Νήμα: Twincharging είναι Volvos αντικατάσταση για μετατόπιση

Συρρίκνωση του κινητήρα είναι όλη η οργή. Καθιστώντας τον κινητήρα μικρότερη, αυξάνει την αποδοτικότητα των καυσίμων, μειώνει τις εκπομπές και να μειώνει το βάρος του οχήματος. Με ποτέ αυστηρότερη νομοθεσία οικονομία καυσίμου στον κανονισμό Ηνωμένες Πολιτείες και CO2 εκπομπές στην Ευρωπαϊκή Ένωση, το mainline κατασκευαστές στρέφονται προς υπερτροφοδότες όπως ποτέ πριν. Το 2009 μόνο το 5% των αυτοκινήτων που πωλούνται στην Αμερική sported turbos, και ότι το 5% αποτελείτο κυρίως από ευρωπαϊκές μάρκες, όπως Volvo και BMW με μια μεγάλη ιστορία των αναγκαστική επαγωγή. Από το 2013 ο αριθμός αυτός είχε υπερδιπλασιαστεί σε 13%. Honeywell αναμένει τον αριθμό να αυξηθεί στο 25% μέσα στα επόμενα τέσσερα χρόνια και το EPA μου λέει ότι μέχρι το 2025 αναμένουν το 90% των αυτοκινήτων που πωλούνται στην Αμερική με τον αθλητισμό ένα μηχανισμό turbo. Whats ένα turbo με turbos να γίνει τόσο συνηθισμένο, και πρωτοπόρος όπως Volvo να κρατήσει ένα ανταγωνιστικό πλεονέκτημα; Προσθήκη ενός υπερσυμπιεστή φυσικά.
Είχα πρόσφατα την ευκαιρία να δοκιμάσουν το νέο Volvo V60 (αναμείνετε την πρώτη μονάδα προσφυγής λίγο) αλλά ο πρωταγωνιστής της παράστασης δεν ήταν το ίδιο το αυτοκίνητο, το τι είναι κάτω από την κουκούλα. Νέα σχέδια μηχανών είναι πραγματικά ένα σπάνιο στον κόσμο του αυτοκινήτου με τις μηχανές είναι tweaked την πάροδο του χρόνου για να τους κρατήσει φρέσκο. Volvos δική αρθρωτή κινητήρα βρέθηκαν κάτω από την κουκούλα, περισσότερα Σουηδικά αυτοκίνητα (και η περιστασιακή Focus RS) έγινε 24 χρόνων φέτος, αλλά της ένα κοτόπουλο άνοιξη, συγκριτικά με τις σειρές L Rolls Royce 6. 75L κινητήρα που χρονολογείται από το 1952. Όντας η μηχανή σπασίκλα είμαι, πέρασα μια νέα ώρες με μηχανικό powertrain Volvos συζητάμε τους η νέα οικογένεια μηχανών Drive Ε.
Η νέα οικογένεια μηχανών Volvos είναι κατά κύριο λόγο μια καθαρή σχεδίαση φύλλο, αν και πολλά στοιχεία σχεδίασης είναι απόγονοι των παλαιών αρθρωτή ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ. Η γραμμή αποτελείται από τέσσερις διαφορετικές παραλλαγές, βαπτιστεί Τ3, Τ4, Τ5 και T6. Ως πριν, Τ δείχνει υπερτροφοδοτούμενο αλλά τώρα ο αριθμός αντιπροσωπεύει ιπποδύναμη και όχι τον αριθμό των κυλίνδρων που εμπλέκονται. Ναι, αυτό είναι η αγγελία θανάτου για Volvos funky 5-κύλινδρο, επειδή πρόκειται για μια αυστηρή σύνθεση τεσσάρων κυλίνδρων. Volvo έχει πει η 149 ιπποδύναμη Τ3 και την ιπποδύναμη 188 Τ4 δεν θα είναι επικεφαλής στην Αμερική αυτή τη στιγμή, οπότε μην περιμένετε να δείτε είναι άμεσος ανταγωνιστής για BMWs downsized 320i από τη Σουηδία φέτος. Αντίθετα θα έχουμε το 241 ιπποδύναμη Τ5 και την ιπποδύναμη 302 T6 κάτω από την κουκούλα του τα πάντα εκτός από το XC90.

Όλοι οι κινητήρες μοιράζονται ένα κοινό σχέδιο μπλοκ, αλλά αυτό που αλλάζει είναι η ώθηση. Τ3, Τ4 και T5 μηχανές χρησιμοποιούν ένα ενιαίο turbo, ενώ T6 προσθέτει ένα Roots τύπου υπερτροφοδότη εκτός από στροβιλοσυμπιεστή. VW και άλλοι έχουν ασχοληθεί με το twincharging στο παρελθόν, με VWs 1. 4L κινητήρα twincharged εύρεση ενός σπιτιού κάτω από τις κουκούλες των μοντέλων ευρώ και απόθεση 140-180 ίππους. Volvo είναι λαμβάνοντας πράγματα στο επόμενο βήμα, καλώντας τους 2. 0 L μηχανή την αντικατάσταση για όχι μόνο το 3. 0L twin-scroll turbo, αλλά και τα πρόσφατα αναχώρησαν 4. 4L V8.
