Turbocompound motor nedir, kamyonda ne işe yarar?

Bir teknik föyde D13TC, MP8HE ya da “Energy Recovery Technology” ibaresi görürseniz bu size tek bir şey söyler: egzoz akışında ikinci bir türbin vardır ve bu türbin emme havasını beslemez. Görevi, aksi hâlde egzoz borusundan çıkıp gidecek enerjiyi geri alıp krank miline vermektir. Volvo’nun, turbocompound D13TC’sini diğer yakıt tasarrufu özellikleriyle birleştiren I-Save paketi için yayımladığı lansman bülteni, paketin değerini kamyonun ne kadar yol yaptığına bağlar: “Ne kadar uzun sürerlerse, o kadar tasarruf etme potansiyelleri olur.”

İkinci türbin gerçekte ne yapar

Bu motorlardaki turbo şarj, Volvo’nun ifadesiyle, “motorun emme havasını yönetmek için kullanılan” türbindir. Turbocompound teknolojisi, bambaşka bir iş için ilave bir türbin ekler. Volvo, Kuzey Amerika’daki D13TC’sini tanımlarken basit bir türbin çarkının “gerçek turbo şarjın ardında” yer aldığını ve “bir redüksiyon dişli takımı üzerinden motorun krank miline bağlı” olduğunu söyler; Volvo İngiltere’nin FH bülteni ise geri kazanılan egzoz enerjisinin volanı çalıştırdığını belirtir. Mack, kendi Energy Recovery Technology sisteminin “aksi halde kaybolacak” ısıyı yakaladığını, egzoz emisyonlarını “mekanik enerjiye” dönüştürdüğünü ve bunu “tork olarak krank miline” verdiğini söyler.

Geri kazanılacak enerji kalmasının nedeni dizel motorun kendi verimidir. Volvo ürün pazarlama müdürü John Moore, Volvo’nun Kuzey Amerika müşteri dergisine şunları söyledi: “Tipik olarak, yakılan her galon dizelin enerji içeriğinin ancak yaklaşık yüzde 42’si tekerleklere ulaşır.” “Geri kalanı ısı olarak boşa gider.” Transport Topics’in bildirdiğine göre Moore 2018’de Equipment & Maintenance Update’e, ünitenin egzoz bacasında veya soğutma sisteminde kaybolacak enerjiyi yakalayarak Kuzey Amerika D13TC’sinin fren termal verimliliğini %43’ten %48’e çıkaracağını söyledi.

Volvo FH ve Renault Trucks T’de etki, ilan edilen güçte değil torkta görünür

Volvo FH için kendi kaydımız, Volvo İngiltere’nin Eylül 2026’da hâlâ listelediği motorlardan derlenmiştir ve standart D13’ü 309–397 kW ile 2.100–2.600 Nm aralığında, turbocompound D13 I-Save’i ise 309–368 kW ile 2.400–2.800 Nm aralığında verir. Turbocompound motorun tavanı güçte daha düşük, torkta ise daha yüksek kalır. Volvo’nun kendi lansman materyali, aradaki farkı 300 Nm’ye varan bir fazlalık olarak verir.

Renault Trucks T kaydı, Renault Trucks’ın Mayıs 2023 broşüründen derlenmiştir ve ikinci bir üreticide de aynı örüntüyü gösterir: DE13 TC, sade DE13’te de bulunan 330 ve 360 kW basamaklarında listelenir, ama sade motorun 2.200 ve 2.400 Nm’sine karşılık 2.500 ve 2.700 Nm ile — ve 390 kW basamağında hiç listelenmez; dolayısıyla turbocompound ailesi burada da güçte daha düşük, torkta daha yüksek bir tavanda durur.

Bu örüntü turbocompound teknolojisinin genel bir kuralı değildir. Kuzey Amerika’daki D13TC için Volvo’nun 2017 bülteni “50 hp’lik ilave gücün doğrudan krank miline verildiğini” söyler ve Volvo’nun Kuzey Amerika dergisi net etkinin “krank miline ilave tork ve beygir gücü eklemek” olduğunu, ama “geçmişte kullanılan turbocompound teknolojisinin aksine, Volvo’nun bu teknolojiyi beygir gücü eklemek için kullanmamayı tercih ettiğini” belirtir. Aktarma organları baş mühendisi John Bartel dergiye şunları söyledi: “Ya bunu azami gücüme ekleyip daha fazla güç sağlayabilirim, ya da aynı çıktı için motora verdiğim yakıtı azaltabilirim. Biz ikincisini seçiyoruz.” Volvo’nun Avrupa bülteni bunun getirisini “otoyol trafiğinde sabit bir hızı korumak için daha az ivmelenme ve yakıta ihtiyaç duyulması” olarak verir; Mack ise kendi sisteminin “motorun 1.000-1.100 RPM’de çalışmasını sağlayarak performanstan ödün vermeden yakıt tasarrufu sağladığını” belirtir. Volvo’nun dergisi, devir düşürücü bir aktarma organıyla birleştiğinde turbocompound teknolojisinin şanzımanın “engebeli arazide daha uzun süre en yüksek viteste kalmasını” sağladığını ekler ve bunun getirdiği yakıt kazancını “yaklaşık yüzde 3” olarak verir.

