Partiamo dalle parole di Roger Olsson, Chief Engineer, Scania V8 Engine Range, per presentare la nuova generazione di un motore che rappresenta uno stile di vita più che un semplice mezzo per muovere un veicolo, il V8 di Scania: “Le migliorie apportate ai V8 di nuova generazione spaziano dai nuovi componenti come il turbocompressore, all’ottimizzazione di aspetti come la scelta del materiale per le piste dei cuscinetti e altre piccole rifiniture”.
In effetti la promessa riduzione dei consumi, variabile tra il 7% e il 10%, dei quattro nuovi propulsori V8, è ottenuta dalla somma di piccole e piccolissime migliorie che interessano numerose componenti e tecnologie.
Ma dei dettagli tecnici parleremo dopo. Adesso vi diciamo subito quello che immaginiamo abbia stuzzicato la vostra curiosità, ossia quali sono le declinazioni dei nuovi 16 litri svedesi. Eccole qui:
DC16 116 da 520 CV per 2.700 Nm di coppia erogata tra 1.000 e 1.300 rpm. DC16 117 da 580 CV per 3.000 Nm di coppia erogata tra 950 e 1.350 rpm. Ecco la prima novità che avrete subito localizzato: 50 Nm di coppia in più. Niente male. Ma proseguiamo e andiamo al DC16 108, il classico 730 CV del V8 che eroga 3.500 Nm tra 1.000 e 1.400 giri. Un classico.
E chiudiamo con la vera e propria new entry della next generation dei V8, il DC16 118, un 650 CV che vi offre 3.300 Nm tra 950 e 1.350 rpm. Una vera goduria per coloro nel cui petto batte un otto cilindri, ma anche per lavorarci. La coppia è davvero poderosa e disponibile in un range di giri non solo ampio, ma con un attacco davvero basso, solo 950 giri.
D’altra parte, a voler ben guardare, la massima coppia dei V8 è disponibile fin quasi da subito, tra i 950 e i 1.000 rpm di partenza per spingersi tra i 1.350 e i 1.400: un’elasticità che già di per sé garantisce un buon risparmio.
Quattro nuovi motori da 16 cilindri con potenze che si estendono fino a 730 CV. Altri costruttori sono in grado di raggiungere potenze analoghe, ma ormai tutti tranne Scania, hanno abbandonato la piattaforma dei motori con 8 cilindri disposti a V per equipaggiare mezzi pesanti.
Perché Scania insiste?
La tematica è di quelle interessanti: ha ancora senso sviluppare e scegliere motorizzazioni V8 oggi, nell’epoca del downsizing, della riduzione dei consumi e dell’impatto ambientale? Per Scania la risposta è ovviamente si, ma questo “ovviamente” non significa che Scania risponda “si” solo perché produce e vende queste unità. In realtà il Costruttore svedese offre diverse ragioni, tutte ragionevoli e su cui vale la pena fermarsi a riflettere.
In perfetta sintonia con quella che è la filosofia del Costruttore svedese, “Fieri di migliorare il lavoro dei clienti”, anche i V8 sono pensati e progettati per rispondere a questa volontà. E a tutti gli altri obiettivi global del Costruttore: sostenibilità, sicurezza, efficienza, tecnologia e design.
Come rispondono in concreto i nuovi V8 a tutto questo?
Efficienza: con un occhio al presente e uno al futuro, i V8 sono la scelta giusta per diverse situazioni. Da una parte per effettuare i trasporti convenzionali da 40 t più impegnativi. “È veramente straordinario sedersi al volante di una combinazione da 40 tonnellate e poter contare su una coppia di 2.700 Nm, con la possibilità di mantenere una velocità di crociera elevata e costante anche su strade collinose con un consumo di carburante uguale o inferiore a quello di motori da 450 CV di altre marche” ha dichiarato Björn Fahlström, Vice President, Product Management, Scania Trucks.
Velocità di crociera elevate significano risparmio di tempo: è dimostrato che un veicolo V8 fa risparmiare fino a 50 minuti al giorno rispetto a un veicolo motorizzato con un’unità 6 cilindri, a parità di potenza, percorso e impiego. In questo caso la scelta di veicoli V8 è naturale non solo per chi deve affrontare percorsi difficili, ma anche per chi opera in settori dove il tempo è “una merce” al pari delle altre, come le consegne just in time.
