De klämmer ut extra energi ur avgaserna

Teorin bakom turbocompound, alltså en turbin som drivs av avgaserna och i sin tur knuffar på drivaxeln, är att ta tillvara energi i avgaserna. Problemet är att systemet skapar ett mottryck som bromsar motorn, och slutresultatet på en kolvmotor blir för det mesta inte värt besväret. Ändå lovar Volvokoncernen att tekniken den här gången ska ge en bränslebesparing på 3–4 procent.

– Det gäller bara att hitta de rätta tryckbalanserna. Och ett business case, säger Fredrik Rahm, som är forskningsansvarig för turbosystem på Volvokoncernen.

Turbocentrum i Malmö ligger i ett industriområde i närheten av stans gamla flygplats Bulltofta. Här arbetar ett 40-tal ingenjörer med olika typer av turbolösningar för Volvos olika verksamheter med båtar, anläggningsmaskiner och lastvagnar. Tidigare var man en del av Volvo Aero. I ett rum som ska bli museum står en gasturbinmotor som Volvo Lastvagnar testade på 1990-talet.

”Business-caset” handlar om USA, där de nya utsläppsreglerna tvingar Volvo att använda reningstekniken EGR (Exhaust Gas Recirculation). EGR för tillbaka avgaser till förbränningsrummet, vilket sänker temperaturen och minskar bildandet av giftiga kväveoxider (NOx). För att driva EGR-flödet krävs ett mottryck i motorn. Och när man ändå måste ha ett mottryck kan man använda det till något, som att driva en turbocompound.

– Jämfört med andra sätt att skapa mottryck, som variabel turbogeometri, är det här robustare och ger dessutom en bränslebesparing. Dessutom kan vi använda en mycket bättre laddturbo, säger Fredrik Rahm.

Han ritar snabbt upp det hela på en whiteboard: Först grenrör från cylindrarna, därefter laddturbon och sedan turbocompounden. Bränslebesparingen blir dessutom större om motorn går med mer last, alltså driver ett tyngre fordon i högre hastighet, vilket är typiskt i USA.

– Hemligheten är att hitta den bästa tryckbalansen i hela systemet. Hur hårt går motorn, hur mycket EGR behövs, hur fungerar laddturbon? Mottrycket i cylindrarna får inte vara så stort att motorn får svårt att andas, och trycket från de olika cylindrarna får inte störa varandra.

Turbocompound är i sig inget nytt. Tekniken började utvecklas på 1930-talet i första hand för flygindustrin, och har även använts i svenska lastbilsmotorer.

Scania hade en motor med turbocompound fram till 2011. För Volvos del har dock tekniken legat i träda sedan mitten av 00-talet. Anledningen är att det är svårt att räkna hem bränslebesparingen i europeiska förhållanden, där bilarna kör långsammare och med mindre last, och där det inte krävs så mycket EGR.

I USA börjar Volvokoncernen sälja lastbilsmotorer med EGR och turbocompound från 2017.

Prenumerera på Ny Tekniks kostnadsfria nyhetsbrev om fordon!