مقایسه فناوری موتورهای ولوو و اسکانیا

ولوو و اسکانیا سال‌هاست به‌عنوان دو رقیب اصلی در بازار کامیون‌های سنگین شناخته می‌شوند؛ رقابتی که بخش مهم آن به فناوری موتورهای این دو برند برمی‌گردد. هرکدام از این سازندگان سوئدی با رویکرد مهندسی متفاوت تلاش کرده‌اند ترکیبی از قدرت، مصرف سوخت بهینه و دوام بالا را ارائه دهند.

در این مقاله از پایه یک به بررسی و مقایسه فناوری موتورهای ولوو و اسکانیا می‌پردازیم و موضوعات زیر را مرور می‌کنیم:

• مقایسه فلسفه طراحی موتور در ولوو و اسکانیا
• بررسی سیستم‌های پاشش سوخت و راندمان حرارتی
• تفاوت ساختار سرسیلندر و مدیریت دما
• رویکرد هر برند در کاهش دور موتور و بهینه‌ سازی مصرف سوخت
• نقش سیستم‌های هوشمند و ECU در عملکرد پیشرانه
• مقایسه فناوری‌های کنترل آلایندگی و سیستم ادبلو

اگر قصد خرید کشنده دارید یا می‌خواهید بدانید کدام پیشرانه در عمل هزینه نگهداری و مصرف سوخت بهتری دارد، تا پایان این مطلب همراه ما باشید.

فلسفه طراحی موتور؛ خطی در برابر V شکل

بارزترین تفاوت در محصولات این دو شرکت، چیدمان سیلندرهاست. ولوو سال‌ها پیش پرونده موتورهای V شکل را بست و تمام تمرکز مهندسی خود را بر روی موتورهای ۶ سیلندر خطی گذاشت. استدلال مهندسان ولوو این است که موتور خطی ذاتا دارای تعادل دینامیکی کامل است و نیاز به میل تعادل‌های پیچیده ندارد.

این آرایش همچنین فضای کافی را برای سیستم‌های جانبی مثل توربوهای بزرگ و سیستم‌های خنک‌کاری فراهم می‌کند. موتورهای D13 ولوو با این استراتژی به یکی از نرم‌ترین و کم ‌لرزش‌ترین پیشرانه‌های دنیا تبدیل شده‌اند که استهلاک قطعات داخلی را به حداقل می‌رساند.

در مقابل، اسکانیا تنها سازنده‌ای در اروپا است که همچنان به تولید موتورهای V8 برای قدرت‌های بالای ۶۰۰ اسب بخار ادامه می‌دهد. موتورهای V8 اسکانیا به دلیل طول کمتر میل‌لنگ بسیار جمع‌وجور هستند و گشتاور خروجی خوبی را در فضایی محدود تولید می‌کنند. این ویژگی برای حمل بارهای فوق سنگین با تریلر بوژی‌کش مهم است. اما اسکانیا در کلاس ۱۳ لیتری، اخیرا با معرفی پلتفرم Super تغییر استراتژی داده و یک موتور ۶ سیلندر خطی جدید را معرفی کرده است.

با این حال، تفاوت اصلی در رویکرد ساختاری است؛ اسکانیا به شدت بر سیستم ماژولار تاکید دارد به این معنی که پیستون، شاتون و بسیاری از قطعات موتور V8 با موتور ۵ سیلندر یا ۶ سیلندر این شرکت یکسان است در حالی که ولوو برای هر حجم موتور قطعات اختصاصی‌ طراحی می‌کند.

سیستم پاشش سوخت و راندمان حرارتی

افزایش هزینه سوخت و سخت ‌گیرانه‌تر شدن استانداردهای آلایندگی سازندگان را به توسعه سیستم‌های پاشش سوخت پیشرفته‌تر واداشته است. اسکانیا در نسل‌های قبلی از سیستم انژکتور واحد یا PDE استفاده می‌کرد که تعمیرات ساده‌ای داشت اما برای پاس کردن استانداردهای جدید و افزایش راندمان در نسل جدید NTG و Super به سیستم XPI روی آورده است.

سیستم XPI که با همکاری کامینز ساخته شده، سوخت را در ریل سوخت ‌رسانی مشترک با فشار بالای ۲۴۰۰ بار پاشش می‌کند. هنر اسکانیا این است که در بیشتر مدل‌ها سیستم EGR را حذف کرده و به جای آن روی سوخت کامل در داخل موتور تمرکز کرده است. مهندسان اسکانیا معتقدند اگر سوخت به درستی بسوزد نیاز کمتری به تصفیه دود خواهد بود.

