Refinamentos do motor significam eficiência de combustível e ganhos de potência para a Volvo Trucks

O novo caminhão VNL exibido no Centro de Atendimento ao Cliente da Volvo Trucks, na Virgínia. (Foto: Volvo Trucks)

À medida que os requisitos de emissões aumentam, a redução do consumo de combustível se torna uma estratégia fundamental para atender a esses padrões. Existe uma correlação direta entre o consumo de combustível e o volume de emissões lançadas na atmosfera.

Ao empregar tecnologias mais eficientes em termos de combustível ou otimizar o desempenho do motor, a quantidade de combustível queimada por unidade de trabalho diminui. Consequentemente, essa redução no consumo de combustível diminui diretamente o volume de gases de efeito estufa emitidos, principalmente o dióxido de carbono (CO2), durante o processo de combustão. Cada galão de óleo diesel queimado gera aproximadamente 10,2 kg de emissões de CO2, destacando o impacto que a redução do consumo de combustível pode ter na minimização da produção geral de emissões.

Uma das grandes mudanças que a Volvo Trucks implementou recentemente em termos de engenharia é uma válvula de controle de agulha menor nos injetores de combustível, que desempenham um papel crucial na regulação do fluxo de combustível para a câmara de combustão do motor. Essa válvula, frequentemente projetada com precisão e controlada eletronicamente, regula a quantidade de combustível que entra no bico injetor. Quando a válvula abre, permite a passagem do combustível pressurizado e, quando fechada, interrompe ou restringe o fluxo. A redução no tamanho permite um controle mais preciso e rápido da vazão de combustível, resultando em melhor atomização do combustível, melhor eficiência de combustão e melhor desempenho do motor. O tamanho menor geralmente contribui para a redução do peso e da inércia dentro do injetor, permitindo tempos de resposta mais rápidos e um fornecimento de combustível mais preciso, otimizando assim o consumo de combustível e as emissões do motor.

A equipe de engenharia da Volvo Trucks também obteve sucesso com pistões mais curtos e bielas mais longas. Ao alterar estrategicamente a altura do pistão e aumentar o comprimento das bielas, reduzimos a carga lateral do pistão dentro da câmara de combustão do motor. Essa redução na carga lateral reduz significativamente as forças de atrito e minimiza as perdas parasitas internas. A alteração nesses componentes garante um movimento suave, aumentando assim a eficiência geral e a longevidade do motor.

Também observamos um progresso empolgante com as unidades de turbocompressor. A ideia mais recente é isolar completamente o turbocompressor e a unidade de turbocompressor para minimizar a perda de calor e aumentar a eficiência. Os engenheiros gostam dessa abordagem porque ela permite um compressor e uma roda de turbina menores, permitindo a recuperação de energia excedente adicional.

O motor Volvo D13TC do VNL tem potência nominal de 405 a 500 cv. (Foto: Volvo Trucks)

Arrasto da bomba de óleo

Muitos leitores do Power Progress sabem que as bombas de óleo podem ser um grande obstáculo para o motor, e os avanços mais recentes que a Volvo Trucks implementou incluem a integração de uma bomba de óleo de palhetas variáveis. Acreditamos que este seja um avanço fundamental na otimização da regulação da pressão do óleo, minimizando perdas parasitas. Esta bomba utiliza palhetas ajustáveis que se adaptam dinamicamente às demandas de pressão do óleo do motor, garantindo um fornecimento consistente e preciso de óleo em diversas condições de operação. Ao alterar dinamicamente os ângulos das palhetas, a bomba pode adaptar sua saída para atender às necessidades do motor, evitando assim o excesso de fluxo de óleo quando não necessário e mantendo a pressão ideal quando necessário. Essa adaptabilidade não só melhora a eficiência do motor, reduzindo a energia necessária para acionar a bomba, como também minimiza o esforço desnecessário sobre os componentes do motor, resultando em maior economia de combustível e menor desgaste ao longo do tempo.

A eficiência do veículo transcende o mero desempenho do motor; ela abrange a sinergia entre vários componentes, onde a transmissão desempenha um papel fundamental. A capacidade da transmissão de otimizar as trocas de marcha, reduzir a perda de energia e harmonizar a entrega de potência influencia significativamente a eficiência geral do veículo, demonstrando que uma abordagem holística que vai além do motor é vital para alcançar desempenho e economia de combustível ideais.

Algoritmos de software

A Volvo Trucks introduziu uma transmissão manual automatizada no mercado norte-americano em 2007, tornando-se padrão em 2013, e os avanços recentes na transmissão I-Shift aceleraram as velocidades de troca em até 30% por meio de uma revisão abrangente de software, eletrônica, mecanismos de embreagem e engenharia de precisão.

Tudo isso é possível porque os motores a diesel atuais contam com algoritmos de software refinados, que permitem uma entrega de potência contínua, enquanto o consumo de combustível é meticulosamente gerenciado. Combinado com um curso de embreagem reduzido e um sistema de freio de embreagem aprimorado que revolucionou as trocas de marcha, os tempos de transição são significativamente reduzidos. Essa melhoria não apenas amplifica a aceleração, mas também minimiza a perda de energia durante as trocas de marcha, resultando em maior eficiência geral.

Outra mudança significativa é o desacoplamento do sistema HVAC do motor, e a introdução do refrigerador de estacionamento integrado pela Volvo Trucks no novo caminhão VNL reduziu significativamente o tempo de inatividade ao oferecer um sistema de controle climático independente que opera sem a necessidade de ligar o motor, reduzindo as emissões associadas à marcha lenta e dando aos motoristas uma cabine confortável, minimizando o uso do motor, reduzindo o desgaste e conservando combustível.

Esse avanço reduz a carga sobre o motor, o sistema de pós-tratamento e as baterias do caminhão, reduzindo efetivamente as necessidades de manutenção e prolongando seu ciclo de vida.

O compromisso da Volvo Trucks em integrar o refrigerador de estacionamento prioriza o conforto do motorista e está alinhado com o espírito da empresa de promover tecnologia que não apenas melhora as experiências de transporte, mas também contribui significativamente para um ecossistema de transporte mais limpo e sustentável.

Sobre o autor: Duane Tegels é gerente de marketing de produtos da Volvo Truck North America para Powertrain, com sede na sede da empresa em Greensboro, Carolina do Norte.