8 de junho de 2017
A nova geração de Scania V8 – a tecnologia subjacente a
este grande passo em frente
A série de melhorias que a nova geração de motores Scania V8 representa um salto qualitativo nos benefícios que traz aos clientes. Uma grande melhoria na economia de combustível, uma redução do peso total, menores custos de manutenção e reparação e maior disponibilidade do veículo são tudo atributos que qualquer proprietário de camião valoriza.
Por detrás deste importante passo em frente está o reajuste adicional da plataforma modular do motor de 16 litros Scania, juntamente com a aplicação inteligente da tecnologia avançada. A redução do consumo de combustível diesel em 7 a 10% é notória e muito bem-vinda, num momento em que se está a dar a máxima prioridade à mudança para soluções de transporte sustentáveis.
A nova geração de motores baseia-se no mesmo bloco motor e na mesma
configuração básica que o seu antecessor, mas as semelhanças ficam-se por aí. A alteração mais significativa é que os coletores de gás de escape agora funcionam separadamente até ao turbo, cujo lado da turbina é diretamente alimentado a partir de duas direções dos respetivos bancos de cilindros (cylinder banks). O sistema é conhecido como um turbo Rotated Twin Scroll VGT.
O facto de três dos motores (à exceção da versão 730) utilizarem a Redução Catalítica Seletiva (SCR) apenas para o pós-tratamento dos gases de escape
significa que os motores V8 passaram a ter uma unidade turbo de geometria fixa que é mais robusta e mais leve do que um turbo variável. Agora, o turbo é montado diretamente no bloco motor, entre os cylinder banks, o que lhe dá um ambiente de operação estável e à prova de vibração.
Admissão mais direta e pressão mais elevada
Também foram introduzidas grandes alterações nos processos de indução e injeção. A entrada de ar é agora mais direta e o sistema de distribuição de combustível é uma chamada single rail variety, com extração mais simples através de um tubo central de alta pressão e tubos de distribuição mais longos, que também facilitam o acesso durante a manutenção. A pressão máxima para o sistema de distribuição de combustível diminuiu para 1800 bar, devido à utilização de tecnologia SCR para pós-tratamento.
Quando o combustível chega aos cilindros através do sistema de injeção
recentemente desenvolvido, auxiliado por uma bomba de alta pressão XPI, que tem apenas dois pistões, há maior compressão e é aplicada uma pressão máxima do cilindro de 210 bar – características importantes para a redução do consumo de combustível.
Menor atrito interno
A cabeça de cilindro, os pistões, os parafusos do pistão, o cárter e a cambota, bem como todos os rolamentos foram retrabalhados para se obter a melhor selagem e reduzir o atrito. Estas mudanças ocorreram no contexto do sistema modular Scania para unidades de cilindro, o que significa que a maioria das peças é partilhada com as outras plataformas de motor Scania.
A geração mais recente do V8 Euro 6 Scania apresenta-se com quatro níveis de potência diferentes. Uma revisão completa e a utilização de nova tecnologia reduziu o consumo de combustível em 7 a 10%.
“As melhorias introduzidas na nova geração de V8 abrangem tudo – desde novos
componentes, tais como a unidade de turbo, até à otimização de aspetos como a
escolha de material para os rolamentos e outros pequenos aperfeiçoamentos,” diz
Roger Olsson, Chief Engineer for Scania V8.
“Introduzimos aperfeiçoamentos e melhorias, implementando soluções mais
inteligentes e um melhor envolvimento, o que fez com que tivéssemos superado os nossos próprios objetivos. Tudo se resume numa interação bem harmonizada entre o hardware e o software e uma melhor calibração. No entanto, entre todas estas mudanças lógicas, não posso deixar de mencionar que os novos coletores de gases de escape significam que o verdadeiro V8 clássico ressurgiu. Não é mais alto,
mas…Sim, está melhor assim”.
A nova geração de V8 Scania baseia-se num turbo robusto, de geometria fixa (VGT), em que o turbo de gases de escape é alimentado a partir de duas direções (um sistema conhecido como o rolamento de rolos duplos) através dos coletores de gases de escape assinalados a verde para cada linha de cilindros.
Sistema avançado de respiração do motor na 520
Os motores de grandes dimensões, com potências relativamente baixas, podem ter problemas de pós-tratamento, porque as bombas do motor bombeiam ar em
resolveram este problema de uma forma simples e elegante no motor de 520 CV, utilizando uma tecnologia que foi inventada pelo engenheiro americano Ralph Miller, na década de 1950.
A utilização de perfis de cambota especiais garante que as válvulas de admissão permanecem abertas um pouco mais tempo do que o normal durante a fase de compressão, o que significa que na verdade o motor recebe menos ar. Isso significa que é capaz de manter uma temperatura de trabalho mais elevada, em benefício do sistema SCR. A solução de criar um mecanismo que funciona de acordo com o ciclo Miller é um grande exemplo da capacidade da Scania para produzir soluções
simples que acrescentam valor para o cliente sem agravar os custos.
