí y brinda a los conductores una cabina cómoda al tiempo que minimiza el uso del motor, reduce el desgaste y conserva el combustible.

Este avance reduce la tensión en el motor del camión, el sistema de postratamiento y las baterías, reduciendo efectivamente las necesidades de mantenimiento y prolongando su ciclo de vida.

El compromiso de Volvo Trucks de integrar el enfriador de estacionamiento prioriza la comodidad del conductor y se alinea con el espíritu de esta empresa de avanzar en la tecnología que no solo mejora las experiencias de conducción de camiones, sino que también contribuye significativamente a un ecosistema de transporte más limpio y sostenible.

Acerca del autor: Duane Tegels es gerente de marketing de productos de Volvo Truck North America para Powertrain, con sede en la sede de la empresa en Greensboro, Carolina del Norte.