Dove nascono i motori

Visitiamo lo stabilimento Volvo a Skövde, Svezia, dove nascono tutti i motori, e incontriamo gli ingegneri protagonisti della tecnologia Euro 6.

Fornace nello stabilimento Volvo Trucks.

Le materie prime vengono immesse nella G1, una delle due fonderie presenti nello stabilimento Volvo Trucks.

Fredrik Karlén abbassa la visiera del casco e fa calare la siviera nella fornace aperta. Il metallo fuso raggiunge una temperatura di 1.500° C e il personale deve rispettare severe misure di sicurezza. Questa è la G1, una delle due fonderie presenti nello stabilimento Volvo dedicato ai motori di Skövde, Svezia. Nella G1, le materie prime (scarti di forgiatura e fusione provenienti dallo stabilimento) vengono immesse continuamente nella parte superiore del forno di fusione. Per ottenere i valori corretti nel ferro fuso, vengono aggiunte leghe diverse, ad esempio carbonio e silicio.  

Come un fiume giallo dorato, il ferro scorre nelle siviere che vengono quindi portate a destinazione nella fonderia, ovvero nei forni di fusione per testate e blocco cilindri. È proprio qui, nella debole luce della fonderia, tra fumo e scintille, che nascono i motori dei camion. 

Metallo fuso.

Il metallo fuso che viene utilizzato per la creazione delle testate e dei blocchi cilindri dei motori ha una temperatura di 1500° C. Per garantire la migliore qualità possibile, il procedimento è sottoposto a un rigido controllo.

 

Ogni quattro minuti nuove materie prime vengono immesse nel forno di fusione e, su nella sala di controllo, il fonditore Fredrik Karlén tiene d'occhio la procedura. 

“Per realizzare un buon motore, i valori devono essere assolutamente perfetti. Nella fonderia, si riesce a farsi strada. I membri più anziani dello staff insegnano ai più giovani. Si inizia consegnando il ferro, quindi si passa a occuparsi della fornace e poi si può finire quassù, nella sala di controllo”, spiega Fredrik Karlén, che è entrato in Volvo Trucks nel 1994 nel reparto assemblaggio ed è passato alla fonderia della G1 nel 2009.

Fredrik Karlén, fonditore

In fabbrica, la maestria di fonditori come Fredrik Karlén è molto rispettata.

La prima fonderia di Skövde aprì nel 1868, la G1 divenne operativa nel 1951 e, ad agosto 2009, sono iniziate le operazioni di fusione nella G2, di gran lunga più moderna. È un lavoro impegnativo, ma la percentuale di ricambio del personale è ridotta. Qui si respira maestria e rispetto verso il metallo. 

“Per quanto riguarda noi, il nuovo motore Euro 6 non comporta molti cambiamenti. Le caratteristiche relative ai valori del ferro saranno diverse, ma tutto il resto sarà uguale al solito”, spiega Fredrik Karlén. 

Il 31 dicembre 2013 sono entrati in vigore i più severi requisiti europei relativi alle emissioni per i veicoli pesanti, che hanno segnato un significativo inasprimento delle normative. Rispetto a Euro 5, le emissioni di ossido d'azoto (NOX) sono state ridotte dell'80%, mentre le emissioni di particolati del 50%. Per la prima volta nella storia, il rispetto dei limiti delle emissioni è obbligatorio, indipendentemente dalle condizioni atmosferiche e dalla situazione del traffico.

Per realizzare un buon motore, i valori devono essere assolutamente perfetti. Nella fonderia, si riesce a farsi strada. I membri più anziani dello staff insegnano ai più giovani.

Fredrik Karlén, fonderia di Volvo Trucks a Skövde, Svezia.

Per Volvo Trucks, una delle sfide più grandi è stata riuscire a rispettare standard tanto rigorosi senza compromettere altre caratteristiche importanti quali facilità di guida, efficienza, consumi e durata del camion. 

“If a truck is stationary at the workshop because the emission technology is not up to scratch, the customer loses money. Ecco perché affidabilità e sostenibilità sono state voci di fondamentale importanza nel lavoro svolto da Volvo sul motore Euro 6”, spiega Mikael Karlsson, Chief Project Manager per l'intero progetto Euro 6 presso Volvo Group Trucks Technology (GTT).

Motore Euro 6.

Nella fabbrica, le postazioni di assemblaggio sono state riprogettate per rispettare i requisiti di produzione per lo standard Euro 6.

Nella sua attività di sviluppo, Volvo Trucks ha potuto mettere a frutto l'esperienza acquisita negli USA, dove già nel 2010 sono stati introdotti standard sulle emissioni corrispondenti a Euro 6. Tra le altre caratteristiche, negli Stati Uniti i camion presentano un sistema combinato di post-trattamento dei gas di scarico (EATS, Exhaust After Treatment System), un filtro antiparticolato per motori diesel (Diesel Particulate Filter, DPF) e un convertitore catalitico, in grado di ridurre gli ossidi d'azoto (SCR). Questa tecnologia, insieme al motore Volvo Trucks Euro 5 già esistente, forma la base del nuovo motore Euro 6.