Yayımlanan rakamlar ve neye göre ölçüldükleri

Volvo Trucks, I-Save’li Volvo FH’nin, Long Haul Fuel Package’ı olmayan bir D13 Euro VI Step D’ye kıyasla “uzun mesafe taşımacılığında yakıt maliyetini %7’ye kadar düşürebileceğini” söyler (Volvo İngiltere sürümü: “düşürebilirdi”) ve bunu “bütün bu ürün ve hizmetlerin bileşik verimlilik kazancı” olarak sunar: D13TC ile birlikte yeni arka dingiller, güncellenmiş I-See, uzun mesafe için I-Shift yazılımı, I-Roll’lu I-Cruise, motor rölanti kapatma ve değişken debili bir direksiyon pompası. 7 Mart 2019 tarihli bültenin iki sürümü bunun kimin için geçerli olduğu konusunda ayrışır: Volvo’nun küresel bülteni, I-Save’in özellikle yılda tipik olarak 120.000 km’nin üzerinde yol yapan uzun mesafe işletmecileri için tasarlandığını söylerken, Volvo İngiltere sürümü 160.000 km rakamını verir ve D13TC’yi “yılda tipik olarak 160.000 km’yi aşan” uzun mesafe müşterileri için ideal olarak tanımlar. Her iki sürüm de dipnotta, gerçek yakıt tüketiminin hız sabitleyici kullanımı, araç spesifikasyonu, araç yükü, topografya, sürücü deneyimi ve hava koşulları gibi birçok etkene bağlı olarak “değişeceğini” (İngiltere sürümünde: “değişebileceğini”) belirtir.

Volvo’nun Kuzey Amerika rakamı farklı biçimde bölünür. Yeni VNL için Temmuz 2017 bülteni, önceki GHG14 D13 motorlarına kıyasla “yalnızca motordan yüzde 6,5’e varan bir yakıt verimliliği artışı” verir; yeni VNL’nin aerodinamiğinin ekleyeceği ilave yüzde 1 ile birlikte toplam artış %7,5’e kadar çıkar. Transport Topics Temmuz 2018’de, Mack’in turbocompound ünitesinin HE+ paketindeki aerodinamik iyileştirmeler gibi özelliklerle birlikte Mack Anthem modellerinin yakıt verimliliğini %9,5’e kadar artırdığını bildirdi.

Bu rakamları dikkatle okuyun. Avrupa’daki %7 ile Mack’in %9,5’i, paket rakamlarıdır. %6,5 ise burada üreticisinin yalnızca motor için verdiği tek rakamdır ve Volvo’nun kendi önceki motoruna kıyasla ölçülmüştür.

Hangi iş için tasarlandı

Volvo, I-Save’li FH’yi “talepkâr uzun mesafe operasyonları için özel olarak tasarlanmış” olarak tanımlar ve 2017 tarihli Kuzey Amerika bülteni D13TC’nin “uzun mesafe, istikrarlı hızda operasyonlara sahip müşteriler için tasarlandığını” söyler. Volvo 2018’de Transport Topics’e, turbocompound teknolojisinin en büyük iyileşmeyi devri düşürülmüş (downsped) uzun mesafe uygulamalarında sağladığını söyledi; American Trucking Associations’ın Technology & Maintenance Council biriminden teknik direktör Jack Legler ise bunun özellikle devir düşürme uygulayan filolar için etkili olabileceğini belirtti. Volvo’nun güncel Kuzey Amerika D13TC sayfası, tanker, dökme yük taşımacılığı ve açık kasa teslimatları “dahil” değişken yüklü işler yürüten filoların “faydalanabileceğini” ekler.

Volvo bu yüzdeye koşullar bağladı: tasarlandığı yıllık kilometre ve dipnottaki hız sabitleyici kullanımı, araç yükü ve topografya.

