Volvon uudet 13-litraiset polttomoottorit

Kuorma-autovalmistaja Volvo Trucksin strategiana on tarjota tulevaisuudessa päästöttömiä kuorma-autoja kolmella erilaisella käyttövoimalla. Täyssähköisiä kuorma-autoja Volvo on valmistanut jo vuosia, ja niiden alkukesällä esitellystä uudistuneesta tekniikasta kerroimme jo aiemmin. Myös perusteellisesti uudistuneet biopolttoaineilla toimivat polttomoottorimallit esiteltiin samassa yhteydessä. Kolmas käyttövoima – vety – on vielä kehitysvaiheessa, mutta kaupallistaminen häämöttää jo.

Vaikka käyttövoimamurroksessa käydään vilkasta julkista keskustelua, ja autovalmistajat ovat panostaneet valtavasti resursseja muun muassa sähkökäyttöisten kuorma-autojen kehittämiseen, Euroopassa diesel on silti yli 90 prosenttisesti käyttövoimana ensirekisteröidyissä kuorma-autoissa.

Jotta raskaan liikenteen päästöjä saataisiin vähennettyä, myös polttomoottoritekniikkaa on kehitettävä vähäpäästöisemmäksi. Monessa yhteydessä on todettu, että vaikka sähkö- ja vetyteknologia kehittyvät ja sitä myöden kasvattavatkin suosiota, polttomoottori tulee jäämään pitkäksi aikaa valikoimiin. Joissakin käyttökohteissa sille ei ole – ainakaan vielä – löydetty kelvollista korvaajaa.

Uusi 13-litrainen polttomoottori

Toukokuun lopulla Volvo Trucks esitteli uuden 13-litraisen polttomoottorirakenteen. Dieselversio D13 VGT korvaa peräti kolme aiempaa moottoria, eli 11-litraisen D11-moottorin, sekä 13-litraiset D13 eSCR- ja Turbocompound-tekniikalla varustetun D13 TC -moottorit. Kaasukäyttöinen G13 korvaa aiemman saman nimisen moottorin.

Moottori on edelleen kuusisylinterinen rivimoottori. Sylinterin halkaisija on 131 millimetriä ja iskun pituus 158 mm, joten tarkka arvo iskutilavuudelle on 12,777 litraa.

”Nuo numeroarvot ovatkin sitten ainoat asiat, jotka ovat ennallaan. Kaikki muu on muuttunut”, sanoo tuotepäällikkö Peter Franzén.

Hän kertoo, että uusi moottorirakenne kehitettiin, jotta polttoaineen kulutusta ja siten päästöjä saataisiin vähemmäksi. Volvon omissa testeissä 35 tonnin puoliperävaunuyhdistelmällä uusi 500-hevosvoimainen FH kulutti neljä prosenttia vähemmän polttoainetta kuin vastaava edeltäjänsä. Myös heinäkuussa 2027 voimaan tulevat uudet melumääräykset edellyttivät muutoksia moottoriin.

Uusien moottoreiden perustana on uusi, vahvempi ja kevyempi sylinterilohko sekä vahvempi sylinterikansi, jotka on valmistettu lujasta valuraudasta. Uusi rakenne on mahdollistanut korkeamman puristussuhteen käyttämisen ja sallii kovemman palamispaineen, mikä mahdollistaa paremman suorituskyvyn ja tehokkaamman palamisen.

Dieselversiossa mäntien laki on muotoiltu uudella kaksoisaaltomuodolla, ja kaasuversion männässä on sama aaltomuoto kuin edellisen sukupolven dieselmoottorissa. Muutoksilla parannetaan moottorin tehoa ja vääntömomenttia sekä pienennetään päästöjä.