Ενώ υπερσυμπίεσης και υπερσυμπίεση ακούγεται υπερβολική, υπάρχει μια λογική στην τρέλα. Ενώ η μέγιστη ροπή για το turbo-μόνο Τ5 μόλις 15 lb-ft χαμηλότερη από το T6 (όταν το overboost), τον υπερσυμπιεστή επιτρέπει το T6 για περίπου 140 lb-ft να αποδώσει περισσότερα ροπή δίπλα σε αδράνεια. Οι καμπύλες ροπής συγκλίνουν περίπου 1.500-1.600 RPM όταν το T6 ανάβω πάνω σε στροβιλοσυμπιεστή. Από περίπου 2.000 περιστροφές/λεπτό έως 3.500 Σ.Α.Λ. ροπή παραμένει επίπεδη στις δύο μηχανές, αλλά το μεγαλύτερο turbo για το T6 επιτρέπει να διατηρήσει μέγιστη ροπή όλος ο τρόπος παρελθόν 4.500 RPM. Όταν η ροπή αρχίζει να υποχωρεί το κάνει τόσο πιο σταδιακά από μόνο turbo κινητήρες.

Γιατί να μην κολλήσει με υπερτροφοδότη μόνο σαν Jaguar και άλλους κατασκευαστές auto; Ο λόγος είναι διττός. Στροβιλοσυμπιεστές λειτουργούν στα ανοικτά των αποβλήτων ενέργεια από την εξάτμιση. Αέρια εξάτμισης περιστρέψει την τουρμπίνα, η οποία με τη σειρά περιστροφές το συμπιεστή αναγκάζοντας περισσότερο αέρα στη μηχανή. Στην πραγματικότητα σπαταλούν ενέργειας είναι ψευδεπίγραφος, διότι υπάρχει ιπποδύναμη διόδια για το γεγονός ότι το turbo επεμβαίνει με το ρεύμα των καυσαερίων, αλλά σε γενικές γραμμές αυτό τα διόδια είναι μικρότερο από το δύναμη που απαιτείται για τη λειτουργία ενός υπερπληρωτή. Το μειονέκτημα σε ένα turbo είναι γνωστό: turbo lag. Turbo lag είναι ο χρόνος που χρειάζεται το turbo ξεκινώ τόνωση. Αν και το turbo περιστρέφεται σε ρελαντί, δημιουργώντας τη μικρή θετική πίεση. Βήμα για το φυσικό αέριο και χρειάζεται λίγο χρόνο για τα πράγματα να αρχίσουν να βουίσει μήκος και ώθηση που θα δημιουργηθεί. Thats γιατί το Τ5 έχει μια χαμηλότερη βαθμολογία ροπή στα ανοικτά σε αδράνεια.
Υπερπληρωτών οδηγούνται συνήθως έξω από την ζώνη αξεσουάρ. Λόγω της άμεσης σύνδεσης με τον κινητήρα, πάντα δημιουργούν ώθηση. Ώθηση αυτό συμβαίνει σε συγχρονισμό με κινητήρα RPMs, γιατί η απόκριση είναι άμεση. Στην κάτω πλευρά υπερπληρωτών μπορεί να καταναλώσει έως και 20% του ενός κινητήρες συνολικής ισχύος εξόδου σύμφωνα με Honeywell. Αυτό θεωρείται ένα καλό εμπόριο, δεδομένου ότι αυτοί μπορεί να εκκινήσει ενέργειας έως και 50%. Λόγω σχεδιασμό συμβιβασμούς, εργοστάσιο υπερτροφοδοτούμενοι κινητήρες τείνουν να τρέχει από την αναπνοή ψύχει το οποίο εξηγεί γιατί 5 Τζάγκουαρ. 0L υπερτροφοδοτούμενος κινητήρας υστερεί το 4. 4L και 4. 7L twin-turbo γερμανικές μηχανές με μεγάλη διαφορά σε ροπή.