“Do ponto de vista mecânico, trata-se de uma solução relativamente simples, que
obtém o mesmo efeito do que se tivessemos encolhido cerca de um litro o
deslocamento real do motor", diz Olsson.
“O ciclo Miller opera maravilhas no pós-tratamento e na redução do consumo de
combustível, com a única desvantagem de que a acumulação de binário diminui marginalmente da marcha lenta. Porém, na realidade, a diferença é difícil de
perceber. O que é impressionante é como o motor é perfeito para camiões de longo curso com 30 toneladas ou mais, em que o peso não é problema. Se se estiver a trabalhar com uma combinação pesada, se a estrada for de montanha, ou a velocidade média for elevada, o novo motor de 520 CV é simultaneamente um porquinho-mealheiro e uma central de energia.
Pós-tratamento eficiente
Todas as quatro variantes de V8 configuradas para o Euro 6 utilizam um silenciador de escape, compacto e totalmente integrado, que gere o pós-tratamento. Contém um catalisador de oxidação, um misturador AdBlue, dois filtros de partículas com filtros curtos e paredes assimétricas para redução da pressão de retorno três catalisadores SCR paralelos e três catalisadores de deslizamento de amónia. Apesar de tudo isso, a unidade completa tem apenas 900 milímetros de largura e não ocupa espaço valioso de funcionalidades tais como os tanques do lado do quadro.
“Se utilizarmos o SCR apenas para pós-tratamento, isso oferece-nos uma série de
vantagens", diz Olsson. "Uma diferença óbvia é o facto de serem necessários menos
componentes e mais leves. Isso, por sua vez, facilita a otimização do menor consumo possível de combustível, devido à existência de menos parâmetros a ter em conta. E a mudança para uma unidade turbo com geometria fixa do turbo variável anterior proporciona mais eficiência, graças a menos perdas nas trocas
gasosas”.
Componentes inteligentes
Melhorias internas através de fatores como um menor atrito, maior compressão e melhores trocas gasosas justificam aproximadamente 2% da redução do consumo de combustível. Outro aspeto importante é que os motores são equipados com componentes e sistemas auxiliares que reduzem o consumo de energia – as
e se adaptam a quaisquer que sejam as necessidades de energia no momento. A nova geração de motores funciona extremamente bem com uma bomba de
combustível XPI de dois cilindros, silensiosa, que pesa menos e necessita de menos energia para funcionar.
Outro componente inteligente é a bomba de óleo. Um termostato controla se o óleo vai diretamente para partes sensíveis durante um arranque a frio ou, quando tiver sido atingida a temperatura de serviço certa, através do arrefecedor de óleo. O termostato significa que a pressão do óleo se acumula mais rapidamente quando o veículo arranca e uma pode ser mantida uma temperatura do óleo mais elevada do que anteriormente, reduzindo o atrito e o consumo de combustível. O fluxo da bomba de óleo pode ser alterado através de um jacto de óleo que afeta uma válvula sensível à pressão. Isso significa que a bomba de óleo fornece a pressão e o fluxo certos, independentemente das rotações, em vez de fornecer uma pressão de óleo desnecessariamente elevadas (que queima combustível) a altas rotações.
O sistema de arrefecimento do motor opera segundo princípios semelhantes. Com um sistema de controlo termostático avançado e uma bomba de água de capacidade variável, o motor consegue manter uma temperatura de serviço que é vários graus superior à que a geração anterior conseguia atingir sem o risco de
sobreaquecimento. A temperatura de serviço mais elevada contribui para a redução do consumo de combustível e a diminuição da fricção.
Um sistema auxiliar que também segue o princípio do funcionamento orientado para a necessidade é o compressor, que fornece ar comprimido ao sistema de travagem. Agora é montado na parte traseira do motor, diretamente por cima da carcaça do volante, e o sistema de acionamento simplificado (a bomba de combustível é conduzida de forma similar), combinado com a função de fecho automático, que opera quando não é necessário ar adicional e que, juntos, contribuem com 0,5% de redução do consumo de combustível.
Uma combinação de tecnologias
O motor rei no programa de motores Scania é o icónico 730 que, com um binário de 3500 Nm, se destina principalmente a clientes com maiores exigências de potência. Aqui, a Scania optou por combinar novas tecnologias com soluções que têm sido utilizadas em gerações anteriores. O 730 tem o mesmo sistema de pós-tratamento recém-desenvolvido que os outros três motores V8, mas mantém um turbo variável e um sistema que utiliza tanto o EGR como o SCR para pós-tratamento. Entretanto, tal como os seus irmãos, o 730 também está equipado com uma bomba de água que pode ser desengatada. No entanto, mantém o mesmo sistema de injeção que antes, enquanto alguns dos outros sistemas auxiliares também permanecem inalterados. “Escolhemos esta estratégia devido aos muitos desafios que um motor tão potente
como este tem de enfrentar", explica Olson. “Opera em condições extremamente
diversificadas, por vezes com pesos de veículos combinados de 60 toneladas ou mais; nessa altura, talvez o veículo esteja a ser conduzido sem carga, de regresso na outra direção. Os clientes que necessitam da potência e da capacidade de condução que o 730 oferece estão satisfeitos com as soluções atuais e raramente têm o mesmo foco num consumo de combustível extraordinariamente baixo do que
os que têm um tipo de atividade de transporte mais leve. Porém, comparativamente a um motor 730 da geração anterior, o novo 730 continua a oferecer economias de
combustível até 5,5% em relação a um camião comparável da geração anterior”.
