Utvecklingen av fria ventiler har pågått i 16 år och nu är man snubblande när en kommersiellt färdig produkt. Första kunden för FreeValve AB i Ängelholm är kinesiska Qoros, som ska använda de fria ventilerna i en 1,6-liters bensinturbo.
För att demonstrera hur nära tekniken är serieproduktion kördes en Qoros 3 in i mässhallarna till Guangzhou Motor Show, Kina. Qoros kallar de fria ventilerna för ”Qamfree engine”, alltså en motor utan kamaxlar – vilket är precis vad det handlar om.
Den 1,6-liters turbomotor som Qoros använder ger 230 hk och 320 Nm, samtidigt som den drar cirka 15 procent mindre bränsle än en motsvarande konventionell motor med kamaxlar. De fria ventilerna innebär en reducering av antalet komponenter till motorn, det behövs ingen wastegate, inget trottelhus, ingen drivning av kamaxlarna och heller ingen extra katalysator i avgasreningen.
Förbättringarna uppnås utan att använda direktinsprutning, istället använder man portinsprutning. Fördelarna med portinsprutning är att bränsleblandningen blir mera homogen och den ger inte de förhöjda utsläppen av partiklar som direktinsprutning ofta ger. Direktinsprutning har inneburit att till exempel Mercedes infört partikelfilter som standard även på sina nya bensinmotorer.
En av de stora fördelarna med Qoros Qamfree-motor är en mycket snabb uppvärmning vid kallstart, vilket är den enskilt viktigaste egenskapen för att få ner avgasutsläppen. När en bensinmotor nått arbetstemperatur ger den väldigt låga avgasutsläpp, men det är kallstartfasen som måste förbättras för att få ner de totala utsläppen.
Förutom att förbättrad toppeffekt och lägre bränsleförbrukning ger FreeValve-tekniken också en lägre kostnad, med färre komponenter. Ventilstyrningen är kompaktare, vilket innebär att motorn kan göras cirka 20 kilo lättare, 50 millimeter lägre och 70 millimeter kortare. Mindre yttermått innebär bättre utrymme för krockzon och större kupéutrymme.
FreeValve AB är ett systerbolag till Koenigsegg Automotive AB, och de ligger vägg-i-vägg i Ängelholm. Styrelseordförande i FreeValve är Christian von Koenigsegg: ”Det här är ett steg närmare serieproduktion av FreeValve-tekniken och även ett viktigt steg för att reducera CO2-utsläppen. Den utvecklingen kan förstärkas av ett allmänt införande av FreeValve-tekniken inom bilindustrin.”
Den körbara Qoros 3 med Qamfree engine som ställs ut Guangzhou Motor Show markerar början på en bred grupp av testbilar som ska testa tekniken med fria ventiler. Inom två eller tre år ska det finnas en Qoros-modell på marknaden med FreeValve-teknik.
Använd gärna bildlänkarna nedan för att hitta mer information om FreeValve AB, tekniken runt fria ventiler och de förklaringar som Christian von Koenigsegg kan berätta.
Intervju med Christian von Koenigsegg,
vd och grundare av Koenigsegg Automotive
Berätta om arbetet med de fria ventilerna.
CvK: Vi har hållit på i 16 år. Det har varit otroligt svårt att övertyga bilindustrin om att det är möjligt att skapa fria ventiler. Men vi visste att vi hade en fundamentalt bra idé, därför fortsatte vi. Nu har motståndet släppt, många är intresserade.
Att skapa fria ventiler är ju ingen ny idé?
CvK: Nej, Bosch och Valeo har till exempel satsat enorma summor för att lyckas. Valeo med elektromagneter som blev stora, varma och för dyra. Bosch hade en idé med enbart hydraulik men det blev dyrt, bullrigt och ineffektivt.
Men det var ett litet företag i Ängelholm som lyckades.
CvK: Precis. Vi har en lösning med vanliga material, normala toleranser, motorolja och tryckluft. Enkelt och funktionellt.
Varför lyckas ni som är så små?
CvK: Stora företag är inte drivna av innovation, de är fokuserade på massproduktion. Vi är små, men lättrörliga och snabba. Många av de bästa idéerna har kommit från en ensam individ.
Finns det nackdelar med de fria ventilerna?
CvK: Inledningsvis blir komponenterna lite dyrare än ventiler och kamaxlar. Men massproduktionen kommer att ändra på det. Och sedan kan vi reducera antalet delar till motorn, inget trottelhus, ingen wastegate och mindre behov av avgasrening. Det drar ner totalkostnaden.
Hur ser du på de kommersiella möjligheterna?
CvK: De är enorma! Även om elbilarna tar marknadsandelar produceras det många tiotals miljoner bilmotorer varje år. Det blir över en miljard ventiler och då förstår man att det är en mycket intressant marknad. Utökar du sedan med lastbilar, bussar, fritidsmotorer, flyg, och så vidare, då pratar vi två miljarder ventiler per år.
Finns det andra med liknande teknik?
CvK: Så vitt vi vet finns det inget annat företag som har en kommersiellt gångbar lösning.
Ser du några speciella utmaningar?
CvK: Det är alltid utmanande att bryta trender och ta ny teknik till massproduktion i en konservativ bransch. Bortsett från det är de tekniska utmaningarna inom FreeValve förvånansvärt små i dag. Men det är väl kanske inte så konstigt efter 16 års hårt arbete.
Både Koenigsegg Automotive och FreeValve växer snabbt.
CvK: Vi har gått från 65 till 110 anställda på ett år, ökat omsättningen med 30 procent i år. FreeValve är nio idag men jag skulle tro att de blir 15–20 om några år. Just i dagarna skrev vi kontrakt på att ta ett våningsplan till i den här byggnaden, där finns ytterligare 45 kontor. De behövs.
Hur har utbytet varit mellan Koenigsegg och FreeValve?
CvK: Vi har hjälpt till med finansiärer, entreprenörskap och marknadsföring. Själv har jag även varit inblandad i den tekniska utvecklingen till viss del. FreeValve och framför allt Anders Höglund har en otrolig kompetens när det gäller förbränningsteknik. Anders kan lukta sig till en bra förbränning, han har det i blodet och har varit ett mycket bra bollplank för våra motoridéer på Koenigsegg.
Hur kommer det sig att Koenigsegg inte använder fria ventiler på sin V8-motor?
CvK: För att det inte behövts ännu. Vi har uppnått de effektnivåer vi sökt med ”vanlig” teknik samt passerat alla emissionskrav i världen. I One:1 levererar vi 1 360 hk ur 5,0 liter, det är 272 hk/liter. Det finns ingen annan motor i världen som är lika kompakt och effekttät. Men det är klart att FreeValve ger oss ännu lägre emissioner, förbrukning, storlek och vikt, samt mer effekt och vridmoment – så varför inte…
Så det kan bli fria ventiler i framtiden?
CvK: Det kanske ser lite konstigt ut om vi tar fram tekniken men inte använder den själva, det håller jag med om. När vi väl bestämmer oss går det snabbt, jag tror att vi kan ha en sådan motor klar på ett år eller så. Så Qoros blir kanske inte först, haha!