Volvo Flywheel KERS – svänghjul ger 25 procent lägre förbrukning

För två år sedan skrev vi om hur Volvo tagit fram en ny svänghjulsmetod som sades kunna spara upp till 20 procent bränsle samtidigt som bilarnas prestanda ökade markant. Volvo presenterade tekniken ingående men det är först nu som de har testat den i större skala på allmän väg – och resultatet är bättre än väntat.

 Att använda sig av svänghjul är dock inget nytt. Volvo testade tekniken redan på 1980-talet, då i en 240. Men med dåvarande teknik och kunskap gick det inte att pussla ihop det hela till en fungerande lösning, bland annat eftersom man inte hade samma billiga tillgång till kolfiber som i dag. Därför var 1980-talets konstruktion utförd i stål, vilket var både tungt och otympligt med reducerad kapacitet som följd.

 På senare år har andra biltillverkare visat upp svänghjulshybrider, dock utan att det lett till serieproduktion för vanliga konsumenter – ännu. Exempel på sådana biltillverkare är Jaguar och Porsche.

 Volvos nya svänghjulsmetod, som de benämner Flywheel KERS (Kinetic Energy Recovery System, rörelseenergiåtervinningssystem på svenska), utgörs av en svänghjulskonstruktion som är monterad på bakaxeln, med andra ord den axel som förbränningsmotorn inte driver. Svänghjulet är som tidigare nämnt i kolfiber, mäter 20 centimeter i diameter och väger inte mer än sex kilo. Det opererar i vakuum för att undvika onödiga friktionsförluster.

 Vid inbromsning börjar svänghjulet att rotera av retardationskrafterna som uppstår – upp till 60000 varv per minut. Samtidigt stängs förbränningsmotorn av.

 När bilen ska accelerera överförs svänghjulets rotation, med hjälp av en specialkonstruerad transmission, till hjulen på bakaxeln. Accelerationen sker endast med hjälp av energin som svänghjulet alstrat, förbränningsmotorn är fortfarande avstängd. Energin kan även nyttjas när bilen nått marschfart.

 Mest effektiv är svänghjulsprincipen vid körning med mycket start och stopp, i exempelvis stadstrafik eller vid annan aktiv körning. Det är då bränslebesparingen blir som störst.

 Upp till 20 procent sänkt förbrukning sa Volvo för två år sedan. Efter test på allmän väg under 2012 visade sig besparingen bli ännu högre – upp till 25 procent.

 Men vinsten med svänghjulet stannar inte vid sänkt förbrukning. Det ger också extra kraft till bilen. 80 extra hästkrafter nämligen. Samtidigt byggs vridmomentet upp i snabbare takt än i konstruktioner utan svänghjul. Det resulterar i avsevärt förbättrade accelerationstider.

 Den S60 T5 Flywheel KERS med 254 hästkrafter (samma femcylindriga maskin på 2,5 liter som sitter i V40 T5) som Volvo har testat under många och långa mil får alltså ett tillskott på 80 hästkrafter, total effekt landar då på 334 hästkrafter. 0-100 km/h går därmed på raska 5,5 sekunder. Det kan jämföras med årsmodell 2014 av S60 T5 automat (240 hk) som tar 7,5 sekunder på sig och S60 T6 automat (304 hk) som gör samma acceleration på 5,9 sekunder. Det rör sig med andra ord om en förbättring med nästan två sekunder (T5-motorernas skillnad tagen i beaktning). Ungefär 27 procent snabbare, det är en hel del det.

 Gör vi motsvarande jämförelse sett ur ett miljöperspektiv ser det ut som följer:

 Volvo S60 T5 Flywheel KERS släpper enligt europeiska körcykeln NEDC ut 183 gram per kilometer i Eco mode och 203 gram i Performance mode. Motsvarande siffra för S60 T5 automat (240 hk) är 189 gram per kilometer och för S60 T6 automat (304 hk) 231 gram per kilometer. Inga stora differenser kan tyckas, men då ska man ta hänsyn till att effekten i S60 T5 Flywheel KERS är betydligt högre (254+80 hk) och prestandan avsevärt mycket bättre. Tänk dig i stället svänghjulstekniken i en liten och snål fyrcylindrig turbomaskin. Där kan förbrukningen och utsläppsnivåerna förmodligen komma ned i överlägsna nivåer.

 – Testerna har genomförts under 2012 med ett komplett experimentsystem för kinetisk energiåtervinning. Resultaten visar att tekniken i kombination med en fyrcylindrig turbomotor kan minska bränsleförbrukningen med upp till 25 procent jämfört med en sexcylindrig turbo med jämförbara prestanda. Bilen med den fyrcylindriga motorn accelererar som en sexcylindrig genom att föraren får 80 extra hästkrafter, säger Derek Crabb, Vice President Powertrain Engineering vid Volvo Car Group, och fortsätter:

 – Svänghjulets lagrade energi är tillräcklig för att driva bilen under kortare perioder. Detta har stor inverkan på bränsleförbrukningen. Våra beräkningar visar att förbränningsmotorn kan vara avstängd ungefär halva tiden när man kör enligt den officiella nya europeiska körcykeln.

 Som tidigare nämnt är Volvo inte ensamma om att testa metoden med svänghjul, men Volvo är den första biltillverkaren som applicerat tekniken på bakaxeln i en bil med förbränningsmotor som driver framhjulen.

 Volvo ser de genomförda testen som framgångsrika och är därmed redo för nästa steg som är att utvärdera hur tekniken kan implementeras i deras kommande bilmodeller. De preciserar dock inte när vi kunder kan ta del av svänghjulsdrivna Volvo-bilar i vår vardagliga körning. Inom några få år hoppas vi. Tekniken sägs också vara billig så någon hutlöst dyr miljövänlig lösning som är få förunnad lär det inte handla om när den väl når marknaden.

 I filmen nedan får du en bra inblick i hur svänghjulstekniken fungerar. I bildgalleriet under filmen kan du fördjupa dig i konstruktionen med hjälp av illustrationer och sprängskisser.

Volvo Flywheel KERS (svänghjulsteknik)

Gallerier