Uma quebra no consumo de combustível
Os clientes que escolhem o novo motor V8 podem esperar tudo, desde níveis de ruído mais baixos (como o ruído de transmissão) até ao tipo de som certo em termos do lendário “rugido”. Se acrescentarmos o peso mais baixo, a manutenção
simplificada e uma construção mais robusta, torna-se óbvio que a nova geração representa um importante passo em frente quando se trata do valor real para o cliente. E o consumo de combustível reduzido? Como é que até é possível conseguir uma redução do consumo de combustível, como os prometidos 7 a 10%?
“Se dividirmos os contributos dos diferentes aspetos, tudo se encaixa naturalmente", diz Olson. "Tudo foi exaustivamente testado e revisto em avaliações teóricas e
práticas. Temos uma experiência tão vasta e de tão longa data com os nossos V8, que sabemos exatamente onde é que as diferentes medidas e investimentos irão dar os melhores retornos em termos de economia de combustível para os clientes. Em termos aproximados, parece que, dependendo da variante de que estamos a falar e
do tipo de aplicação para o qual é utilizado:
1. As mudanças internas que envolvem maior compressão, maior pressão do cilindro, menor atrito, etc. contribuem com 1,5-2%.
2. As mudanças do EGR/SCR para apenas SCR e um turbo de geometria fixa proporciona maior eficiência e mantém as temperaturas de escape para que os requisitos de aumento da temperatura sejam reduzidos. Contribuem com cerca de 1,5%.
3. O novo sistema de pós-tratamento proporciona o melhor desempenho de vaporização AdBlue, pós-tratamento optimizado de substratos e uma menor perda de pressão. Contribui com cerca de 1,5%.
4. Os novos sistemas auxiliares que podem ser desativados contribuem com 1,5 a 2% para os clientes com padrões de condução normais, representativos. 5. Por último, mas não menos importante, os clientes também recebem os
benefícios de todas as mudanças aerodinâmicas que vieram inicialmente com a nova geração de camiões Scania e que contribuem com aproximadamente 2% para os clientes de longo curso normais.
“No seu conjunto, isto significa que a maioria dos clientes, independentemente da
sua aplicação, têm normalmente de ser capazes de reduzir as suas contas de combustível em 7% ou mais – e em muitos casos sem sequer necessitarem de
Dados técnicos DC16 116 520 cv DC16 117 580 cv DC16 118 650 cv DC16 108 730 cv Tipo Configuração V8
Deslocamento 16,4 litros 16,4 litros
Ordem de ignição 1-5-4-2-6-3-7-8
Cilindros 90° V8
Cabeças de cilindro 8
Válvulas por cilindro 4
Relação curso x
diâmetro 130 x 154 mm
Cambota Miller Normal
Compressão 22.2:1 20.3:1 17.4:1
Injeção de combustível Scania XPI Tratamento das
emissões Scania SCR Scania EGR/SCR
Travões acionados pelos gases de escape
297 kW @ 2400 rpm 320 kW @ 2400 rpm
Capacidade de óleo 43 litros
Potência máxima 520 cv (382 kW) @ 1900 rpm 580 cv (427 kW) @ 1900 rpm 650 cv (479 kW) @ 1900 rpm 730 cv (537 kW) @ 1900 rpm Binário máximo 2700 Nm @ 1000-1300 rpm 3000 Nm @ 950-1350 rpm 3300 Nm @ 950-1350 rpm 3500 Nm @ 1000-1400 rpm
Para mais informações, contacte:
Roger Olsson, Chief Engineer, Scania V8 Engine Range, Scania R&D Tel: +46 70 086 59 39, Email: roger@olsson@scania.com
Örjan Åslund, Head of Product Affairs, Scania Trucks Tel: + 46 70 289 83 78, Email: orjan.aslund@scania.com
A Scania é líder mundial em soluções de transporte. Juntamente com os nossos parceiros e clientes estamos a dirigir a mudança para um sistema de transporte sustentável. Em 2016 fornecemos aos nossos cliente 73.100 camiões, 8.300 autocarros e 7.800 motores industriais e marítimos. O volume de vendas líquido totalizou aproximadamente 104 mil milhões de coroas suecas, 20% dos quais na área dos serviços. Fundada em 1891, a Scania opera atualmente em mais de 100 países e tem ao seu serviço cerca de 46.000 trabalhadores. A investigação e o desenvolvimento estão concentrados na Suécia, com filiais no Brasil e na Índia. A produção tem lugar na Europa, na América Latina e na Ásia, com centros de produção regionais em África, na Ásia e na Eurásia. A Scania faz parte da Volkswagen Truck & Bus GmbH. Para mais informações visite www.scania.com.
