I miglioramenti del motore significano efficienza nei consumi e aumento della potenza per Volvo Trucks

Il nuovo camion VNL esposto presso il Volvo Trucks Customer Center in Virginia. (Foto: Volvo Trucks)

Con l'aumento dei requisiti sulle emissioni, la riduzione del consumo di carburante rappresenta una strategia fondamentale per soddisfare tali standard. Esiste una correlazione diretta tra il consumo di carburante e il volume di emissioni rilasciate in atmosfera.

Utilizzando tecnologie più efficienti o ottimizzando le prestazioni del motore, la quantità di carburante bruciata per unità di lavoro diminuisce. Di conseguenza, questa riduzione del consumo di carburante riduce direttamente il volume di gas serra emesso, in particolare l'anidride carbonica (CO2), durante il processo di combustione. Ogni gallone di gasolio bruciato genera circa 10 kg di emissioni di CO2, evidenziando l'impatto che la riduzione del consumo di carburante può avere sulla riduzione delle emissioni complessive.

Uno dei grandi cambiamenti ingegneristici introdotti di recente da Volvo Trucks è una valvola di controllo a spillo più piccola negli iniettori di carburante, che svolge un ruolo cruciale nella regolazione del flusso di carburante nella camera di combustione del motore. Questa valvola, spesso progettata con precisione e controllata elettronicamente, regola la quantità di carburante che entra nell'ugello dell'iniettore. Quando la valvola si apre, consente il passaggio del carburante pressurizzato, mentre quando si chiude, interrompe o limita il flusso. La riduzione delle dimensioni consente un controllo più preciso e rapido della portata del carburante, con conseguente miglioramento dell'atomizzazione del carburante, una migliore efficienza di combustione e prestazioni del motore migliorate. Le dimensioni ridotte contribuiscono spesso a ridurre il peso e l'inerzia all'interno dell'iniettore, consentendo tempi di risposta più rapidi e un'erogazione del carburante più precisa, ottimizzando così il consumo di carburante e le emissioni del motore.

Il team di ingegneri di Volvo Trucks ha inoltre ottenuto risultati positivi riducendo l'altezza dei pistoni e allungando le bielle. Modificando strategicamente l'altezza dei pistoni e aumentando la lunghezza delle bielle, abbiamo attenuato il carico laterale sui pistoni all'interno della camera di combustione del motore. Questa riduzione del carico laterale riduce significativamente le forze di attrito e riduce al minimo le perdite parassite interne. La modifica di questi componenti garantisce un movimento fluido, migliorando così l'efficienza e la longevità complessive del motore.

Abbiamo assistito anche a notevoli progressi con le unità di turbocompressione. L'ultima innovazione consiste nell'isolare completamente il turbocompressore e l'unità di turbocompressione per ridurre al minimo le perdite di calore e aumentare l'efficienza. Gli ingegneri apprezzano questo approccio perché consente di utilizzare un compressore e una turbina più piccoli, consentendo di recuperare ulteriore energia in eccesso.

Il motore Volvo D13TC del VNL ha una potenza nominale compresa tra 405 e 500 CV. (Foto: Volvo Trucks)

Trascinamento della pompa dell'olio

Molti lettori di Power Progress sapranno che le pompe dell'olio possono rappresentare un notevole ostacolo per il motore, e tra le ultime innovazioni implementate da Volvo Trucks figura l'integrazione di una pompa dell'olio a palette variabili. Riteniamo che si tratti di un progresso fondamentale nell'ottimizzazione della regolazione della pressione dell'olio, riducendo al minimo le perdite parassite. Questa pompa utilizza palette regolabili che si adattano dinamicamente alle esigenze di pressione dell'olio del motore, garantendo un'erogazione costante e precisa dell'olio in diverse condizioni operative. Modificando dinamicamente l'angolazione delle palette, la pompa può adattare la sua portata in base alle esigenze del motore, evitando così un flusso d'olio eccessivo quando non necessario e mantenendo la pressione ottimale quando richiesto. Questa adattabilità non solo migliora l'efficienza del motore riducendo l'energia necessaria per azionare la pompa, ma riduce anche al minimo le sollecitazioni inutili sui componenti del motore, con conseguente miglioramento del risparmio di carburante e riduzione dell'usura nel tempo.

L'efficienza del veicolo trascende le semplici prestazioni del motore; comprende la sinergia tra i vari componenti, in cui la trasmissione gioca un ruolo fondamentale. La capacità della trasmissione di ottimizzare i cambi di marcia, ridurre le perdite di energia e armonizzare l'erogazione di potenza influenza significativamente l'efficienza complessiva del veicolo, a dimostrazione di come un approccio olistico che vada oltre il motore sia fondamentale per ottenere prestazioni ottimali e consumi ridotti.

Algoritmi software

Volvo Trucks ha introdotto sul mercato nordamericano un cambio manuale automatizzato nel 2007, che è diventato standard nel 2013; i recenti progressi nella trasmissione I-Shift hanno accelerato la velocità dei cambi di marcia fino al 30% grazie a una revisione completa del software, dell'elettronica, dei meccanismi della frizione e dell'ingegneria di precisione.

Tutto questo è possibile perché i motori diesel di oggi si affidano a raffinati algoritmi software, che consentono un'erogazione di potenza fluida e un consumo di carburante meticolosamente gestito. Abbinato a una corsa della frizione ridotta e a un sistema di frizione-freno migliorato che ha rivoluzionato i cambi di marcia, questo sistema riduce significativamente i tempi di transizione. Questo miglioramento non solo amplifica l'accelerazione, ma riduce anche al minimo la perdita di energia durante i cambi di marcia, con conseguente aumento dell'efficienza complessiva.

Un altro cambiamento significativo è lo scollegamento del sistema HVAC dal motore; inoltre, l'introduzione da parte di Volvo Trucks del climatizzatore da parcheggio integrato nel nuovo camion VNL ha ridotto significativamente i tempi di inattività offrendo un sistema di controllo del clima indipendente che funziona senza la necessità di tenere il motore in funzione, riducendo le emissioni a lungo associate al minimo e offrendo agli autisti una cabina confortevole, riducendo al minimo l'utilizzo del motore, riducendone l'usura e risparmiando carburante.

Questo progresso riduce lo sforzo a cui sono sottoposti il motore del camion, il sistema di post-trattamento e le batterie, riducendo di fatto le esigenze di manutenzione e prolungandone il ciclo di vita.

L'impegno di Volvo Trucks nell'integrazione del climatizzatore da parcheggio dà priorità al comfort del conducente ed è in linea con la filosofia aziendale volta a promuovere tecnologie avanzate che non solo migliorano l'esperienza di guida, ma contribuiscono anche in modo significativo a un ecosistema di trasporto più pulito e sostenibile.

Informazioni sull'autore: Duane Tegels è responsabile marketing prodotti per la divisione Powertrain di Volvo Truck North America, con sede presso la sede centrale dell'azienda a Greensboro, NC