Je lijkt je te bevinden in .
Ga naar uw Scania-marktsite voor meer informatie.
België
verkoopregio
Production units

Scania’s nieuwe generatie V8 motoren – de tech­no­lo­gie achter deze be­lang­rij­ke stap voor­waarts

De verschillende verbeteringen in Scania’s nieuwe generatie V8-motoren leveren de klant nog meer voordelen op. Een belangrijke verbetering op het gebied van brandstofbesparing, een lager totaal gewicht, lagere kosten voor onderhoud en reparaties en een hogere effectieve gebruikstijd zijn allemaal eigenschappen die door iedere truckeigenaar gewaardeerd worden.

Achter deze belangrijke stap voorwaarts zit de extra finetuning van Scania’s op modules gebaseerde platform van de 16-liter motor, in combinatie met de slimme toepassing van geavanceerde technologie. De vermindering van het dieselverbruik met 7 tot 10 procent is buitengewoon en zeer welkom nu de hoogste prioriteit gegeven wordt aan de verschuiving naar duurzame transportoplossingen.

De nieuwe generatie motoren is gebaseerd op hetzelfde motorblok en dezelfde basisconfiguratie als zijn voorganger, maar daar houden de overeenkomsten dan ook op. De belangrijkste verandering is dat het uitlaatspruit nu apart naar de turbo loopt, waarvan de turbinezijde rechtstreeks vanuit twee richtingen via de respectieve cilinderblokken gevoed wordt. Het systeem staat bekend als de Rotated Twin Scroll VGT turbo.

Het feit dat drie van de motoren (de 730-versie is hier de uitzondering) alleen selective catalytic reduction (SCR) gebruiken voor de nabehandeling van uitlaatgassen, betekent dat de V8-motoren nu een turbo-unit met vaste geometrie hebben die robuuster en lichter is dan een variabele turbo. De turbo is direct op het motorblok gemonteerd, tussen de cilinderblokken, zodat hij stabiel en trillingsvrij kan werken.

Directere toevoer en hogere druk

Belangrijke veranderingen zijn ook aangebracht aan de luchtinlaat en het injectieproces. De luchttoevoer is nu directer en het systeem voor brandstofdistributie is een zogenaamde ‘single rail’, met een eenvoudigere trekking door een centrale hogedrukpijp en met langere distributieleidingen die tevens zorgen voor een betere toegang tijdens het onderhoud. De maximale druk voor het brandstofdistributiesysteem is nu lager op 1.800 bar, door het gebruik van SCR-technologie voor nabehandeling.

Zodra de brandstof via het nieuw ontwikkelde injectiesysteem in de cilinders komt, geholpen door een XPI-hogedrukpomp met slechts twee zuigers, wordt een hogere compressie en een maximale cilinderdruk van 210 bar toegepast. Dit is belangrijk voor een lager brandstofverbruik. 

Lagere interne frictie

De cilinderkop, de zuigers, de zuigerpennen, het carter en de krukas, evenals alle lagers zijn aangepast voor een betere afdichting en een lagere frictie. Deze wijzigingen hebben plaatsgevonden binnen de context van Scania’s modulaire systeem voor cilinders, wat betekent dat het merendeel van de onderdelen gedeeld wordt met de andere motorplatforms van Scania.

“De verbeteringen van de nieuwe V8-generatie omvatten alles, van nieuwe onderdelen, zoals de turbo-unit, tot het optimaliseren van zaken als de materiaalkeuze voor de lagergeleidingen en andere kleinere verfijningen,” aldus Roger Olsson, Chief Engineer voor Scania V8.

“We hebben verfijningen en verbeteringen aangebracht door slimmere oplossingen en een betere verpakking te implementeren, met als resultaat dat we zelfs onze eigen doelen hebben overtroffen. Het gaat allemaal om een goed geharmoniseerd samenspel tussen hardware en software, en een betere kalibratie. Maar hoe logisch al deze veranderingen ook zijn, één ding wil ik toch met name noemen: het nieuwe uitlaatspruitstuk zorgt ervoor dat het klassieke V8-geluid een comeback heeft gemaakt. Het is niet harder, maar…ja, het is precies goed.”

Ge­a­van­ceerd be­a­de­mings­sys­teem in de 520

Grote motoren met relatief lage vermogensoutput kunnen problemen hebben met de nabehandeling omdat de motor te veel lucht doorpompt in verhouding tot de overtollige warmte die hij genereert. De ingenieurs van Scania hebben dit probleem op een eenvoudige en elegante manier opgelost in de 520 pk-motor door een technologie te gebruiken die in de jaren vijftig uitgevonden werd door de Amerikaanse ingenieur Ralph Miller.