Volvos απάντηση σε δύο προβλήματα ήταν να χρησιμοποιήσει έναν υπερπληρωτή για την άμεση ανταπόκριση στο χαμηλό τέλος. Από ρελαντί αέρα ρέει σε του υπερτροφοδότη, στη συνέχεια, μέσα από το turbo στη μηχανή. Αυτό όχι μόνο βελτιώνει την απόκριση χαμηλό τέλος, αλλά βοηθά επίσης να πάρετε το turbo μέχρι την ταχύτητα πιο γρήγορα. Σε κάποιο σημείο που καθορίζεται από τον υπολογιστή αυτοκίνητα (περίπου 3.500 Σ.Α.Λ.) ο κινητήρας ανοίγει μια βαλβίδα πεταλούδων για να παρακάμψει τον υπερσυμπιεστή και έπειτα de-συμπλέκτες Υπερπληρωτής να εξαλείψει την εγγενή απώλεια. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει έναν υπερπληρωτή συντονισμένοι για απάντηση χαμηλό τέλος και ένα turbo συντονισμένοι για υψηλότερες ΣΤΡΟΦΈΣ τρέχει για να συνδεθούν στον ίδιο κινητήρα. Το αποτέλεσμα είναι μια ανώτερη από Volvo ή BMWs 3 ιπποδύναμη και ροπή καμπύλη. 0L turbos twin-scroll με κάθε τρόπο, από την ροπή αδράνειας, μήκος του Οροπεδίου ροπή, σε υψηλής RPM ροπή. Να αυξηθεί περαιτέρω η αποτελεσματικότητα Volvo στηρίζεται σε μια μεταβλητή ταχύτητα ηλεκτρική αντλία νερού για την ψύξη, άμεσου ψεκασμού για απόδοση καύσης και χαμηλά έδρανα τριβής και δαχτυλίδια. Volvos εμπορία χαιρετά λογοτεχνία αυτή ως απάντηση στον V8.
Αλλά είναι αυτό πραγματικά; Ναι και όχι. Η πίντα μεγέθους κινητήρα επιτρέπει το XC60 να παραδώσει 29 MPG στον αυτοκινητόδρομο σε 304 ιπποδύναμη T6 τελειώματα που είναι αύξηση 50% κατά τη διάρκεια Volvos 2009 XC90 V8. Βαθμολογία για το αυτοκίνητο-ε. Έξω στο δρόμο, το 2. 0L μηχανή παραδίδει περισσότερα χαμηλής ροπής τέλος από ό, τι οποιαδήποτε άλλα 2. 0L τεσσάρων κροτίδων πωλούνται στην Αμερική δίνοντας το XC60 περισσότερο γροθιά μακριά σε αδράνεια από το αναμενόμενο. Η καμπύλη ροπής της T6′s μπορεί να είναι πιο επίπεδο από ό, τι είδος Volvos έζησε 4. 4 L V8, αλλά του όχι αρκετά τόσο ισχυρή στην κορυφή ή στο ρελαντί. Το συγκρότημα ευρεία ροπή και τον Aisin 8-τάχυτο αυτόματο επιτρέπεται το XC60 T6 να δέσει ένα V8 XC90 σε 60 MPH. Φωνητικώς, Volvos burbly V8 είναι ο σαφής νικητής. Ο κινητήρας Drive-E έχει μια διακριτή (αλλά σίγαση) υπερτροφοδότη whine κάτω 3.500, μια οριστική τεσσάρων κυλίνδρων εξάτμισης Σημείωση και μια απόκοσμη σιωπή στο ρελαντί. Η Volvo ήταν κρυψίνους για οποιαδήποτε Polestar μελωδίες για νέο κινητήρα τους, αλλά υποψιάζομαι ότι σημαντικό έργο θα πρέπει να γίνει για καλύτερη Volvos δική Polestar I6.
Εσωτερική μηχανικό μου είναι ενθουσιασμένοι από τις δυνατότητες της σύγχρονης αναγκαστική επαγωγή τεχνολογίες και μηχανές μικρού κυβισμού. Υποψιάζομαι ότι η συντριπτική πλειοψηφία των αμερικανικών αγοραστές θα είστε πιεσμένοι για να παρατηρήσετε τη διαφορά μεταξύ Volvos 2 φορτισμένη με δύο μονά κρεβάτια. 0L μηχανή και έναν V8 στη σειρά 4L όσον αφορά την παράδοση ηλεκτρικής ενέργειας και η μονάδα δίσκου δυνατότητα. Η σταθερή πορεία προς την οικονομία καυσίμου και με γεμίζει θλίψη. Δεν έχει σημασία πώς το κομμάτι, μια φυσική αναρρόφηση V8 έχει έναν ήχο ότι weve μεγαλώσει σε συσχέτιση με τις επιδόσεις και την πολυτέλεια. Αυτή η Ένωση είναι τόσο ισχυρή ότι BMW σωλήνες V8 ακούγεται σε οι καμπίνες του τους turbo V8s διότι το turbos έρχεται σε αντίθεση με τις σημειώσεις της εξάτμισης. Όπως χαίρονται τις ατζέντες μας, μαζί μου, όπως εγώ συγκίνησης για την φυσική αναρρόφηση inline-6 και 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.