Detroit’in DD15’i ve Navistar: farklı bir yol

Detroit’in DD15’inde 2014 sera gazı düzenlemelerinden önce turbocompound teknolojisi vardı. Transport Topics’in 2018’de aktardığına göre Detroit’ten Brian Daniels, bu motorun 2014 güncellemesinde teknolojinin çıkarıldığını ve yerine Detroit Asymmetric Turbocharger’ın kullanıldığını söyledi; Daniels bu turboyu sadeleştirilmiş, daha verimli ve daha dayanıklı, 70 pound daha hafif bir tasarım olarak tanımladı. Aynı yazıya göre Detroit, en büyük motoru olan DD16’da turbocompound teknolojisini kullanmaya devam ediyordu. Detroit’in güncel DD15 sayfası, bilyalı rulmanlı, basit geometrili bir turbo listeler ve motorun “önceki modelimize kıyasla %3’e varan oranda daha yakıt verimli” olduğunu iddia eder. Bu sayfada turbocompound teknolojisinden hiç söz edilmez.

Navistar aynı yayına, International kamyonlarına bir turbocompound ünitesi ekleme planı olmadığını söyledi. Ağır hizmet ürün segmenti pazarlama direktörü Jim Nachtman, “bir araca çok fazla karmaşıklık eklerseniz, bir şeyin arızalanma olasılığı artar” dedi; filoların Navistar’a, bir günlük duruşun filoya göre 1.000 ila 1.500 dolara, buna ek olarak onarımın kendi maliyetine mal olduğunu söylediğini ve “az miktarda yakıt tasarrufu sağlayıp buna karşılık fazladan duruş süresine katlanırsanız, genel olarak bu müşterinin kârlılığı açısından avantajlı olmadığını” belirtti. Karşı görüş budur ve geçimini kamyon satarak sağlayan insanlardan gelmektedir. Navistar bunun yerine turbo şarjın kendisini geliştirmeye devam edeceğini söyledi; bunun yanında düşük sürtünmeli segman takımı, düşük sürtünmeli piston eteği kaplamaları, daha yavaş bir su pompası, 31 beygir güç kazandırdığını belirttiği altı kanatlı bir fan ve katkısını %1 ila %2 olarak verdiği öngörülü hız sabitleyiciden söz etti.

Volvo’nun dayanıklılık sorusuna Kuzey Amerika D13TC sayfasında verdiği yanıt, motorun sabit geometrili turbo şarjının “motorun 1,2 milyon millik B50 ömrünü karşılayacak şekilde tasarlandığı ve ilave bakım gerektirmediği” yönündedir; 2017 bülteninde Moore, turbocompound sisteminin “motora ilave rutin bakım eklemediğini” söyler.

Bu teknoloji neden var

Bu fikir yeni değildir: Volvo’nun kendi dergisi, turbocompound teknolojisinin “İkinci Dünya Savaşı sırasında ağır uçak motorlarında kullanıldığını” belirtir. Üreticiler bugünkü kullanım için kendi gerekçelerini sunuyor. Volvo’nun Avrupa bülteni, I-Save’i giderek daha uzun mesafeler kat eden kamyonlar ve yükselen dizel fiyatları bağlamına oturtur; Kuzey Amerika’da ise Transport Topics, D13TC’nin Volvo’nun 2017 sera gazı standartlarına uygun aktarma organının bir parçası olarak tanıtıldığını bildirdi.

AB’nin yeni ağır ticari araçlar için CO2 hedefleri

Değiştirilmiş hâliyle (EU) 2019/1242 sayılı Tüzük, özel amaçlı ve arazi araçları hariç, yeni ağır hizmet tipi motorlu araçların AB filosu için, “2019 yılının raporlama dönemine ait ortalama CO2 emisyonlarına kıyasla” CO2 azaltım hedefleri belirler: 4-UD, 4-RD, 4-LH, 5-RD, 5-LH, 9-RD, 9-LH, 10-RD ve 10-LH araç alt grupları için 2025-2029 raporlama dönemlerinde %15; 2030-2034 için (meslek araçları hariç) %45; 2035-2039 için %65; ve 2040’tan itibaren %90. Tüzüğün Ek I’i (madde 3.2), 2019 raporlama dönemini yalnızca bu dokuz alt grup için referans olarak uygular; 1, 2, 3, 11, 12 ve 16 alt grupları 2021’e, geri kalan tüm alt gruplar ise 2025’e göre ölçülür. Komisyon bunları “bir şirketin ürettiği tüm araçlar genelinde” bir azaltım olarak tanımlar; CO2 emisyonları ve yakıt tüketimi, VECTO aracıyla “ilgili araç bileşenlerinden alınan verilere dayanarak” simüle edilir.

Varyant nasıl adlandırılır

Volvo’da varyantı motor tanımı gösterir — 2019 lansman bülteni motoru “D13TC (Turbo Compound)” olarak listeler, Volvo İngiltere ise FH için D13 I-Save adını kullanır; Mack’te varyantın adı Energy Recovery Technology’li MP8HE’dir.