Volvo: Když méně znamená více

Souboj s emisními limity se dnes týká prakticky všech automobilek. Švédské Volvo to ovšem vzalo pěkně „od podlahy“ a představilo zcela novou rodinu čtyřválcových motorů, které postupně nahradí všechny stávající pohonné jednotky.

Automobilky řeší, jak se vypořádat s emisními limity oxidu uhličitého, které požadují v roce 2020 průměr 95 g/km. Navzdory určité progresivitě tohoto limitu (viz str. 46 tohoto vydání) se jedná zejména pro prémiové značky, u kterých zákazníci vedle komfortu očekávají také vysokou výkonnost, o pořádné technologické sousto. U Volva se rozhodli řešit situaci radikálně a vyvinuli zcela novou rodinu agregátů VEA (Volvo Engine Architecture) s komerčním označením Drive-E. Snažili se přitom, aby zůstal zachován svébytný charakter motorů Volvo a také o to, aby zákazníci pocítili výhodu nových pohonných jednotek i ekonomicky. Nejen díky nižší spotřebě, ale také třeba díky servisnímu intervalu, který narostl až na 30 000 kilometrů. Nové motory jsou také připraveny na spojení s elektromotory v rámci hybridního systému, který budeme ve vozech Volvo vídat v blízké budoucnosti stále častěji.

Vítězství unifikace
Zákazníci to budou mít u Volva napříště s orientací v nabízených pohonných jednotkách snadné, protože všechny motory Drive-E jsou si z technického hlediska velmi blízkými příbuznými. Ve všech případech se jedná o přeplňovaný řadový čtyřválec, tímto základním parametrem ovšem podobnost zdaleka nekončí. Jak všechny zážehové, tak vznětové motory totiž mají shodné vrtání 82 mm a zdvih 93,2 mm. Logicky tedy mají i stejný pracovní objem 1969 cm3. Pro všechny verze je shodný také klikový hřídel z kované oceli nebo ojnice a koneckonců i samotný hliníkový blok motoru (písty jsou také vyrobeny z hliníku). Motory sdílejí i řadu agregátů, jako olejové čerpadlo, alternátor či kompresor klimatizace.
Celá nová řada motorů je tedy ve výsledku postavena pouze na dvou základních verzích, které se od sebe liší jen průměrem hlavního ložiska (D4, T5 a T6 však mají společný i ten) a průměrem či délkou pístních čepů. Všechny jednotky jsou vybaveny přeplňováním, přímým vstřikováním paliva, variabilním časováním všech ventilů a vačkovými hřídeli s kuličovými ložisky.

Výkon nahoru, spotřeba dolů
Spotřeba nových agregátů řady Drive-E poklesla ve srovnání s předchozími motory v průměru o 10 až 30 procent, souběžně byl přitom zvýšen výkon. Konstruktéři se soustředili zejména na dosažení minimálního tření a hmotnosti komponentů. Například nový vrcholný agregát T6 zabudovaný do modelu S60 je o 50 kg lehčí než jeho šestiválcový předchůdce, přitom má mírně zvýšený výkon na 224 kW a emise CO2 pouze 149 g/km, což odpovídá spotřebě 6,4 l/100 km. Šestiválec vyžadoval o tři litry na 100 km více... Volvo S60 T6 je tak prvním vozem daného segmentu, který řidiči nabízí přes dvě koňské síly na gram CO2, přičemž je zároveň schopen zrychlit z 0 na 100 km/h za 5,9 sekundy...
Také Volvo S60 T5 s výkonem 180 kW a s novou osmistupňovou automatickou převodovkou zaujme. Emise CO2 u něj poklesly na 137 g/km, což odpovídá spotřebě paliva jen 5,9 l/100 km.
Vznětová verze D4 vykazuje nyní při zvýšení výkonu na 133 kW emise CO2 nižší o 15 gramů, tedy pouze 99 g CO2/km, což se rovná spotřebě 3,8 l/100 km. Tyto údaje platí pro kombi V60 s manuální převodovkou na 17palcových kolech. Méně výkonné verze v menších modelech budou podle očekávání vykazovat ještě nižší normovanou spotřebu.
Při snižování spotřeby byla soustředěna pozornost na minimální tření v motoru, efektivní plnění a co možná nejnižší ztráty způsobené neefektivním prouděním paliva ve válcích. Stejnou úlohu pomáhá splnit vysoce účinný systém spalování a nový termomanagement pro rychlé zahřátí a následné efektivní zpracování výfukových plynů.

