Persberichten
  • Toonaangevende techniek resulteert in topprestaties en zeer gunstig brandstofverbruik : Volvo’s nieuwe Euro5-dieselmotor

    26/02/2009

     

    Volvo lanceert een compleet nieuwe 2,4 liter vijfcilinder dieselmotor voor de Volvo S80. Met de voorgaande generatie heeft de nieuwe motor slechts de aanduiding ‘D5’ gemeen en het feit dat het een vijfcilinder is.

    Met hoogstaande technische oplossingen als sequentieel (in lijn) geplaatste turbocompressoren, keramische gloeibougies en piëzo-elektrische injectoren zijn de ingenieurs van Volvo erin geslaagd het verbruik en de CO2-uitstoot van de dieselmotor tot een minimum te beperken. Het verbruik van 6,2 liter per 100 kilometer en de CO2-uitstoot van slechts 164 gram per kilometer zijn records voor een auto met dit vermogen in de klasse van de Volvo S80. Het gunstige verbruik in combinatie met een vermogen van 205 pk en een koppel van maar liefst 420 Nm houdt in dat de Volvo S80 met D5-motor de beste in zijn klasse is.

    ‘Ons doel was een moderne en prestatiegerichte dieselmotor te ontwikkelen die voldoet aan de Euro5-norm’, zegt Derek Crabb, Vice President Powertrain Engineering. ‘De voorgaande generatie dieselmotoren is in de loop der jaren steeds verder geperfectioneerd, waarbij het eindstadium van de ontwikkeling is bereikt. Daarom zijn we met een schone lei begonnen aan de ontwikkeling van deze nieuwe motor, daarbij gebruikmakend van de nu beschikbare technologieën. Het resultaat is nog beter dan waarop we durfden te hopen. Bovendien is de motor volledig in eigen huis ontwikkeld.’

    Prestaties en rijcomfort van topklasse
    De nieuwe D5-motor van Volvo heeft een cilinderinhoud van 2,4 liter. Hij is zeer krachtig en reageert direct op het aanraken van het gaspedaal. Hij staat garant voor uitstekende prestaties en een grote mate van souplesse, onder alle omstandigheden en vooral ook in stadsverkeer. In combinatie met een automatische transmissie is dit al helemaal het geval.
    Het grote koppel over een groot toerenbereik in combinatie met de uitermate snel schakelende automaat levert een zeer soepel rijgedrag op en een erg gunstig brandstofverbruik.
    Aan de eisen die Volvo aan prestaties en rijkarakteristieken stelde, is voldaan door het toepassen van twee turbocompressoren van ongelijke afmetingen. Zij zijn in lijn opgesteld en werken over een zeer ruim toerenbereik. Daardoor reageert de motor goed op het gas en geeft hij een uitstekende acceleratie bij iedere snelheid. Bij lage toeren doet de kleine turbo het werk, bij hoge toeren zorgt de grote turbo voor veel kracht. In het tussenliggende toerengebied is de motor extreem soepel. Het resultaat? Vermogen en trekkracht in overvloed.
    De vooruitstrevende piëzo-elektrische injectoren staan borg voor een heel precieze inspuiting van de brandstof in de verbrandingskamers van de motor, wat resulteert in een volledige en schone verbranding. Bijkomend voordeel is dat deze hoogstaande technologie en de gunstige verbranding een plezierig geluid produceren dat sterk lijkt op dat van een zescilinder benzinemotor. De dieselmotor scoort hoog waar het gaat om geluidscomfort en de wijze waarop het geluid door de inzittenden wordt ervaren. Technisch wordt dat NVH genoemd, wat staat voor Noise, Vibration en Harshness.

    Verbruik lager dan doelstelling
    ‘Bij aanvang van het project hadden wij voor de Volvo S80 een brandstofverbruik van 6,4 liter per 100 kilometer als doel, wat voor een dergelijke grote auto absoluut gunstig is’, zegt Derek Crabb.
    ‘In de loop van de ontwikkeling stelden we vast dat we deze doelstelling niet alleen konden realiseren, maar zelfs verbeteren. En dus is het verbruik nu slechts 6,2 liter per 100 kilometer. In combinatie met een automatische transmissie hebben we het verbruik ten opzichte van de voorganger met 8 procent verbeterd: van 7,3 naar 6,7 liter per 100 kilometer.’
    Dit gunstige verbruik is onder meer het resultaat van het toepassen van twee in lijn geplaatste turbo’s die over een zeer groot toerenbereik het verbruik verminderen. De technologie van de twin-turbo’s maakte het mogelijk grotere hoeveelheden uitlaatgassen te regenereren over een breder toerengebied dan voorheen. De twee turbo’s van ongelijke grootte zorgen gezamenlijk voor optimale prestaties bij een gunstig verbruik.