“La sola differenza tra la soluzione proposta negli USA e quella scelta per Euro 6 è che, nel nuovo motore, racchiudiamo i componenti in un solo silenziatore”, spiega Lars-Olof Andersson, Project Leader Combustion presso Volvo Group Trucks Technology (GTT). 

Un'altra sfida consisteva nel rispetto del requisito secondo il quale i valori delle emissioni non devono mai essere superati, indipendentemente dalle condizioni atmosferiche e dalla situazione del traffico. La temperatura dei gas di scarico di solito varia se il camion è scarico o trasporta un carico pesante, procede nel lento traffico urbano o su un'autostrada aperta. Tuttavia, per garantire stabilità ai livelli di emissioni di ossido d'azoto e particolati, la temperatura delle emissioni stesse non deve mai scendere sotto i 200° C. Se la temperatura è troppo bassa, può essere alzata tramite il sistema di ricircolo dei gas di scarico (EGR, Exhaust Gas Recirculation). Ciò significa che i gas di scarico caldi vengono mescolati con l'aria di combustione e re-immessi nel motore. Nuovamente scaldati, i gas di scarico vengono quindi spinti nel sistema di post-trattamento, dove viene raggiunta la temperatura ottimale.

Se un camion resta fermo in officina perché la tecnologia relativa alle emissioni non è conforme, il cliente perde denaro. Ecco perché affidabilità e sostenibilità sono state voci di fondamentale importanza nel lavoro svolto da Volvo sul motore Euro 6.

Mikael Karlsson, Chief Project Manager, Volvo Group Trucks Technology.

Euro 6 richiede anche l'introduzione di una specifica relativa a un sistema interno che consenta di controllare tutti gli impianti e le funzioni del camion. È richiesto anche un controllo esterno delle emissioni. Ogni anno, i produttori dei camion devono testare un certo numero di mezzi, appartenenti a ogni gamma di modelli, tramite un misuratore di emissioni collegato al tubo di scarico. 

“Il controllo esterno viene condotto su un tratto di strada specifico e in condizioni di traffico reale. I camion vengono guidati in diverse situazioni di circolazione, altrimenti note come cicli di guida, nelle quali dev'essere inclusa la guida urbana, extraurbana e su terreni con forti dislivelli”, spiega Nitin Patel, Director Combustion Systems presso GTT.

Henrik Andersson, addetto all'assemblaggio.

Henrik Andersson, un addetto all'assemblaggio presso lo stabilimento di Skövde, si è interessato alla progettazione delle nuove postazioni.

Lo standard Euro 6 non ha rappresentato solo una sfida tecnica, ma ha richiesto anche l'introduzione di nuove soluzioni di assemblaggio nello stabilimento dei motori di Skövde. È stato necessario costruire nuovi macchinari e includere postazioni aggiuntive nella procedura di assemblaggio. 

Le parti del motore arrivano nella luminosa e ampia sala di assemblaggio, non prima però di essere state lavorate dai robot. Nel reparto di assemblaggio regna la calma. Si sente il ronzio di alcuni macchinari e la musica a basso volume di una radio. È qui che vengono prodotti i motori destinati a veicoli venduti in tutto il mondo. La metà sarà costituita da motori Euro 6, realizzati principalmente per il mercato europeo, mentre le destinazioni dei motori Euro 5 ancora in produzione sono al di fuori del Vecchio Continente.  

“Unitamente all'introduzione dello standard Euro 6, abbiamo una gamma di articoli molto più vasta, le postazioni di lavoro sono state convertite e abbiamo introdotto un nuovo modo di gestire i materiali”, spiega Henrik Andersson, un addetto all'assemblaggio che si è interessato alla progettazione delle nuove postazioni. 

L'introduzione della produzione per i motori Euro 6 è avvenuta gradualmente ed è sempre stata posta la massima attenzione alla sicurezza del processo e alla risoluzione delle difficoltà emerse lungo il cammino. 

Quando il motore arriva all'ultima postazione, viene sottoposto a una prova a freddo e quindi inviato alla fase di verniciatura, dopo la quale i motori finiti vengono allineati nel magazzino in attesa del trasporto verso gli stabilimenti Volvo di Tuve e Ghent. 

Fa freddo qui fuori, forse anche un po' troppo: siamo molto lontani dal mondo di scintille e calore in cui Fredrik Karlén toglie la siviera da un'altra colata. Il forno di fusione è sempre in funzione e produce 30 tonnellate di ferro l'ora, per un totale di 72.000 motori all'anno. Nella fonderia G1, i forni di fusione non si raffreddano mai.

Motori trasportati da un carrello elevatore.

Nello stabilimento dei motori diesel, ogni anno vengono realizzate 72.000 unità. Una volta completati, i motori vengono trasportati agli stabilimenti di Volvo Trucks a Tuve, in Svezia, e Gand, in Belgio.

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