Volvo nova generacija električnog i dizelskog pogona

Volvo Trucks je ne samo jedan od pionira električnog pogona kod kamiona, već i najprodavanija marka električnih kamiona u Europi, a tvrtka ističe kako su od 2019. i predstavljanja prvog električnog vozila, prodali više od 6.400 električnih kamiona u preko 50 zemalja.

Unatoč činjenici da predstavljaju novu generaciju električnog pogona, koja pomiče granice kad je u pitanju doseg, Volvo Trucks svejedno ne prestaje s razvojem dizelskih i plinskih motora te usporedo razvija i pogone s vodikom, s vodikovim člancima (fuel-cell) i vodikom u motorima s unutarnjim izgaranjem.

Volvo ističe kako je predan ostvarenju cilja da do 2040. budu potpuno bez emisija, ali su u isto vrijeme svjesni kako još uvijek nema jednog rješenja koje bi zadovoljilo sve potrebe te razvoj ide dalje sa svim poznatim načinima pogona i svim poznatim gorivima, odnosno izvorima energije.

Treća osovina za rasterećenje

Predstavljanjem nove generacije električnog pogona, Volvo Trucks rješenja prilagođava namjeni, pa se uvodi posebna kategorija tegljača s velikim dosegom za međunarodni prijevoz, koji su tehnički različiti od "običnih" tegljača, odnosno kamiona za građevinske i ostale namjene.

Ranije je Volvo imao električne tegljače s najviše 540 kWh ukupnog baterijskog kapaciteta što je dostatno za najviše 500 km, a za ugradnju dodatnih baterije nije bilo prostora.

Stoga je Volvo kod novog "dalekometnog" tegljača, koji je dobio i posebno ime, Extended Range, primijenio novi sustav pogona s tzv. električnom osovinom (e-axle).

Ovo rješenje znači ugradnju pogonskih elektromotora i prijenosa direktno na pogonsku osovinu, čime prostor unutar šasije ostaje slobodan za ugradnju baterija. Iako e-osovina donosi značajne prednosti kad je u pitanju izvedba pogona i ugradnja baterija, postoji i nedostatak.

Njezinom ugradnjom je cijela masa dvaju elektromotora i prijenosa (što je nešto preko 1.000 kg) koncentrirana na pogonskoj osovini, a kad se tome doda opterećenje sedla (poluprikolice), onda vrlo lako dolazi do preopterećenja osovine, iako ukupna masa kompozicije može biti daleko ispod maksimuma.

Volvo je tome problemu doskočio ugradnjom dodatne manje 4,5-tonske osovine koja preuzima dio tereta i sprječava preopterećenje. Manja osovina je lakša, ali osim toga omogućuje i lakši pomak sedla.

Osim što tegljač izgleda pomalo neobično, problem je i povećana dužina tegljača, pa je osovina upravljiva kako bi se kompozicija (koja ovisno o izvedbi) može biti i metar duža od klasične, okrenula u zadanom krugu promjera 25 m. S dodatnom osovinom dužina tegljača ide preko 7 m, a ukupna dužina kompozicije je gotovo 18 metara.

No u Aero izvedbi jedino je mjerodavan krug okretanja, a Volvo tvrdi kako se Extended Range može okrenuti sukladno propisima.

Iako to nismo mjerili, možemo svjedočiti da se Volvo FH Aero Electric Extended Range i u najdužoj izvedbi jako dobro vozi te da povećana dužina nije nikakav problem. Također, iza kabine ima jako puno praznog prostora pa je za očekivati (iako to Volvo nije najavio) da ćemo uskoro vidjeti neku XXXL dugačku kabinu.

Ostatak ponude električnih modela zadržava tzv. središnji pogon s motorima i prijenosom unutar šasije, ali su u svim izvedbama motori, prijenos i baterije značajno unaprijeđeni.

Više od 700 km dosega

Osim što imaju e-osovinu, Range Extender izvedbe imaju i drugačije baterije. U ovom slučaju se koriste tzv. prizmatične ćelije (koje izgledaju kao cigla), a baterijski paketi imaju oblik slova L kako bi se maksimalno iskoristio prostor.

Ostali modeli imaju cilindrične ćelije (izgledaju kao obične baterije, osim što su malo veće), a u oba slučaja se koristi NCA (litij-nikal-kobalt aluminijev-oksid LiNi_xCo_yAl_zO₂) kemija baterija, koje isporučuje Samsung.

Dodatna razlika je što Extended Range modeli imaju i mogućnost megavatnog (MCS) punjenja snagom 700 kW, što nije slučaj s ostalima.

Extended Range izvedbe imaju L-baterije pojedinačnog bruto kapaciteta 97,5 kWh (90,6 kWh neto) pa je maksimalni mogući kapacitet s osam paketa 780 kWh bruto (725 kWh neto), što je dostatno za više od 700 km vožnje do ponovnog punjenja.