    De inspuiting met piëzo-elektrische injectoren en een zeer efficiënte brandstofpomp werkt ook mee aan grootse prestaties en een laag verbruik als gevolg van de uitermate nauwkeurige inspuiting van de juiste hoeveelheid brandstof op het juiste moment. Dit heeft een uitstekende verbranding tot gevolg.

    Geringe uitstoot en schone lucht
    ‘De technische oplossingen die zorgen voor het gunstige verbruik, zijn ook verantwoordelijk voor het terugdringen van de ecologische voetafdruk van de auto’, legt Derek Crabb uit. ‘Het terugdringen van schadelijke uitstoot en de uitstoot van roetdeeltjes behoorde tot de basiseisen bij de ontwikkeling van de motor.’

    Behalve de dubbele turbo’s, de piëzo-elektrische injectoren en de verbeterde recirculatie van uitlaatgassen, is de D5-motor ook voorzien van keramische gloeibougies. Dit is een technisch hoogstaande oplossing die zorgt voor een voortreffelijke koude start en een snelle opwarming van de motor. De bougies bereiken in twee seconden een temperatuur van 1000 graden Celsius, waardoor de motor snel aanslaat en de uitstoot van schadelijke stoffen wordt beperkt. Onder bepaalde rijomstandigheden, zoals het rijden met zeer lage toerentallen, kunnen de keramische gloeibougies ook voor een hogere temperatuur zorgen in de cilinders, waardoor het rendement verder toeneemt.
    De vooruitstrevende inspuittechniek maakt het mogelijk na het inspuiten van de brandstof nogmaals een klein beetje brandstof in te spuiten (post-injection genaamd, ofwel na-inspuiting), waardoor de roetdeeltjes tijdens de verbranding worden verwijderd uit de uitlaatgassen. Om zeker te zijn van lage waarden van roetdeeltjes in de uitlaatgassen, is het noodzakelijk dat de ademhaling van de motor optimaal is. De ingenieurs van Volvo zijn zeer goed geslaagd in het regelen van de luchttoevoer naar de cilinders. ‘Dankzij de goede ademhaling en de lage uitstoot van roetdeeltjes, konden wij de totale uitstoot van de motor laag houden en de auto met trots voorzien van dubbele uitlaatpijpen’, zegt Derek Crabb.

    Drie jaar van start tot finish
    De nieuwe vijfcilinder dieselmotor is de eerste motor waarvoor de nieuwe afdeling voor ontwikkeling van dieselmotoren van Volvo verantwoordelijk is. ‘Het gehele proces – van opdracht en ontwikkeling van de nieuwe motor tot de montage ervan in de Volvo S80, heeft nog geen drie jaar geduurd, en dat is geweldig goed’, zegt Derek Crabb. ‘En we blijven deze motor gedurende zijn gehele levenscyclus volgen en verder ontwikkelen, onder meer om hem ook in andere Volvo-modellen te kunnen gebruiken.’
    Het doel was een dieselmotor te ontwikkelen die de prestaties en het rijcomfort zou bieden die cliënten in het hoogste segment zouden aanspreken. Bovendien moest de motor voldoen aan de strengste milieueisen van de toekomst.

    De motor is ontwikkeld op basis van een modulair systeem, zowel wat betreft de motor zelf als de productie ervan. Voor de turbo’s en andere componenten zijn standaardophangingen gebruikt. Dit alles maakt het gemakkelijker de motor in andere Volvo-modellen te gebruiken en het vergroot de mogelijkheden tot verdere ontwikkelingen in verband met toekomstige eisen.

