Thread: Twincharging é a substituição de Volvos para deslocamento

Motor downsizing é toda a raiva. Fazendo o motor menor, aumenta a eficiência de combustível, reduz as emissões e reduções do peso do veículo. Cada vez que aperta a economia de combustível legislação nos Estados Unidos e emissões de CO2 regulamento da União Europeia, principais fabricantes estão se voltando para turbocompressores como nunca antes. Em 2009, apenas 5% dos carros vendidos na América usava turbos, e que 5% consistia em grande parte de marcas Europeias como Volvo e BMW com uma longa história de indução forçada. Até 2013, esse número tinha mais do que duplicou para 13%. Honeywell espera que o número subir para 25% nos próximos quatro anos e o EPA diz-me que, em 2025, eles esperam 90% dos carros vendidos na América ao esporte um motor turbo. Com turbos se tornando tão comum, o que é um turbo pioneiro como Volvo, para manter uma vantagem competitiva? Adicione um supercharger, claro.
Recentemente tive a oportunidade de experimentar o novo Volvo V60 (espere uma unidade primeira revisão em breve), mas a estrela do show foi o carro em si, seu o que está debaixo do capô. Projetos novos do motor são verdadeiramente uma raridade no mundo automóvel com motores sendo ajustado ao longo do tempo para mantê-los frescos. Volvos próprio motor modular encontrado sob o capô da maioria dos carros suecos (e o Focus RS ocasionais) virou 24 anos este ano, mas é um frango de primavera em comparação com a série de Rolls Royce L 6. Motor de 75L que remonta a 1952. Sendo o nerd de motor, que eu sou, passei um novo horário com o engenheiro de powertrain Volvos discutindo sua nova família de motores E dirigir.
Nova família de motores Volvos é principalmente um projeto de ficha limpa, apesar de muitos componentes do projeto são descendentes da família modular motor velho. A linha é composta por quatro variantes diferentes, apelidadas de T3, T4, T5 e T6. Como antes, T indica envolvidos turboalimentado, mas agora a número representa a potência de saída em vez do número de cilindros. Sim, este é o dobre de Finados para Volvos funky 5 cilindros porque esta é uma programação rigorosa de quatro cilindros. Volvo afirmou a potência 149 T3 e os cavalos-força 188 T4 vão para a América no momento, então não espere ver um concorrente direto para BMW rebaixada 320i da Suécia este ano. Em vez disso temos a potência 241 T5 e os 302 cavalos T6 sob a capa de tudo, exceto o XC90.

Todos os motores de compartilhar um bloco comuns de design, mas o que muda é o impulso. T3, T4 e T5 motores de usar um único turbo enquanto T6 adiciona um Raízes-tipo de compressor, além do turbocompressor. VW e outros têm se envolveu com a twincharging no passado, com VWs 1. 4L twincharged motor de encontrar um lar sob as capas de Euro modelos e colocar 140-180 cavalos de potência. A Volvo está levando as coisas para o próximo passo chamando a 2. 0L motor a substituição não apenas a 3. 0L twin-scroll turbo, mas também o recentemente falecido 4. 4L V8.
Enquanto o compressor e turbo sons excessivos, há uma lógica para a loucura. Enquanto o pico de torque no turbo-só T5 apenas a 15 lb-ft menor do que o T6 (quando em overboost), o compressor permite que o T6 para entregar cerca de 140 lb-ft de torque mais apenas fora ocioso. O torque curvas convergem em torno de 1.500 a 1.600 RPM, quando o T6 muda para o turbocompressor. A partir de cerca de 2.000 RPM a 3.500 RPM torque permanece plana em ambos os motores, mas o maior turbo no T6 permite-lhe manter o pico de torque de todo o caminho passado e 4.500 RPM. Quando o torque começa a minguar, ele faz isso de forma mais gradual do que o turbo só de motores.

