Thread: Twincharging on nihe Volvos asendaja

Mootori kärpimine on kõik raev. Muutes mootori väiksemate suurendab kütusekulu, vähendab heitmeid ja lõikab sõiduki massi. Koos kunagi karmistamise kütuse majanduse õigusaktid USA ja CO2 heitkoguste reguleerimise Euroopa Liidu, põhilistele tootjad on pöördunud turbolaadurid nagu ei kunagi varem. Vaid 5% autod müüakse Ameerikas sported markeerimine 2009 ja selle 5% koosnes suures osas Euroopa kaubamärke nagu Volvo ja BMW sunniviisilise induktsiooni pikk ajalugu. Aastaks 2013 on see number oli enam kui kahekordistus 13%. Honeywell loodab, et järgmise nelja aasta jooksul 25% tõusma number ja EPA ütleb mulle, et aastaks 2025 ootavad nad 90% autosid müünud Ameerikas sporti turbo mootor. Koos markeerimine muutumas nii tavaline, whats turbo pioneer nagu Volvo teha konkurentsieelise hoidmiseks? Lisada jääv muidugi.
Olen hiljuti oli võimalus proovida uut Volvo V60 (oodata esimese autoga läbi varsti) kuid etenduse täht ei olnud auto ise, tema whats piiludes. Uue mootori disainilahendused on tõeliselt tweaked aja jooksul saate hoida mootoritega Autode maailm haruldus. Volvos oma modulaarne mootori leidis enamik Rootsi autod (ja aeg-ajalt Focus RS) piiludes pöördus 24 aastat vana sel aastal, kuid see on võrreldes Rolls Royce L-seeria 6 kevadel kana. 75L mootor, mis pärineb aastast 1952. Olles olen mootori nerd, veetsin uue tunni Volvos ülekandesüsteemi insener arutame oma uue sõita E mootoritüüpkonna.
Volvos uus mootoritüüpkonna on peamiselt puhas leht disain, kuigi paljud disain komponendid on vana modulaarne mootoritüüpkonda järeltulijad. Rida koosneb neljast eri variandid dubleeritud T3, T4, T5 ja T6. Nagu varemgi, T näitab aga nüüd number tähistab jõuallika, mitte arv balloone Turboülelaaduriga kaasatud. Jah, see on surma hingekell Volvos funky 5-silindriline, sest see on range nelja silindriga rivistuse. Volvo ütles 149 hobujõudu T3 ja T4 188 hobujõudu ei juhib Ameerikas on praegu nii, et ei peaks seal olema otsene konkurent BMWs kärbitud 320i Rootsist sel aastal. Selle asemel saame 241 hobujõudu T5 ja 302 hobujõudu T6 piiludes kõike välja arvatud XC90.

Kõik mootorid jagada ühise ploki disaini, kuid milliseid muudatusi on the tõuget. T3, T4 ning T5 mootorid kasutamiseks ühe turbo T6 lisab Roots-tüüpi Ülelaadekompressor lisaks turbolaadur. VW ja teised on dabbled koos twincharging varem, koos VWs 1. 4L twincharged mootori leida kodu all Euro mudelid kardinaid ja mahapanemine 140-180 hj. Volvo on võttes asju järgmine samm helistades oma 2. 0 L mootori asendamiseks mitte ainult 3. 0L kahe-scroll turbo aga ka hiljuti lahkunud 4. 4L V8.
Samas Ülelaadimise ja Turbo kõlab liiga, on loogika hullus. Samas suurim pöördemoment turbo ainult T5 vaid 15 lb-ft (kui viibite jaotises ülelaadimisrõhu) T6 madalam ning käivitumine võimaldab pakkuda umbes 140 lb-ft rohkem pöördemomenti väljasõidul idle T6. Pöördemomendi kõverate lähenevad umbes 1500-1600 p/min kui selle T6 lülitub turbolaadur. Umbes 2000 RPM kuni 3500 p/min pöördemoment jääb korter Mõlemad mootorid vaid suurem turbo on T6 võimaldab tal säilitada maksimaalse pöördemomendi täiesti viimase 4500 RPM. Kui pöördemoment hakkavad kahanema see nii veel tasapisi kui ainult turbo mootorid.

