Draad: Twincharging Is een Volvo's vervanging voor verplaatsing

Engine downsizing is al de woede. Het maken van de motor kleiner brandstofverbruik, minder emissies en verlaagt het gewicht van het voertuig. Met het steeds aanhalen van het brandstofverbruik van de wetgeving in de Verenigde Staten en de CO2-uitstoot regelgeving in de Europese Unie, mainline fabrikanten draaien om turbo ' s als nooit tevoren. In 2009 slechts 5% van de auto ' s verkocht in Amerika droeg turbo ' s, en dat 5% bestond grotendeels van Europese merken als Volvo en BMW met een lange geschiedenis van gedwongen inductie. Dat nummer had tegen 2013 meer dan verdubbeld tot 13%. Honeywell verwacht dat het aantal tot 25% stijgen in de komende vier jaar en de EPA vertelt me dat ze tegen 2025 90% van de verkochte auto's in Amerika naar de sport een turbo motor verwachten. Wat is een turbo pionier met Turbo's steeds zo gewoon, zoals Volvo doen om te houden een concurrentievoordeel? Voeg een supercharger natuurlijk.
Ik had onlangs de gelegenheid om te proeven van de nieuwe Volvo V60 (verwachten een eerste schijf review binnenkort), maar de ster van de show was niet de auto zelf, zijn wat onder de motorkap. Nieuwe motor ontwerpen zijn echt een zeldzaamheid in de automotive wereld met motoren worden getweaked na verloop van tijd hen om vers te houden. Volvo's eigen modulaire motor gevonden onder de motorkap van de meeste Zweedse auto's (en de occasionele Focus RS) bleek 24 jaar oud, dit jaar, maar het is een lente kip ten opzichte van de Rolls Royce L serie 6. 75L motor die uit 1952 dateert. Wordt de motor nerd die ik ben, heb ik een nieuwe uur met Volvo's aandrijflijn ingenieur bespreken hun nieuwe Drive E-motorfamilie.
Volvo's nieuwe motorfamilie is voornamelijk een schone lei ontwerp, hoewel veel onderdelen van het ontwerp afstammelingen van de oude modulaire motorfamilie zijn. De lijn bestaat uit vier verschillende varianten nagesynchroniseerde T3, T4 en T6 T5. Als geeft voorheen, T turbocharged maar nu het nummer vertegenwoordigt vermogen in plaats van het aantal cilinders betrokken. Ja, dit is de dood-doodsklok voor Volvo's funky 5-cilinder omdat dit een strikte vier-cilinder line-up is. Volvo heeft gezegd de 149 PK T3 en de 188 PK T4 zal worden geleid naar Amerika op dit moment, dus verwacht niet dat een directe concurrent voor BMW's ingekrompen 320i uit Zweden dit jaar. In plaats daarvan krijgen we de 241 PK T5 en de 302 PK T6 onder de motorkap van alles behalve de XC90.

Alle motoren hebben een gemeenschappelijk blok design, maar wat verandert is de boost. T3, T4 en T5-motoren maken gebruik van een enkele turbo, terwijl T6 voegt een Roots-type supercharger naast de turbocompressor. VW en anderen hebben geploeterd met twincharging in het verleden, met VWs 1. 4L twincharged motor het vinden van een huis onder de afzuigkappen van Euro-modellen en neer te zetten 140 tot 180 pk. Volvo is dingen naar de volgende stap door te bellen met hun 2. 0L motor de vervanging, niet alleen voor de 3. 0L twin-scroll turbo, maar ook de onlangs vertrokken 4. 4L V8.
Terwijl drukvulling en turbo klinkt overdreven, er is een logica in de waanzin. Terwijl het maximum koppel op de turbo-alleen T5 slechts 15 lb-ft lager dan de T6 (in de overboost-toestand, zodat), de supercharger kan de T6 te leveren ongeveer 140 lb-ft meer koppel slechts uit inactief. Het koppel bochten convergeren rond 1.500-1.600 TPM wanneer de T6 overschakelt naar de turbocompressor. Van de ongeveer 2.000 RPM 3.500 RPM koppel blijft plat op beide motoren maar de grotere turbo op de T6 in staat stelt te handhaven piek koppel helemaal voorbij 4.500 TPM. Wanneer het koppel begint te tanen het doet dus meer geleidelijk dan turbo-alleen motoren.