Guardando al futuro (abbastanza remoto per ora in Italia, ma già presente in altri Stati europei), l’esigenza di combinazioni trattore – rimorchio sempre più pesanti e lunghe per ridurre le emissioni per tonnellata trasportata non può che indicare nei V8 una soluzione propulsiva tra le più adeguate. L’esperienza di alcuni Stati, soprattutto Svezia e Finlandia, ha già dimostrato che i vantaggi offerti dalle combinazioni più lunghe e pesanti sono tangibili, a fronte di svantaggi minimi, a condizione che il quadro normativo sia stato correttamente definito. Quindi non è la tecnologia a essere un limite in questo caso, quanto la parte legislativa. Ma staremo a vedere in futuro cosa accadrà sulle nostre strade.
Riteniamo praticamente inutile dilungarci nello spiegare perché un veicolo V8 sia l’ideale nei trasporti eccezionali: il motivo è sotto gli occhi di tutti.
Sostenibilità: a livello ambientale, questa è raggiunta con i miglioramenti tecnici di cui diremo dopo, che consentono un risparmio di carburante tra il 7% e il 10%. Ma esiste un’altra forma di sostenibilità, ossia quella del veicolo e dei suoi costi per il cliente.
Un veicolo Scania V8 è un simbolo accettato universalmente di durata: oggi sulle strade girano “eroici” veicoli V8 di sei o sette anni, con tre milioni di chilometri nelle ruote, che hanno aiutato le proprie aziende a superare la crisi grazie alla loro affidabilità. Il fatto che il veicolo abbia un cuore che non smette mai di battere e che mantenga un valore dell’usato elevato, spiega perché i motori Scania V8 sono diventati a tal punto leggendari.
C’è un altro valido motivo per cui Scania continua a far evolvere la propria piattaforma V8, considerata un “marchio nel marchio”, un asset irrinunciabile della realtà scandinava: gli appassionati. Si tratta di una nutrita schiera di clienti che scelgono il proprio veicolo non solo sulla base delle strette esigenze lavorative, ma anche per passione. Come ha ben detto Björn Fahlström: “I V8 sono motori ambiti anche per altri motivi come l’inconfondibile rombo, la potenza e la particolare sensazione di guida. Oppure perché abbinano la logica alle emozioni”.
A queste persone Scania ha addirittura dedicato un evento ad hoc: I giorni del re.
Tecnologia: andiamo nel vivo delle migliorie tecniche che, come abbiamo detto, interessano numerosi aspetti dei nuovi V8.
Iniziamo dalla somma delle parti:
- Migliorie interne per una maggiore compressione e pressione dei cilindri, un minore attrito ecc. Contributo: 1,5-2%.
- Passaggio dalla tecnologia EGR/SCR (che permane comunque sul 730 CV) alla sola SCR e al turbocompressore a geometria fissa per una maggiore efficienza e temperature di scarico più stabili. Contributo: 1,5% circa.
- Nuovo sistema di post-trattamento per migliore nebulizzazione dell’AdBlue, post-trattamento ottimizzato dei substrati e minori perdite di pressione. Contributo: 1,5% circa.
- Nuovi sistemi ausiliari disinseribili per tipologie di impiego normali e ripetitive. Contributo: 1,5-2%.
- Infine, ma non meno importante, i clienti possono contare anche sui vantaggi derivanti dalle migliorie aerodinamiche apportate ai veicoli Scania di nuova generazione, che possono contribuire per il 2% circa in caso di trasporto a lungo raggio.
Il mitico V8 730 CV
Il motore di punta della nuova serie di Scania è il mitico 730, con una coppia di ben 3.500 Nm. In questo caso, Scania ha deciso di abbinare le nuove tecnologie ad alcune soluzioni impiegate nelle generazioni precedenti. Il 730 è equipaggiato con lo stesso sistema di post-trattamento di nuova concezione degli altri 3 motori V8, ma con turbocompressore a geometria variabile e un impianto che utilizza sia la tecnologia EGR che SCR per il post-trattamento. Come gli altri nuovi motori, anche il 730 è dotato di pompa dell’acqua disinseribile. Tuttavia, il sistema di iniezione è rimasto invariato, così come altri sistemi ausiliari.