Het gebruik van speciale nokkenasprofielen zorgt ervoor dat de inlaatkleppen tijdens de compressiefase iets langer open blijven dan normaal, wat betekent dat de motor eigenlijk minder lucht krijgt. Dat betekent dat de motor op een hogere bedrijfstemperatuur kan blijven werken, wat gunstig is voor het SCR-systeem. De oplossing om een motor te creëren die werkt volgens de Miller-cyclus is een goed voorbeeld van Scania’s vermogen om eenvoudige oplossingen te produceren met een toegevoegde waarde voor de klant zonder hogere kosten.

“Mechanisch gesproken is het een relatief eenvoudige oplossing die hetzelfde effect heeft als wanneer we de werkelijke cilinderinhoud van de motor met ongeveer een liter hadden verkleind,” aldus Olsson.
“De Miller-cyclus doet wonderen voor zowel de nabehandeling als het verminderen van het brandstofverbruik, met slechts één nadeel: de opbouw van koppel wordt marginaal vertraagd vanuit stationair lopen. Maar in de praktijk is het verschil nauwelijks waar te nemen; het is juist opvallend wat een perfecte motor dit is voor langeafstandstrucks van 30 ton of meer, wanneer gewicht geen rol speelt. Als u een zware combinatie gebruikt, als de weg heuvelachtig is of als de gemiddelde snelheid hoog ligt, dan is de nieuwe 520-motor zowel een spaarpot als een krachtcentrale.

Ef­fi­ciënte na­be­han­de­ling

Alle vier V8-varianten die zijn geconfigureerd voor Euro 6 gebruiken een compacte en volledig geïntegreerde uitlaatdemper die zorgt voor de nabehandeling. Deze bevat een oxidatiekatalysator, een AdBlue-mixer, twee deeltjesfilters met korte filters en asymmetrische wanden voor lagere tegendruk, drie parallelle SCR-katalysatoren en drie ammoniakslipkatalysatoren. Ondanks dit alles is de gehele unit slechts 900 millimeter breed en neemt die geen waardevolle ruimte in beslag van onderdelen zoals de tanks aan de zijkant van het frame.

“SCR-only voor nabehandeling gebruiken geeft een aantal voordelen,” aldus Olsson. “Eén duidelijk verschil is dat er minder en lichtere onderdelen gebruikt kunnen worden. Dat maakt het op zijn beurt weer eenvoudiger om een en ander te optimaliseren voor een zo laag mogelijk brandstofverbruik, omdat er met minder parameters en onderdelen rekening gehouden hoeft te worden. En de overgang van de vorige variabele turbo naar een turbo-unit met vaste geometrie biedt meer efficiëntie dankzij lagere gasuitwisselingsverliezen.”

Slimme on­der­de­len

Interne verbeteringen door middel van factoren zoals minder frictie, hogere compressie en verbeterde gasuitwisseling zorgen voor een vermindering van het brandstofverbruik met ongeveer twee procent. Een ander belangrijk aspect is dat de motoren uitgerust zijn met onderdelen en hulpsystemen die het energieverbruik verminderen – de zogeheten parasitaire verliezen. Ze schakelen zichzelf uit wanneer ze niet nodig zijn en passen zich in plaats daarvan zelf aan aan de energiebehoeften die er op dat moment zijn. De nieuwe generatie motoren werkt zeer goed met een stille, tweecilinder XPI-brandstofpomp, die minder weegt en minder energie nodig heeft.

Een ander slim onderdeel is de oliepomp. Een thermostaat regelt of de olie direct naar de gevoelige onderdelen zal gaan bij koude start of via de oliekoeler wanneer de juiste bedrijfstemperatuur is bereikt. Mét thermostaat betekent dat de oliedruk sneller opgebouwd wordt wanneer het voertuig wordt gestart, en dat de olietemperatuur hoger kan blijven dan voorheen waardoor de frictie en het brandstofverbruik lager worden. De oliepompstroom kan worden gevarieerd door middel van een oliestraal die inwerkt op een drukgevoelige klep. Dit betekent dat de oliepomp zorgt voor de juiste druk en stroom ongeacht het toerental. Een onnodig hoge oliedruk (waarbij brandstof wordt verbrand) bij een hoog toerental wordt zo voorkomen.
Het koelsysteem van de motor werkt volgens soortgelijke principes. Met behulp van een geavanceerd thermostatisch bewakingssysteem en een waterpomp met variabele capaciteit is de motor in staat een bedrijfstemperatuur aan te houden die een paar graden hoger ligt dan die van de vorige generatie, zonder risico van oververhitting. De hogere bedrijfstemperatuur draagt bij aan een lager brandstofverbruik dankzij een lagere frictie.