Waarom geen stok met een supercharger alleen zoals Jaguar en andere auto-makers? De reden is tweeledig. Turbo exploiteren van afvalenergie uit de uitlaat. Uitlaatgassen spin de turbine die op zijn beurt de compressor dwingen meer lucht in de motor draait. In waarheid is afvalenergie een verkeerde benaming, want er een PK tol is voor het feit dat de turbo bemoeien met de uitlaatgasstroom, maar in het algemeen deze tol kleiner dan nodig is is om het functioneren van een compressor. De keerzijde van een turbo is bekend: turbo lag. Turbo vertraging is de tijd die het duurt de turbo te stimuleren. Hoewel de turbo is spinnen bij stationair, zijn weinig positieve druk maken. Stap op het gas en het duurt een tijdje voor de dingen te beginnen langs neuriën en stimuleren om te worden gemaakt. Dat is waarom de T5 een lagere koppel beoordeling heeft, korting op inactief.
Superchargers zijn meestal de accessoire gordel verdreven. Vanwege de directe verbinding met de motor, ze zijn altijd het creëren van impuls. Omdat deze boost in sync met motor RPM's gebeurt, is het antwoord onmiddellijk. Op de keerzijde kunnen superchargers verbruiken tot 20% van het totale vermogen van een motoren volgens Honeywell. Dit wordt beschouwd als een goede handel omdat ze kunnen booten macht tot 50%. Vanwege ontwerp handel offs, fabriek supercharged motoren hebben de neiging om uit te voeren buiten adem op hogere rpm waarin wordt uitgelegd waarom Jaguars 5. 0L supercharged motor loopt de 4. 4L en 4. 7L twin-turbo Duitse motoren door een brede marge toename van het koppel piek.
Volvo's antwoord op beide problemen moest gebruiken een supercharger voor onmiddellijke reactie aan de lage kant. Van niet-actieve lucht stroomt in de compressor dan via de turbo in de motor. Dit verbetert niet alleen low-end reactie, maar het helpt ook snel de turbo sneller aan de slag. Op een gegeven moment bepaald door de auto's computer (rond 3500 RPM) de motor wordt geopend van een vlinderklep om te mijden van de compressor en vervolgens-koppelingen de compressor te elimineren de inherente verlies. Dit proces maakt een supercharger tuned voor low-end reactie en een turbo tuned voor hogere RPM uitgevoerd om te worden gekoppeld aan dezelfde engine. Het resultaat is een superieur aan Volvo of BMW's 3 PK en koppel curve. 0L twin-scroll turbo's op elke wijze van koppel op inactief, lengte van het koppel plateau, hoge-RPM koppel. Om verdere verhoging van efficiëntie Volvo is gebaseerd op een variabele snelheid elektrische water pomp voor het koelen, directe injectie voor verbranding efficiëntie en lage wrijving lagers en ringen. Volvo's marketing literatuur vroeg dit als het antwoord op de V8.
Maar is het echt? Ja en Nee. De pint-sized engine staat de XC60 te leveren van 29 MPG op de snelweg in 304 PK T6 trim dat is een stijging van 50% over Volvo's 2009 XC90 V8. Score een voor station-E. Op de weg, de 2. 0L motor levert meer low-end koppel dan elke andere 2. 0L vier-banger verkocht in Amerika de XC60 meer punch af te geven inactief dan ik had verwacht. De koppelkromme T6′s kan platter dan Volvo's sorteren 4 leefde worden. 4 L V8, maar zijn niet zo robuust aan de bovenkant of op inactief. De brede koppel band en de Kariya 8-speed automatische toegestaan de XC60 T6 te binden een V8 XC90 tot 60 MPH. Auditief, is Volvo's donker V8 de duidelijke winnaar. De Drive-E motor heeft een verschillende (maar gedempt) supercharger janken onder 3500, een duidelijke vier-cilinder uitlaat notitie en een angstaanjagende stilte op inactief. Volvo was terughoudend over elke Polestar tunes voor hun nieuwe motor, maar ik vermoed dat veel werk zal moeten worden gedaan om de beste Volvo's eigen Polestar I6.
Mijn innerlijke engineer is enthousiast over de mogelijkheden van moderne gedwongen inductie technologieën en kleine verplaatsing motoren. Ik vermoed dat de overgrote meerderheid van de Amerikaanse shoppers zou moeilijk worden ingedrukt om op te merken het verschil tussen Volvo's 2 twin-in rekening gebracht. 0L motor en een V8 in het 4L bereik in termen van macht levering en station-vermogen. De constante maart naar brandstof economie ook vervult me met droefheid. Geen kwestie hoe u het schijfje, heeft een natuurlijke aanzuiging V8 een geluid dat weve opgegroeid te associëren met prestaties en luxe. Deze vereniging is zo sterk dat BMW pijpen V8 klinkt in de cabines van hun turbo V8s omdat de Turbo's interfereren met de uitlaat notities. Zoals onze portemonnee Verheugen, samen met mij zoals ik een traan voor de natuurlijke aanzuiging inline-6 en V8 werpen.

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.