Грузовики и пикапы
Новый полугрузовик Volvo использует волнистые поршни для создания крутящего момента в 1 850 фунтов на фут
Быть дальнобойщиком казалось круче в 80-х. Я виню в этом Сильвестра Сталлоне и Курта Рассела, а еще немного южной развязности Джерри Рида. Хотя мы считаем полугрузовики американской иконой, с точки зрения мировых продаж Volvo является одним из крупнейших игроков. Компания является новатором в области грузоперевозок с момента создания своего первого коммерческого грузовика в 1928 году. Последняя модель компании, новый VNL, представляет собой очередной скачок в развитии технологий. Она не просто обновлена, а на 90 % состоит из новых деталей и использует оригинальные инженерные решения, которые делают ее на 10 % более эффективной, чем грузовики Volvo 2015 года.
Новый VNL выпускается с шестью различными вариантами кабины, четырьмя уровнями отделки интерьера и экстерьера, а также с тремя версиями рядного двигателя D13 с максимальным крутящим моментом 1850 фунт-фут. Volvo утверждает, что грузовик может достигать 8,5 миль в час при скорости 85 миль в час; мне доводилось буксировать грузовики, которые с трудом справлялись с этой задачей.
Хотя общее увеличение топливной эффективности происходит за счет незначительного вклада всех систем грузовика, то, что происходит под капотом, интереснее, чем колпаки колес и интеллектуальный круиз-контроль.
Начиная с внутренней части 13-литрового двигателя, Volvo оптимизировала конструкцию с волнистым венцом поршня, впервые представленную в 2016 году. Инженеры компании использовали вычислительную гидродинамику для моделирования потока горения внутри камеры. При этом они обнаружили недостаток традиционных поршневых коронок: когда топливо распыляется из верхней центральной части камеры сгорания к стенкам цилиндра, фронты пламени распространяются к стенкам, а затем сходятся, оставляя столб неиспользованного кислорода в центре камеры.
Для борьбы с этим коронки поршней D13 изготавливаются с радиально расположенными гребнями. Форсунки топливных инжекторов направлены так, чтобы распылять топливо в долинах между ними, создавая фронты пламени, которые движутся к стенкам цилиндра, а затем возвращаются обратно к центру. Оригинальная конструкция волнового поршня состояла из шести сегментов, но в модернизированной версии их семь. Наверняка мы можем предположить, куда движутся будущие поколения.
обавление еще одного сегмента в волновой конструкции потребовало еще одной форсунки в топливном инжекторе. Разделение общей мощности инжектора на меньшие дозы означает меньшие управляющие иглы. Точный контроль впрыска крайне важен для оптимизации процесса сгорания, а более компактные и легкие компоненты обеспечивают больший контроль. Обе эти модернизации не только повышают экономию топлива на 2 %, но и вдвое сокращают выбросы сажи.
При изменении конструкции поршней Volvo также решила использовать более низкопрофильный венец. Это позволяет использовать более длинный шатун без необходимости увеличивать высоту блока. Более длинный шатун располагает его ближе к параллели с направлением движения поршня, что снижает боковую нагрузку на стенки цилиндра. Снижение этой нагрузки минимизирует трение. Опять же, небольшие преимущества, но все они суммируются.
Турбина на D13 также меньше, чем обычно используется на двигателях такого размера. Предыдущие двигатели выдавали максимальный крутящий момент в диапазоне от 1 300 до 1 500 об/мин. Этот двигатель начинает выдавать пиковый крутящий момент при 1 050 об/мин и сохраняет его до 1 500. Volvo утверждает, что каждые 100 оборотов в минуту во время движения дают 1,5-процентное увеличение экономии топлива.
Но особенно меня заинтересовало то, что происходит после турбинной части турбокомпрессора. В D13 используется турбокомпрессор, который возвращает энергию, обычно теряемую в выхлопной трубе. Да, эта технология появилась еще в авиации времен Второй мировой войны – насколько мне известно, по крайней мере, – и с тех пор использовалась время от времени с неоднозначными результатами. Помните, что такие вещи, как непосредственный впрыск бензина, были возможны в 50-х годах, но только в последние два десятилетия они стали реальностью для основной массы. Компрессор – это дополнительная турбина, расположенная ниже по потоку от турбины турбокомпрессора. Вращаясь под действием выхлопных газов, она механически связана с коленчатым валом через шестерни, возвращая ему мощность. Турбина Volvo подключена через гидромуфту для контроля скорости. И турбина, и компаундер изолированы для сохранения тепловой энергии перед тем, как выхлопные газы попадают в оптимизированную систему доочистки выхлопных газов One-Box.
В настоящее время новый VNL также доступен с полностью электрической трансмиссией, но Volvo утверждает, что он будет доступен с водородными топливными элементами или с двигателями, которые могут использовать возобновляемое дизельное топливо. Конфигуратор для создания собственного автомобиля столь же обширен, как и ожидалось. В то время как легковые автомобили Volvo, такие как V60, доступны только в четырех оттенках металлической скуки с небольшим количеством вариантов интерьера, а то и вовсе без них, эти грузовики полностью настраиваемы. Так и должно быть для автомобилей, которые могут стоить 200 000 долларов и представлять собой средства к существованию и дом оператора, находящегося в пути неделями напролет.