Miks mitte jääda üksi nagu Jaguar ja muud auto tegijad jääv? Põhjuseks on kaks eesmärki. Turbolaadurid töötama välja energiakasutus kaugusele. Heitgaaside spin turbiini, mis omakorda keerutab sunnib rohkem õhku mootorisse kompressor. Tõde energiakasutus on eksitav, sest seal on hobujõudu teemaks võttes häiriv heitgaasivoo turbo, kuid üldiselt selle teemaks on väiksem kui selle juhtimiseks jääv võimsus. Negatiivne turbo on hästi teada: turbo lag. Turbo lag on turbo alustada tõstes kuluv aeg. Kuigi kell on ketramine turbo jõude, luua väike positiivne surve. Gaasi samm ja see võtab aega asju alustada Paaris mööda ja suurendada loodava. Thats miks T5 on madalam pöördemomendi hinnang off jõude.
Superchargers on tavaliselt juhtida off aksessuaar vöö. Otseühendus mootorile, sest nad tekitavad alati tõuke. Sest see tõuke juhtub sünkroonis mootori pöörlemiskiirust, vastus on kohene. On ette küljele superchargers võib tarbida kuni 20% vastavalt Honeywell võimsusega mootorite koguvõimsus. Seda peetakse hea kaubandust, kuna nad saate boot võimsus kuni 50%. Disain kompromisse, sest tehase ülelaadimisega mootorid kipuvad kulgema lõõtsutama kõrgema RPM, mis selgitab, miks Jaguars 5. 0L ülelaadimisega mootori arendamises ning 4. 4L ja 4. 7L twin-turbo Saksa mootorid poolt maksimaalse pöördemomendi laialdased.
Kasutada jääv kohest reageerimist, madala lõpuks oli Volvos vastus mõlemad probleemid. Alates idle õhk voolab ning Ülelaadekompressor siis turbo kaudu mootorisse. See mitte üksnes ei paranda pessimistlikuma vastust, kuid samuti aitab saada turbo kiiruse kiiremini. Mingil hetkel määratud autod arvuti (umbes 3500 RPM) mootori avab tiibsulguri ümbersõit on jääv ja seejärel de sidurid Ülelaadekompressor omane kahju kõrvaldamiseks. See protsess võimaldab häälestatud pessimistlikuma reageerimist jääv ja turbo häälestatud kõrgema RPM olema liitunud sama mootor töötab. Tulemuseks on parem kui Volvo või BMWs 3 hobujõudu ja pöördemomendi kõver. 0L kahe-scroll markeerimine igal viisil jõude, pikkus platoo pöördemomendi juures: high-RPM pöördemoment. Suurendada tõhusust Volvo tugineb muutuva kiirusega pumba elektrilisi jahutus, otsesissepritsega põlemise tõhususega ja madala hõõrdumisega laagrid ja rõngad. Volvos turustamise kirjandus hails see kui V8 vastata.
Aga kas tõesti? Jah ja ei. Seljatagusel pilk peal mootor võimaldab XC60 pakkuda 29 MPG maanteel 304 hobujõudu T6 trimmimise mis on 50% kasv üle Volvos 2009 XC90 V8. Score üks Drive-E. Läbi linna road, 2. 0L mootor saavutab rohkem pessimistlikuma pöördemomendi kui teised 2. 0L nelja-banger müünud Ameerikas eritades et XC60 augustaja jõude kui ma ootasin. T6′s pöördemomendi kõver võib lamedam kui Volvos sordi elas 4. 4 L V8, kuid tema ei ole üsna jõuline tipus või tühikäigul. Lai pöördemomendi bänd ja Aisin 8-käiguline auto lubatud XC60 T6 siduda XC90 V8-60 MPH. Foneetiliselt, Volvos burbly V8 on selge võitja. Drive-E mootoril on ka erinevad (kuid summutatud) Ülelaadekompressor vinguma alla 3500 kindel nelja silindriga heitgaasi üles ja jube vaikus tühikäigul. Volvo oli salapärane umbes ühtegi Polestar lugusid oma uut mootorit, aga ma kahtlustan, et märkimisväärset tööd tuleb teha, et parim Volvos enda Polestar I6.