Umění vstřikování: i-Art
Čtyřválcové vznětové motory Volvo Drive-E pracují s nezvykle nízkým kompresním poměrem (15,8:1) a jsou vybaveny novou technologií vstřikování i-Art, která používá systém common-rail značky Denso s dosud nevídaným maximálním tlakem 2500 barů. Namísto jednoho tradičního tlakového snímače v zásobníku je v systému i-Art všech osm vstřikovačů vybaveno inteligentními čipy, které neustále sledují vstřikovací tlaky i tlak v každém válci. Na základě těchto dat zajistí řídicí jednotka adaptivního systému i-Art vstřik ideálního množství paliva během každého spalovacího cyklu.
Mezi další zajímavé technologie patří nejmodernější dvoustupňové přeplňování dvojicí nestejně velkých turbodmychadel (twin-turbo). Menší z nich se roztáčí v nízkých otáčkách a má za úkol pomoci motoru získat maximum točivého momentu v nejkratším možném čase. Větší turbo se připojuje s nárůstem otáček a postupně přebírá veškerou funkci přeplňování. Charakteristickou vlastností nového naftového Drive-E tedy je, že s otáčkami „nevadne“, jak je běžné u většiny ostatních turbodieselů, a svým projevem připomíná spíše zážehové jednotky.

Kouzla s prostorem
Nové pohonné jednotky budou ve všech modelech uloženy napříč, což společně s jejich kompaktními rozměry a nízkou hmotností umožnilo vytvořit větší deformační zóny pro případ nárazu, avšak bez nutnosti protahování předního převisu karoserie. Kompaktní motory umístěné blíže kabině také poskytují designérům větší prostor pro jejich kreativitu. 
Co je však důležitější, podařilo se nejen snížit, ale také lépe rozložit hmotnost vozu na nápravy, a tím zlepšit ovladatelnost, včetně omezení přirozené nedotáčivosti. Nižší hmotnost motorů také umožnila použití vyspělejšího nastavení odpružení předních kol a pod kapotami vozů vytvořila prostor pro zástavbu elektromotorů hybridních verzí. Volvo má již nyní k dispozici vlastní plug-in hybridní technologii, kterou bude postupně rozšiřovat ze stávajícího V30 Plug-in Hybrid na své další modely.

Klíčem je přeplňování
Jako první přijdou na trh vznětový agregát D4 a zážehové T5 a T6. V následujících letech bude nabídka rozšířena až na osm motorů s výkonovým rozpětím 88 kW až 169 kW u zážehových a 103 kW do 224 kW u vznětových jednotek. Nadále bude platit, že s vyšší číslicí v označení se pojí také vyšší výkon. Rozdíly už ale nebudou v objemu nebo počtu válců. Pouze v různých způsobech přeplňování... Například verzi D4, která se mimo jiné chlubí revoluční technologií vstřikování i-Art, dopuje dvojice nestejně velkých turbodmychadel (twin-turbo). Zážehová T5 si zase vystačí s jedním turbodmychadlem.
Nejvýkonnější zážehová verze T6 je vybavena kombinací kompresoru typu Roots a turbodmychadla. Díky mechanickému kompresoru pracujícímu od volnoběhu se spodní část křivky točivého momentu podobá svým strmým nárůstem velkému atmosférickému motoru. Jakmile průtok vzduchu naroste se zvyšujícími se otáčkami na potřebnou hodnotu, začne mechanickému kompresoru pomáhat také sériově zapojené turbodmychadlo. Šestiválec u předchozího T6 sice generoval o něco vyšší točivý moment, bylo jej však dosahováno v užším spektru otáček, než je tomu v případě nového čtyřválce Drive-E.

Nové motory, nový automat...
Nová osmistupňová automatická převodovka není založena na mechanickém přenosu hnací síly, ale opět na hydrodynamickém měniči Aisin. Navzdory tomu se může pochlubit velmi kompaktními rozměry, takže ji bylo možno umístit vedle motoru, a zachovat tak před ním více místa. Takové umístění osmistupňové převodovky se Volvu povedlo jako vůbec první automobilce na světě. Osm stupňů zajišťuje široký rozsah převodových poměrů při zachování malých rozestupů mezi jednotlivými stupni. Ve srovnání s předchozím šestistupňovým automatem nabídne nová převodovka také citelně hladší a rychlejší změnu převodů. Modernizace se dočkala i manuální převodovka, na které provedli konstruktéři několik důležitých změn za účelem dosažení hladší změny rychlostních stupňů.
 

Napsal: ifleet