Osam paketa moguće je samo u kombinaciji s međuosovinskim razmakom od 4.100 mm, dok u modele koji imaju 3.600 mm, može ugraditi šest paketa, što rezultira kapacitetom od 585 kWh bruto (544 kWh neto).

E-osovina koja se koristi za pogon ima dva motora ukupne (trajne) snage od 420 kW (571 KS) ili 460 kW (626 KS), dok se za prijenos koristi 6-stupanjski mjenjač.

Ostali modeli i dalje koriste središnji pogon s dva elektromotora i 8-stupanjskim prijenosom, pri čemu je izvedba motora u osnovi vrlo slična.

Budući da su namjene vrlo različite nudi se veći raspon snaga, 300, 350, 400, 470 i 540 kW, a obzirom da mogu vući kompozicije ukupne mase do 65 tona, onda je i najveća snaga nešto veća nego kod Extended Range tegljača.

Isto vrijedi i za mjenjač koji ima osam stupnjeva te nove PTO izvode pri čemu je moguće da jedan elektromotor pogoni kamion, a drugi PTO, Također, moguće je i punjenje tijekom korištenja PTO izvoda snage. Ovdje se koriste baterijski paketi pravokutnog oblika pri čemu svaki ima 80 kWh neto (90 kWh bruto), a moguće je ugraditi od dva do šest paketa.

Oba mjenjača (6-brzinski kod Extended Range i 8-brzinski kod ostalih) imaju dva paralelna toka momenta i opremljena su PowerShift funkcijom, što znači da pri promjeni stupnjeva prijenosa jedno vratilo preuzima moment dok se na drugom radi promjena, tako da nema prekida vučne sile, a promjene su potpuno neosjetne.

Ovo rješenje je slično izvedbi mjenjača s dvostrukom spojkom kod automobila. Također, kod manevriranja do brzine 30 km/h, vozač ručicom mjenjača bira pogon naprijed ili natrag, a kamion sve ostalo radi sam. Znači, nije potrebno ni kočiti ni ubrzavati, već samo povući ručicu mjenjača nakon čega se kamion sam zaustavlja i kreće u drugom smjeru.

Isprobali smo obje izvedbe, a iako je izvedba sa središnjim pogonom iznimno tiha, obzirom da je motor neposredno iza kabine, ipak se naslućuje neki šum.

Kod e-osovine su motori daleko iza, a tišina je tolika da pri manjim brzinama jedini zvuk u kabini proizvode ruke koje diraju upravljač. Ruta je uključivala kombinaciju gradskih i lokalnih cesta te autoceste, a prosječna potrošnja je bila oko 110 kWh/100 km.

Novi D13 VGT motor

Volvo s novim D13 VGT motorom zamjenjuje dosadašnji D13 eSCR, D13 TC i D11 motor, a na istoj platformi je konstruiran i novi G13 plinski motor koji će zamijeniti postojeći.

Novi D13 motor ima isti provrt i hod kao i ranije, što znači da je obujam i dalje 12,8 litara, ali je sve drugo promijenjeno. Novi blok i glava su od posebnog čeličnog lijeva koji prigušuje vibracije, pri čemu su čvršći i lakši.

Povećan je stupanj kompresije (sa 17:1 na 20:1), kao i tlak izgaranja, dok su smanjeni unutarnji otpori. Valoviti klip je dodatno unaprijeđen te sad ima dvostruke valove za bolje usmjeravanje zraka i goriva, odnosno zapaljenih plinova, što dodatno povećava učinkovitost.

Dodatna novost je turbina promjenjive geometrije s kugličnim ležajevima koja osigurava brži odziv turbine te popravlja karakteristiku okretnog momenta.

Osim toga, turbina promjenjive geometrije značajno doprinosi učinku motorne kočnice koja postiže najveću snagu od 470 kW.

Volvo ističe kako će novi motor imati 4% manju potrošnju te nižu razinu buke sukladno novim EU propisima, a spreman je za buduću Euro VII normu.

Novi plinski G13 motor koji koristi istu platformu ima prethodnu izvedbu klipova s jednostrukim valovima, a nudit će se s istim snagama kao i prije (420, 460 i 500 KS), ali uz veći okretni moment.

Novi I-Shift mjenjač

Uz nove motore, Volvo predstavlja i novi I-Shift mjenjač, koji je i do sada slovio kao jedan od najboljih na tržištu. Novi I-Shift sada prenosi do 2.900 Nm u najvišem (direktnom) stupnju prijenosa, a također ima brže promjene stupnjeva prijenosa, odnosno kraći prekid vučne sile, što je dijelom i rezultat bolje usklađenosti sa spojkom.

Novi je i retarder koji je prilagođen radu s bržim diferencijalom. Također, obzirom da Volvo koristi I-Roll tehnologiju s isključivanjem motora pri kotrljanju ili spuštanju, sada se uvodi i spojka na servo pumpi, čije isključivanje kad se ne koristi dodatno smanjuje otpore.