Por que não ficar com um supercharger sozinho como Jaguar e outras montadoras? A razão é dupla. Turboalimentadores operam fora de resíduos energia do escapamento. Os gases de escape giram a turbina que por sua vez gira o compressor para forçar mais ar no motor. Na verdade a energia de resíduos é um equívoco porque há um pedágio de cavalos para ter o turbo, interferindo com o fluxo de gases de escape, mas em geral este pedágio é menor do que a potência necessária para operar um supercharger. A desvantagem para um turbo é bem conhecida: turbo lag. Turbo lag é o tempo que leva o turbo para começar a aumentar. Embora o turbo está girando em idle, sua criação pequena pressão positiva. Passo no acelerador e demora um pouco para que as coisas começam cantarolando e impulsionar para ser criado. Isso é porque o T5 tem uma classificação de binário a baixa fora ocioso.
Compressores são conduzidos normalmente fora da correia de acessória. Por causa da conexão direta para o motor, eles estão sempre criando impulso. Porque este impulso acontece em sincronia com mecanismo RPMs, a resposta é imediata. No lado de baixo Supercompressores podem consumir até 20% de uma saída de poder total de motores de acordo com a Honeywell. Isto é considerado um bom comércio, uma vez que eles podem arrancar até 50% de energia. Por causa do projeto comércio offs, motores de fábrica sobrealimentado tendem a correr sem fôlego em RPMs mais elevados que explica por que 5 onças-pintadas. Motor de 0L superalimentado retarda-se a 4. 4L e 4. 7L gêmeo-turbo alemão os motores por uma larga margem no pico de torque.
Resposta de Volvos para ambos os problemas era usar um supercharger para resposta imediata na parte inferior. De fluxos de ar ocioso no supercharger então através o turbo para o motor. Isto não apenas melhora a resposta low-end, mas também ajuda a acelerar o turbo até a velocidade. Em algum ponto determinado pelo computador carros (cerca de 3.500 RPM) o motor abre uma válvula de borboleta para ignorar o supercharger e então de embreagens o supercharger para eliminar a perda inerente. Este processo permite um supercharger ajustado para a resposta low-end e um turbo ajustado para maior RPM correr para ser acompanhado com o mesmo motor. O resultado é uma curva de potência e torque superior a Volvo ou 3 BMWs. 0L gêmeo-scroll turbos em todos os sentidos, de torque no ocioso, comprimento do planalto de torque, torque de alta rotação. Para aumentar ainda mais a eficiência Volvo se baseia em uma velocidade variável, bomba de água elétrica para arrefecimento, injeção direta para eficiência de combustão e rolamentos de baixo atrito e anéis. Volvos de marketing literatura brada isto como a resposta para o V8.
Mas é realmente? Sim e não. O pint-sized motor permite que o XC60 entregar 29 MPG na rodovia em 304 cavalos T6 guarnição que é um aumento de 50% sobre Volvos 2009 XC90 V8. Um ponto para Drive-E. Na estrada, a 2. 0L motor oferece mais torque low-end do que qualquer outros 2. 0L quatro-banger vendidos na América desprendendo o XC60 soco mais ocioso do que eu esperava. A curva de torque de T6′s pode ser mais plana do tipo Volvos viveu 4. 4 L V8, mas não completamente tão robusto na extremidade superior ou em marcha lenta. A banda larga binário e o auto de 8 velocidades Aisin permitiram o XC60 T6 amarrar um XC90 V8 a 60 MPH. Foneticamente, Volvos burbly V8 é o vencedor. O mecanismo de movimentação-E tem uma lamentação supercharger distintos (mas silenciado) abaixo dos 3.500, uma nota definitiva de escape de quatro cilindros e um silêncio tenebroso em marcha lenta. Volvo foi cauteloso sobre qualquer músicas Polestar para seu novo motor, mas eu suspeito considerável trabalho precisará ser feito para melhor Volvos próprio Polestar I6.
Meu engenheiro interno está animado com as possibilidades de tecnologias modernas de indução forçada e motores de pequeno deslocamento. Eu suspeito que a maioria dos consumidores americanos seria duramente pressionado para notar a diferença entre Volvos 2 gêmeo-carregada. Motor L 0 e um V8 na faixa de 4L em termos de entrega de potência e capacidade de movimentação. A marcha constante para a economia de combustível também me enche de tristeza. Não importa como você fatia-lo, um V8 naturalmente aspirado tem um som que weve crescido associando desempenho e luxo. Esta associação é tão forte que tubos BMW V8 soa para as cabines de seu turbo V8s porque os turbos interferir com as notas de escape. Como nossas carteiras Alegrai-vos, se junte a mim como eu derramar uma lágrima para a aspiração natural inline-6 e 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.