Minu sisemine insener on põnevil võimalusi kaasaegse sunniviisilise induktsioon tehnoloogiat ja väike nihe mootorid. Ma kahtlustan, et enamik Ameerika ostjaid oleks kõvasti märkama Volvos vahe twin tuleb maksta 2. 0L mootor ja võimu üleandmine ja drive-võime poolest vahemikus 4L V8. Pidev märtsi suunas kütusesäästu ka täidab mind kurbus. Ükskõik kuidas itkin, ülelaadeta V8 on heli selle weve kasvanud seostamisel tulemuslikkuse ja luksus. See ühendus on nii tugev, BMW torud V8 kõlab arvesse kajutite oma turbo V8s sest nende markeerimine segada heitgaasi märkmed. Nagu meie pocketbooks rõõmustada, minuga nagu ma shed pisar ülelaadeta inline-6 ja V8.

Engine downsizing is all the rage. Making the engine smaller increases fuel efficiency, reduces emissions and cuts vehicle weight. With ever tightening fuel economy legislation in the United States and CO2 emissions regulation in the European Union, mainline manufacturers are turning to turbochargers like never before. In 2009 just 5% of cars sold in America sported turbos, and that 5% consisted largely of European brands like Volvo and BMW with a long history of forced induction. By 2013 that number had more than doubled to 13%. Honeywell expects the number to rise to 25% in the next four years and the EPA tells me that by 2025 they expect 90% of cars sold in America to sport a turbo engine. With turbos becoming so ordinary, whats a turbo pioneer like Volvo do to keep a competitive edge? Add a supercharger of course.
I recently had the opportunity to sample the new Volvo V60 (expect a first drive review shortly) but the star of the show wasnt the car itself, its whats under the hood. New engine designs are truly a rarity in the automotive world with engines being tweaked over time to keep them fresh. Volvos own modular engine found under the hood of most Swedish cars (and the occasional Focus RS) turned 24 years old this year, but its a spring chicken compared to the Rolls Royce L series 6. 75L engine that dates back to 1952. Being the engine nerd I am, I spent a new hours with Volvos powertrain engineer discussing their new Drive E engine family.
Volvos new engine family is primarily a clean sheet design, although many design components are descendants of the old modular engine family. The line consists of four different variants dubbed T3, T4, T5 and T6. As before, T indicates turbocharged but now the number represents power output rather than the number of cylinders involved. Yes, this is the death knell for Volvos funky 5-cylinder because this is a strict four-cylinder lineup. Volvo has said the 149 horsepower T3 and the 188 horsepower T4 wont be headed to America at the moment, so dont expect to see a direct competitor for BMWs downsized 320i from Sweden this year. Instead we get the 241 horsepower T5 and the 302 horsepower T6 under the hood of everything except the XC90.

All engines share a common block design, but what changes is the boost. T3, T4 and T5 engines use a single turbo while T6 adds a Roots-type supercharger in addition to the turbocharger. VW and others have dabbled with twincharging in the past, with VWs 1. 4L twincharged engine finding a home under the hoods of Euro models and putting down 140-180 horsepower. Volvo is taking things to the next step by calling their 2. 0L engine the replacement for not just the 3. 0L twin-scroll turbo but also the recently departed 4. 4L V8.