“Abbiamo scelto questa strategia in considerazione delle numerose sfide che deve affrontare un motore di tale potenza” ha spiegato Olsson. “Infatti, può essere utilizzato in condizioni estremamente variabili, magari con combinazioni di peso complessivo superiore a 60 tonnellate e a vuoto nel viaggio di ritorno. I clienti alla ricerca della potenza e della maneggevolezza offerte dal 730 sono estremamente soddisfatti delle soluzioni attuali, e solitamente non sono così focalizzati sul consumo di carburante come invece quelli impegnati in tipologie di trasporto più leggere. Tuttavia, rispetto al motore da 730 CV della generazione precedente, il nuovo 730 offre comunque un risparmio di carburante fino al 5,5%”.
La nuova generazione di motori è basata sullo stesso monoblocco e prevede la stessa configurazione di base della precedente, ma le similitudini finiscono qui.
I dettagli tecnici
Per assicurare una maggiore vita utile e ridurre l’attrito interno sono stati rivisti la testata, i pistoni e gli spinotti, il basamento, l’albero motore nonché le bronzine. Tutte queste modifiche sono state apportate nell’ambito del sistema modulare di Scania e di conseguenza la maggior parte dei componenti sarà in comune con le altre piattaforme di motori dell’azienda.
“L’implementazione di soluzioni più intelligenti ci ha consentito di apportare numerose rifiniture e migliorie e di ottenere, nel complesso, un pacchetto migliore. Il risultato ha superato anche le nostre più rosee aspettative. Il segreto risiede nell’interazione ottimale tra hardware e software, e in una messa a punto ulteriormente affinata. Tuttavia, tra tutte queste modifiche dettate dalla logica, non posso che esprimere il mio apprezzamento per il fatto che i nuovi collettori di scarico segnano anche il ritorno del classico rombo del V8, proprio come una volta”.
Si chiama Rotated Twin Scroll FGT ed è un turbocompressore cui arrivano collettori di scarico che ora viaggiano separati mentre il lato turbina è ora alimentato separatamente dalle due bancate cilindri tramite entrate distinte.
Lo stesso è, ad eccezione del motore da 730 CV, di tipo a geometria fissa e non più variabile, quindi più robusto e leggero; questa variazione è direttamente derivata dal fatto che i motori 520, 580 e 650 utilizzino solamente la riduzione catalitica selettiva (SCR) per il post-trattamento dei gas di scarico. Il turbocompressore, inoltre, è montato direttamente sul monoblocco, tra le bancate dei cilindri, per una maggiore stabilità e resistenza alle vibrazioni.
Tutte le quattro versioni del motore V8 sono configurate per la norma Euro 6 e prevedono un silenziatore di scarico compatto e completamente integrato per il post-trattamento, che contiene un catalizzatore di ossidazione, un miscelatore di AdBlue, due filtri antiparticolato corti e con pareti asimmetriche per ridurre la contropressione, tre catalizzatori SCR in parallelo e tre catalizzatori ASC. Nonostante tutti questi elementi, l’intera unità presenta una larghezza di soli 900 mm e di conseguenza non sottrae spazio prezioso ad altri componenti come i serbatoi a lato del telaio.
L’uso della sola tecnologia SCR per il post-trattamento richiede meno componenti e più leggeri. A sua volta, questo consente di ottimizzare più facilmente il consumo di carburante, in quanto si riduce il numero di parametri e componenti da considerare. Inoltre, il passaggio da un turbocompressore a geometria variabile al turbocompressore a geometria fissa assicura una maggiore efficienza, grazie alle minori perdite di carico dei gas al suo interno.
Altre modifiche importanti sono state apportate al sistema di alimentazione. Ora i condotti di aspirazione dell’aria hanno una forma più lineare e il carburante viene inviato ai cilindri tramite un rail principale ad alta pressione dal quale si dipartono, verso i cilindri, le singole tubazioni di maggior lunghezza. Questa soluzione semplifica gli interventi di manutenzione. Inoltre, grazie all’uso della tecnologia SCR per il post-trattamento, la pressione massima del sistema di iniezione del carburante è stata ridotta a 1.800 bar.