ولوو اما از سیستم Common Rail با انژکتورهای بسیار دقیق پیزوالکتریک استفاده می‌کند. فناوری متمایز ولوو در این بخش طراحی تاج پیستون است. اما در مقابل، اسکانیا در موتورهای جدید Super بر روی افزایش نسبت تراکم تمرکز کرده است.

ولوو برای رقابت با این راندمان به جای افزایش تراکم سیلندر از بازیافت انرژی اگزوز استفاده می‌کند. در این رویکرد، اسکانیا بر افزایش فشار احتراق داخل سیلندر تمرکز دارد در حالی که ولوو از بازیافت انرژی اگزوز برای بهبود راندمان استفاده می‌کند.

تکنولوژی سرسیلندر و مدیریت دما

یکی از بحث‌برانگیزترین تفاوت‌های فنی بین این دو برند ساختار سرسیلندر است. اسکانیا به‌طور سنتی از سرسیلندرهای جداگانه استفاده می‌کند یعنی هر سیلندر یک سرسیلندر مستقل دارد. این طراحی باعث می‌شود که اگر واشر سرسیلندر یکی از سیلندرها بسوزد یا سوپاپ آن آسیب ببیند، مکانیک بتواند فقط همان یک بخش را باز و تعمیر کند. این ویژگی هزینه‌های تعمیرات را برای مالکان کامیون و کشنده‌های اسکانیا به‌ شدت کاهش می‌دهد و زمان توقف خودرو در تعمیرگاه را کم می‌کند.

البته باید ذکر کرد که اسکانیا در موتورهای جدید ۱۳ لیتری Super برای اولین بار به سمت سرسیلندر یکپارچه رفته است تا بتواند از میل‌سوپاپ‌های DOHC استفاده کند اما در موتورهای V8 و مدل‌های قبلی همچنان ساختار جداگانه حفظ شده است.

ولوو همواره از سرسیلندر یکپارچه استفاده کرده است که مزیت اصلی آن استحکام بسیار بالاتر کل موتور است. سرسیلندر یکپارچه مثل یک پل مستحکم عمل می‌کند که بلوک سیلندر را تحت فشار نگه می‌دارد و از تاب برداشتن آن جلوگیری می‌کند.

همچنین این ساختار به ولوو اجازه داده است تا کانال‌های آب‌گردانی را پیچیده‌تر طراحی کند و خنک‌کاری دقیق‌تری در اطراف سوپاپ‌های دود داشته باشد. اگرچه باز کردن سرسیلندر ولوو کار سنگین‌تر و پرهزینه‌تری نسبت به مدل‌های قدیمی اسکانیا است اما احتمال سوختن واشر سرسیلندر در موتورهای ولوو به دلیل همین ساختار یکپارچه و مستحکم بسیار پایین است.

فناوری‌های کاهش دور موتور

راهکار مشترک هر دو سازنده سوئدی برای کاهش مصرف سوخت و پایین آوردن دور موتور در سرعت‌های کروز (۸۰ تا ۹۰ کیلومتر بر ساعت) است. این مفهوم که Downspeeding نامیده می‌شود نیازمند تولید گشتاور پیک در دورهای بسیار پایین است. برای دستیابی به این هدف، هر کدام از این دو سازنده استراتژی فنی متفاوتی را پیاده کرده‌اند:

رویکرد ولوو برای کاهش دور موتور

ولوو با معرفی فناوری I-Save توانست موتورهایی ارائه دهد که حداکثر گشتاور خود را در دور موتور ۹۰۰ تا ۱۰۵۰ دور در دقیقه تولید می‌کنند. هرچند رسیدن به این گشتاور در دور پایین فشار زیادی به قطعات داخلی وارد می‌کند اما ولوو با تقویت میل‌لنگ و یاتاقان‌ها این مشکل را حل کرده است. در واقع ولوو بر تولید گشتاور اضافی توسط سیستم توربو کامپاند تکیه دارد.

رویکرد اسکانیا برای کاهش دور موتور

اسکانیا با معرفی موتورهای Super پیشرانه‌هایی ارائه کرد که به‌گونه‌ای کالیبره شده‌اند تا در دور موتور حدود ۹۰۰ و با دنده ۱۲ (و حتی دنده ۱۳ یا اوردرایو جدید) حرکت پایدار داشته باشند.

تفاوت تکنولوژی در اینجا به گیربکس مربوط می‌شود؛ اسکانیا گیربکس‌های جدید سری G25 و G33 را طراحی کرد که اصطکاک داخلی بسیار کمتری دارند و با دیفرانسیل‌های سرعتی (با ضریب ۱.۹۵ یا حتی کمتر) جفت می‌شوند تا بر کاهش اصطکاک داخلی تمرکز کنند.