While supercharging and turbocharging sounds excessive, there is a logic to the madness. While peak torque on the turbo-only T5 just 15 lb-ft lower than the T6 (when in overboost), the supercharger allows the T6 to deliver approximately 140 lb-ft more torque just off idle. The torque curves converge around 1,500-1,600 RPM when the T6 switches over to the turbocharger. From approximately 2,000 RPM to 3,500 RPM torque remains flat on both engines but the larger turbo on the T6 allows it to maintain peak torque all the way past 4,500 RPM. When torque does start to wane it does so more gradually than turbo-only engines.

Why not stick with a supercharger alone like Jaguar and other auto makers? The reason is two-fold. Turbochargers operate off of waste energy from the exhaust. Exhaust gases spin the turbine which in turn spins the compressor forcing more air into the engine. In truth waste energy is a misnomer because there is a horsepower toll for having the turbo interfering with the exhaust stream, but in general this toll is smaller than the power required to operate a supercharger. The downside to a turbo is well known: turbo lag. Turbo lag is the time it takes the turbo to start boosting. Although the turbo is spinning at idle, its creating little positive pressure. Step on the gas and it takes a while for things to start humming along and boost to be created. Thats why the T5 has a lower torque rating off idle.
Superchargers are typically driven off the accessory belt. Because of the direct connection to the engine, they are always creating boost. Because this boost happens in sync with engine RPMs, the response is immediate. On the down side superchargers can consume up to 20% of an engines total power output according to Honeywell. This is considered a good trade since they can boot power up to 50%. Because of design trade offs, factory supercharged engines tend to run out of breath at higher RPMs which explains why Jaguars 5. 0L supercharged engine lags the 4. 4L and 4. 7L twin-turbo German engines by a wide margin in peak torque.
Volvos answer to both problems was to use a supercharger for immediate response at the low end. From idle air flows into the supercharger then through the turbo into the engine. This not only improves low end response but it also helps get the turbo up to speed faster. At some point determined by the cars computer (around 3,500 RPM) the engine opens a butterfly valve to bypass the supercharger and then de-clutches the supercharger to eliminate the inherent loss. This process allows a supercharger tuned for low end response and a turbo tuned for higher RPM running to be joined to the same engine. The result is a horsepower and torque curve superior to Volvo or BMWs 3. 0L twin-scroll turbos in every way, from torque at idle, length of the torque plateau, to high-RPM torque. To further increase efficiency Volvo relies on a variable speed electric water pump for cooling, direct-injection for combustion efficiency and low friction bearings and rings. Volvos marketing literature hails this as the answer to the V8.
But is it really? Yes and no. The pint-sized engine allows the XC60 to deliver 29 MPG on the highway in 304 horsepower T6 trim which is a 50% increase over Volvos 2009 XC90 V8. Score one for Drive-E. Out on the road, the 2. 0L engine delivers more low end torque than any other 2. 0L four-banger sold in America giving the XC60 more punch off idle than I expected. The T6′s torque curve may be flatter than Volvos sort lived 4. 4L V8, but its not quite as robust at the top end or at idle. The broad torque band and the Aisin 8-speed auto allowed the XC60 T6 to tie an XC90 V8 to 60 MPH. Aurally, Volvos burbly V8 is the clear winner. The Drive-E engine has a distinct (but muted) supercharger whine under 3,500, a definite four-cylinder exhaust note and an eerie silence at idle. Volvo was cagey about any Polestar tunes for their new engine, but I suspect considerable work will need to be done to best Volvos own Polestar I6.
My inner engineer is excited by the possibilities of modern forced induction technologies and small displacement engines. I suspect that the vast majority of American shoppers would be hard pressed to notice the difference between Volvos twin-charged 2. 0L engine and a V8 in the 4L range in terms of power delivery and drive-ability. The constant march towards fuel economy also fills me with sadness. No matter how you slice it, a naturally aspirated V8 has a sound that weve grown up associating with performance and luxury. This association is so strong that BMW pipes V8 sounds into the cabins of their turbo V8s because the turbos interfere with the exhaust notes. As our pocketbooks rejoice, join me as I shed a tear for the naturally aspirated inline-6 and V8.