Turbocompound jää pois mallistosta

Uuden moottorin myötä Volvo on jälleen luopunut turbocompound-tekniikasta. Se on korvattu yhdellä kuulalaakeroidulla ja muuttuvageometrisella VGT-turboahtimella, joka on aiempaa kevyempi ratkaisu. Franzénin mukaan nykyiset VGT-ahtimet ovat suorituskyvyltään aivan toista luokkaa kuin vain muutama vuosi sitten, joten turbocompound-tekniikalla ei enää saavutettu hyötyjä.

Moottorijarrun suurin teho on nyt 470 kW eli 639 hevosvoimaa, mikä on peräti 130 kW enemmän kuin yhdellä ahtimella varustetuissa edeltäjämalleissa. Turbocompound-versioihinkin eroa on 40 kW. Pakokaasujen virtausta hidastavat läpät ovat jo ennen ahdinta, ja moottorijarrutuksen aikana ahdin lisää ahtopainetta, jotta moottorijarru – VEB, eli Volvo Engine Brake – toimisi mahdollisimman tehokkaasti.

G13-kaasumoottorissa teholuokat ovat ennallaan, mutta vääntömomenttia on kasvatettu 300 Nm jokaisessa tehoversiossa. Hiilidioksidipäästöjen vähentämisestä vastaava johtaja Ylva Dalerstedt kertoo, että G13 on valmis myös vetykäytölle, jollainen on tarkoitus tuoda markkinoille jo ennen vuotta 2030.

Dieseliä käyttävästä D13-moottorista on tarjolla viisi versiota, joista pienin, 380 hevosvoimainen, on saatavissa vain FM- ja FMX-malleihin. Niihin aiemmin tarjolla ollut 11-litrainen dieselmoottori jää pois valikoimasta. Tehokkain dieseleistä on nyt 560 hevosvoimainen, muut tehovaihtoehdot ovat ennallaan. Kaikkien tehoversioiden vääntömomentti on kasvanut kaasumoottorin tapaan, ja tehokkaimmassa sitä on 2 900 Nm.

Uusia 13-litraisia moottoreita ei vielä päästy koeajamaan. Sarjatuotanto alkaa tammikuussa 2027, mutta esisarjan autoista on luvassa Suomeen esittelyauto, jota päästään mahdollisesti syksyllä kokeilemaan.

Parannettu I-Shift

D13- ja G13-polttomoottorien yhteydessä käytettävä I-Shift-vaihteisto on jälleen ottanut kehitysaskeleen. Suurin vaihde on suora, ja vaihteisto on mitoitettu kestämään 2 900 Nm vääntömomentin. Aiempaa tarkemman ja nopeamman vääntömomentin hallinnan ansiosta vaihtamiseen on jälleen saatu lisää nopeutta.

Viime syksynä esitelty I-Roll vapaarullaustoimintoon yhdistettävä moottorin start/stop-toiminto on myös hiottu paremmaksi. Järjestelmässä oleva, ohjaustehostimelle painetta moottorina sammuneena ollessa tuottava pumppu kytketään irti, kun moottori on käynnissä. Tälläkin säästetään hiukan polttoainetta.

I-Shift-vaihteistoihin on nyt lisätty tasoanturi, jonka avulla öljymäärä voidaan tarkistaa ennen liikkeellelähtöä. Myös hidastin on uusi ja sopii entistä paremmin nopeille perävälityksille.

Polttomoottorin tarina jatkuu

Huhut polttomoottorin kuolemasta ovat jälleen osoittautuneet ennenaikaisiksi. Polttomoottorikäyttöisten osuus kuorma-autoista tulee tulevaisuudessa pienenemään, mutta kokonaan polttomoottori ei ole teknologiana häviämässä vielä pitkään aikaan. Kokonaan toinen asia on, mitä on se aine, joka männän päällä sytytetään, jotta liikettä saadaan aikaan.

Ainakin Volvolla polttomoottoriin uskotaan. Ei kai uutta sellaista muuten olisi kehitetty.

• Lue myös: Volvo uudisti raskaiden sähkökuorma-autojen voimalinjat