Een hulpsysteem dat ook werkt volgens het principe van werking-naar-behoefte is de compressor, die het remsysteem voorziet van perslucht. Het is nu aan de achterkant van de motor gemonteerd, direct op de vliegwielbehuizing, en het vereenvoudigde aandrijfsysteem (de brandstofpomp wordt op soortgelijke wijze aangedreven) draagt, in combinatie met de automatische uitschakelfunctie die werkt wanneer er geen extra lucht nodig is, bij aan een brandstofbesparing van 0,5 procent.

Een mix van tech­no­lo­gieën

De bekroonde motor in Scania’s motorprogramma is de iconische 730, die met een koppel van 3500 Nm voornamelijk gericht is op klanten die vragen om ultieme vermogens. Hier heeft Scania gekozen voor een mix van nieuwe technologieën met oplossingen die al in vorige generaties zijn toegepast. De 730 heeft hetzelfde nieuw ontwikkelde nabehandelingssysteem als de drie andere V8-motoren, maar behoudt een variabele turbo en een systeem dat voor de nabehandeling vertrouwt op zowel EGR als SCR. Net als de andere motoren in de familie, wordt ook de 730 pk motor uitgerust met een waterpomp die ontkoppeld kan worden. De motor heeft echter hetzelfde injectiesysteem als voorheen, net als sommige andere hulpsystemen die ook ongewijzigd zijn gebleven.

“We hebben voor deze strategie gekozen vanwege het grote aantal uitdagingen waar een zo krachtige motor voor staat,” legt Olsson uit. “De motor werkt onder zeer sterk wisselende omstandigheden: zo heeft die soms te maken met gecombineerde voertuiggewichten van 60 ton of meer, terwijl de truck op de weg terug dan misschien weer onbeladen is. Klanten die het vermogen en de rijeigenschappen van de 730 nodig hebben zijn blij met de moderne oplossingen, en zij zijn zelden even sterk gericht op optimaal brandstofverbruik als degenen die lichtere transportactiviteiten uitvoeren. Maar in vergelijking met de vorige generatie 730-motoren biedt de vernieuwde 730 nog steeds een brandstofbesparing van tot wel 5,5 procent vergeleken met een soortgelijke truck uit de vorige generatie.”

Een uitsplitsing van het brandstofverbruik

Klanten die voor een nieuwe V8-motor kiezen mogen dus van alles verwachten, van lagere geluidsniveaus (zoals transmissiegeluid) tot het juiste soort geluid als het gaat om het legendarische gebrom. Voeg daarbij het lagere gewicht, het eenvoudiger onderhoud en de robuustere constructie en het wordt duidelijk dat de nieuwe generatie een belangrijke stap voorwaarts is wat betreft echte waarde voor de klant. Maar hoe zit het met het lagere brandstofverbruik? Hoe is het mogelijk om een vermindering van het brandstofverbruik te realiseren zoals de beloofde 7 tot 10 procent?

“Als je de afzonderlijke bijdragen van de verschillende aspecten bij elkaar optelt, dan valt alles op zijn plek,” aldus Olsson. “Alles is grondig getest en gecontroleerd in theoretische en praktische evaluaties. We hebben zo’n uitgebreide en jarenlange ervaring met onze V8’s dat we precies weten waar de veranderingen en investeringen het beste rendement zullen opleveren op het gebied van brandstofbesparing. Kort gezegd ziet het er als volgt uit, afhankelijk van het soort variant waar we het over hebben en waar de motor voor gebruikt wordt:

1. Interne wijzigingen zoals hogere compressie, hogere cilinderdruk, lagere frictie enzovoort. Bijdrage 1,5 - 2 procent.
2. De verschuiving van EGR/SCR naar enkel SCR en een turbo met vaste geometrie biedt hogere efficiëntie en houdt de uitlaattemperaturen op hetzelfde peil, zodat de temperatuur minder (vaak) verhoogd hoeft te worden. Bijdrage ongeveer 1,5 procent.
3. Het nieuwe nabehandelingssysteem zorgt voor betere AdBlue-verdamping, optimale nabehandeling van substraten en minder drukverlies. Bijdrage ongeveer 1,5 procent.
4. De nieuwe ontkoppelbare hulpsystemen dragen bij tot 1,5 tot 2 procent voor klanten met een normaal, representatief rijpatroon.
5. Tot slot kan de klant ook profiteren van alle aerodynamische veranderingen die in eerste instantie al deel uitmaakten van Scania’s nieuwe truckgeneratie. Voor de typische langeafstandsrijder is dit een bijdrage van ongeveer 2 procent.

“Als je alles bij elkaar optelt betekent dit dat het merendeel van de klanten, ongeacht hun toepassing, normaal gesproken hun brandstofverbruik met minstens zeven procent zouden moeten kunnen verminderen. En in veel gevallen zijn de voordelen van de aerodynamica van de nieuwe generatie trucks dan nog niet eens ingecalculeerd,” aldus Olsson.