کنترل هوشمند و ECU

سیستم مدیریت موتور ولوو به ‌طور کامل با گیربکس I-Shift و سیستم I-See  یکپارچه است. I-See با استفاده از نقشه توپوگرافی ذخیره شده در فضای ابری جاده پیش رو را می‌بیند. قبل از رسیدن به سربالایی، موتور ولوو توربوشارژر را در حالت آماده‌باش قرار می‌دهد و سرعت را کمی افزایش می‌دهد تا از انرژی جنبشی استفاده کند.

در سرازیری‌ها، سیستم Eco-Roll ولوو خلاص می‌کند تا موتور با دور درجا کار کند. اسکانیا از سیستم Active Prediction استفاده می‌کند که عملکردی مشابه دارد اما الگوریتم‌های آن واکنش سریع‌تری دارند. سیستم اسکانیا ترجیح می‌دهد دنده را سبک نکند و با استفاده از وزن خودرو در سرازیری مصرف سوخت را صفر کند.

یکی از تفاوت‌های نرم‌افزاری مهم، نحوه مدیریت سیستم ترمز اضطراری و کروز کنترل تطبیقی است. رانندگان معتقدند که سیستم ولوو عملکرد نرم‌تری دارد در حالی که اسکانیا اولویت را بر حفظ دقیق سرعت تنظیم ‌شده می‌گذارد. همچنین ECU اسکانیا با سیستم عیب‌یابی از راه دور به مدیران ناوگان اجازه می‌دهد پیش از وقوع خرابی وضعیت سلامت انژکتورها یا توربو را بررسی کنند.

سیستم‌های کنترل آلایندگی و ادبلو

پاشنه آشیل بسیاری از موتورهای دیزل مدرن، سیستم‌های تصفیه دود است. ولوو در موتورهای یورو ۶ خود از ترکیب EGR (بازگردانی گاز اگزوز) و SCR (تزریق ادبلو) استفاده می‌کند. استفاده از EGR باعث می‌شود دمای احتراق پایین بیاید و تولید اکسیدهای نیتروژن در منبع کاهش یابد اما این کار باعث ورود دوده به داخل موتور و کثیف شدن روغن می‌شود.

ولوو برای حل این مشکل از فیلترهای روغن بسیار قوی و سیستم تهویه کارتر پیشرفته استفاده می‌کند. اسکانیا در بیشتر موتورهای جدید خود (به‌جز برخی مدل‌هایV8 ) رویکرد حذف EGR را در پیش گرفته و تنها از سیستم SCR برای کنترل آلایندگی استفاده می‌کند. این یعنی تمام گازهای اگزوز از موتور خارج می‌شود و تصفیه فقط در منبع اگزوز با تزریق ادبلو انجام می‌شود. مزیت این روش، تمیز ماندن داخل موتور و روغن است که فاصله‌ بین سرویس‌های دوره‌ای را بیشتر می‌کند.

اما نقطه ضعف آن، مصرف بالاتر مایع ادبلو است. اسکانیا برای حل مشکل کریستاله شدن ادبلو در اگزوز، از سیستم Twin SCR در موتورهای جدید استفاده کرده است که ادبلو را در دو مرحله (یکی بلافاصله بعد از توربو و دیگری در کاتالیزور) تزریق می‌کند. این فناوری پیچیده باعث می‌شود حتی در هوای سرد و ترافیک‌های سنگین که دمای اگزوز پایین است سیستم آلایندگی به ‌درستی کار کند.

در نهایت، ولوو بخریم یا اسکانیا؟

در نهایت، انتخاب بین ولوو و اسکانیا به نوع کاربری و شرایط فعالیت شما بستگی دارد. اگر به دنبال موتوری با ساختار ساده‌تر، دسترسی آسان‌تر به قطعات و اطمینان بیشتر در مسیرهای دور افتاده هستید اسکانیا می‌تواند گزینه مناسب‌تری باشد. در مقابل، اگر به شبکه نمایندگی دسترسی دارید و اولویت شما کاهش خرابی و مصرف سوخت بهینه در مسیرهای طولانی است ولوو بازدهی بالاتری برای کسب‌وکار شما خواهد داشت.

تجربه شما چیست؟ در جاده‌های ایران کدام ‌یک از این دو برند هزینه نگهداری و عملکرد بهتری داشته است؟ نظرات خود را در بخش کامنت‌ها بنویسید.