    De techniek in het kort
    De D5-motor is geheel van aluminium vervaardigd. Hierdoor blijft de massa van de motor laag en is de warmteafvoer optimaal gewaarborgd.
    Koeling overdwars zorgt ervoor dat de koeling van alle cilinders en de cilinderkop dezelfde is. Dit zorgt voor een gecontroleerde temperatuur door de hele motor heen, wat de betrouwbaarheid op een hoog niveau brengt en een lange levensduur oplevert.
    De twee turbo’s zijn van verschillend formaat. Gezamenlijk zorgen zij voor een hoge overdruk van 1.800 bar over een groot toerenbereik. De kleinere turbo wordt vooral gebruikt bij lage toeren. Hij reageert dan al alert en zorgt ervoor dat de motor snel op het indrukken van de gaspedaal reageert. Bij hogere toerentallen neemt de grotere turbo het over. Die zorgt voor meer trekkracht tijdens het accelereren bij hogere snelheden. Behalve de toegenomen prestaties, het hogere vermogen en het gunstiger brandstofverbruik, maakt de toepassing van twinturbo’s het mogelijk de uitlaatgassen efficiënter te regenereren.
    Door het volume van de koeler van het EGR-systeem (Exhaust Gas Recirculation) te vergroten en er effectieve koelribben op aan te brengen, is het mogelijk geworden het rendement van de warmteopname met 25 procent te vergroten. Hierdoor krijgen de gerecirculeerde gassen een veel lagere temperatuur, waardoor de uitstoot van Nox (stikstofoxiden) gemakkelijk voldoet aan de strengste milieueisen van de Euro5-norm. NOx draagt bij aan de vorming van ozon op grondniveau en is één van de redenen voor overbemesting en verzuring van grond en water. NOx tast ook het ademhalingssysteem aan.
    De piëzo-elektrische injectoren worden gebruikt in combinatie met een zeer efficiënte hogedrukbrandstofpomp die een inspuitdruk van 1.800 bar bereikt. Deze injectoren werken tweemaal zo snel als conventionele injectoren.
    De hoge druk in combinatie met de snelle werking werkt positief op de reductie van de uitstoot van schadelijke stoffen, het verhogen van het motorvermogen, het beperken van motorgeluid en het verminderen van het brandstofverbruik. De hoeveelheid in te spuiten brandstof kan met een ongelooflijke precisie worden aangepast aan de condities, waardoor het rendement van de motor stijgt, het verbruik afneemt en de uitstoot van schadelijke stoffen eveneens afneemt.
    Als gevolg van de snelheid waarmee hij werkt, kan een piëzo-elektrische injector per werkslag tot zevenmaal brandstof inspuiten. Dankzij deze snelheid en de hoge druk waaronder de brandstof wordt ingespoten, kan de injector korte voorinspuitingen geven, zelfs als het motortoerental al 3.000 toeren per minuut bedraagt. Dit verklaart waarom de motor zo rustig loopt.

    De piëzo-elektrische injectoren kunnen ook heel korte na-inspuitingen leveren. Hierdoor is het mogelijk de roetfilter zelfs bij lage toerentallen te regenereren.
    De D5-motor is voorzien van common-rail inspuiting. Dit gebeurt via een centrale leiding (de common rail) die gemakkelijk de hoge brandstofdruk aankan. Deze druk kan oplopen tot 1.800 bar. Het rendement van de hogedrukbrandstofpomp is verbeterd sinds deze pomp voor het eerst op eerdere D5-motoren werd ingezet. Dit hogere rendement en het lagere gewicht van de pomp werkt gunstig op het brandstofverbruik.
    Keramische gloeibougies zijn technische hoogstandjes die de koude start perfect maken. Deze bougies verwarmen buitensporig snel tot 1000 graden Celsius. Deze temperatuur wordt twee seconden na de koude start al bereikt. De maximale temperatuur waaronder zij werken is 1300 graden Celsius – 30 procent hoger dan die van een conventionele gloeibougie. Met keramische gloeibougies kan de motor direct worden gestart zonder voorverwarming, zelfs bij een temperatuur van min 30 graden Celsius.

    In plaats van het gebruik van een oliepeilstok wordt de bestuurder via de display op het dashboard gewaarschuwd wanneer olie moet worden bijgevuld. Dit systeem geeft zelfs precies aan hoeveel olie er moet worden bijgevuld.
    Ten slotte is de motorophanging verder ontwikkeld en afgestemd op het hoge koppel dat de motor ontwikkelt. Zij zijn uitgevoerd met een derde stabilisator om de motor stabiel te houden tijdens snel accelereren.

    Specificaties D5-motor die voldoet aan Euro5-norm (Volvo S80)
    Aantal cilinders : 5
    Cilinderinhoud : 2.400 cm3
    Boring x slag : 81 x 93,15 mm
    Aantal kleppen : 20
    Nokkenas : Dubbel, bovenliggend
    Compressieverhouding : 16,5: 1
    Stationair toerental : 700 t.p.m.
    Maximumtoerental : 5.000 t.p.m.
    Maximumvermogen (pk (kW)/t.p.m.) : 205 (151)/4.000
    Maximumkoppel (Nm/t.p.m.) : 420/1.500-3.250
    Motormanagement : Elektronisch gestuurde common-railinspuiting
    Inspuitdruk : 1.800 bar
    Turbodruk : 180 kPa
    Partikelfilter : Regeneratief 

    ‘Samengevat zet Volvo met de nieuwe D5-dieselmotor een belangrijke stap in zijn streven om de invloed van een verbrandingsmotor op het milieu te verminderen. Op hetzelfde moment bieden wij onze S80-clientèle een stille, uitermate soepel lopende en zuinige motor aan die tegelijkertijd grootse prestaties levert’, besluit Derek Crabb.

    Volvo lanceert een compleet nieuwe 2,4 liter vijfcilinder dieselmotor voor de Volvo S80. Met de voorgaande generatie heeft de nieuwe motor slechts de aanduiding ‘D5’ gemeen en het feit dat het een vijfcilinder is.
    Terug