Quando il carburante arriva nei cilindri attraverso il sistema di iniezione di nuova concezione, con l’ausilio di una pompa XPI ad alta pressione con soli due pistoni, vengono applicate una maggiore compressione e una pressione massima dei cilindri di ben 210 bar, entrambe importanti per ridurre il consumo di carburante.
Le migliorie interne che incidono su fattori quali attrito ridotto, maggiore compressione e combustione più efficiente, assicurano una riduzione del 2% circa del consumo di carburante. Un altro aspetto importante è che i motori sono equipaggiati con componenti e sistemi ausiliari che riducono il consumo energetico o le cosiddette perdite parassitiche, disinserendosi automaticamente quando non sono necessari o adattandosi al fabbisogno corrente. Inoltre, i motori di nuova generazione funzionano alla perfezione con una silenziosa pompa di alimentazione XPI a 2 cilindri, più leggera ed a basso consumo energetico.
Un altro componente intelligente è la pompa dell’olio. Un termostato determina se l’olio deve essere convogliato direttamente ai componenti da lubrificare oppure attraverso il radiatore dell’olio, una volta raggiunta la temperatura di esercizio corretta. Il termostato assicura un aumento più veloce della pressione dell’olio all’avviamento del veicolo e permette di mantenere l’olio a una temperatura più elevata rispetto al passato, riducendo l’attrito e il consumo di carburante. La portata della pompa dell’olio può essere regolata per mezzo di un getto d’olio che agisce su una valvola sensibile alla pressione. In tal modo, la pompa dell’olio assicura una pressione e una portata ottimali a prescindere dal regime, anziché erogare una pressione dell’olio inutilmente eccessiva (che comporta un maggior consumo di carburante) a regime elevato.
L’impianto di raffreddamento del motore è basato su un principio simile. Grazie a un sistema di monitoraggio termostatico avanzato e ad una pompa dell’acqua a capacità variabile, il motore è in grado di mantenere una temperatura di esercizio più elevata di diversi gradi rispetto alla generazione precedente, senza alcun rischio di surriscaldamento. La temperatura di esercizio più elevata contribuisce a ridurre l’attrito e di conseguenza il consumo di carburante.
Un altro sistema ausiliario che segue il principio di funzionamento in base al fabbisogno è il compressore che fornisce l’aria compressa all’impianto frenante, ora montato dietro il motore, direttamente sull’alloggiamento del volano. Il sistema di azionamento semplificato (simile a quello della pompa di alimentazione) e la funzione di disinserimento automatico quando non è richiesto un ulteriore apporto d’aria compressa, contribuiscono a una riduzione dello 0,5% del consumo di carburante.
Un sistema di aspirazione avanzato per il motore da 520 CV
I grandi motori con potenza erogata relativamente bassa sono più soggetti a problemi di post-trattamento, in quanto il motore pompa troppa aria in relazione al calore in eccesso che produce. Nel motore da 520 CV, gli ingegneri Scania hanno risolto questo problema in modo semplice ed elegante ricorrendo a una tecnologia inventata dall’ingegnere americano Ralph Miller negli anni ‘50.
Utilizzando un profilo speciale sull’albero a camme per le valvole di aspirazione, è possibile mantenerle aperte più a lungo del normale nella fase di compressione. In tal modo viene pompata meno aria fresca al motore, contribuendo a mantenere elevata la temperatura di esercizio a beneficio del sistema SCR. L’idea di sviluppare un motore basato sul ciclo Miller è anche un ottimo esempio della capacità di Scania di realizzare soluzioni semplici e a valore aggiunto per il cliente senza costi aggiuntivi.
“Dal punto di vista meccanico, è una soluzione relativamente semplice che permette di ottenere un effetto paragonabile alla riduzione di circa 1 litro della cilindrata effettiva del motore”, spiega Olsson. “Il ciclo Miller è efficace sia per il post-trattamento che per la riduzione del consumo di carburante. L’unico svantaggio è un aumento leggermente più lento della coppia dal regime minimo. Tuttavia, nella realtà, questa differenza è praticamente impercettibile e di conseguenza questo motore risulta ideale per i veicoli destinati al trasporto a lungo raggio da 30 o più tonnellate, per i quali il peso non rappresenta più un problema. In caso di combinazione pesante, strade collinose o velocità media elevata, il nuovo motore da 520 CV è allo stesso tempo un salvadanaio e una vera e propria fonte di energia.
