Potencjał silników benzynowych i Diesla

Ocena użytkowników: / 0
SłabyŚwietny 

Czyste Technologie

czwartek, 22 września 2011 05:31

Wpisany przez Administrator

0 Komentarze

Ambitne cele w zakresie redukcji emisji CO2 stanowią wyzwanie dla producentów samochodów i dostawców części. Także specjaliści firmy Bosch opracowują kolejne rozwiązania umożliwiające dalszą redukcję zużycia paliwa i emisji CO2. Koncepcje hybrydowe, downsizing, energooszczędne agregaty w układzie napędowym, sterowanie spalaniem przy pomocy czujników ciśnienia w komorze spalania - to najistotniejsze klucze do oszczędzania paliwa i zwiększenia efektywności energetycznej.

– Silnik spalinowy, który wciąż odgrywa znaczącą rolę w mobilności indywidualnej, także w przyszłości będzie musiał w zdecydowany sposób przyczyniać się do ochrony klimatu oraz rezerw paliw kopalnych – powiedział dr Marcus Heyn, prezes zarządu działu branżowego Systemy Diesla w firmie Bosch. Jeżeli światowy rynek nowych pojazdów zwiększy się z obecnych 71 milionów do 103 milionów pojazdów w roku 2020, ok. 100 milionów z nich będzie wyposażonych w silnik spalinowy – takie prognozy przedstawiają badacze rynku firmy Bosch oraz eksperci niezależni. Technika motoryzacyjna będzie odgrywać szczególną rolę w obniżaniu zużycia paliwa oraz redukcji emisji dwutlenku węgla w silnikach benzynowych i wysokoprężnych. Wysoce efektywna pod tym względem elektromobilność będzie do roku 2020 odgrywać w realizacji tych celów niewielką rolę ze względu na swój niski udział w rynku.

Obecnie w wielu krajach na świecie funkcjonują docelowe lub ustawowe wartości emisji CO2. W 2009 roku, w Europie przeciętny samochód osobowy emitował 146 gramów dwutlenku węgla na jeden kilometr. Komisja Europejska wyznaczyła krajom członkowskim cel, jakim jest obniżenie do roku 2015 emisji do 130 gramów, do 2020 roku emisja ma zmaleć do 95 gramów. Celem Komisji UE na rok 2025 jest wartość emisji nieprzekraczająca 70 gramów CO2 na jeden kilometr w przypadku przeciętnego, nowego samochodu – można to porównać do średniego zużycia paliwa wynoszącego ok. 3 litrów benzyny lub 2,6 litra oleju napędowego na 100 kilometrów.

– Cele te wydają się bardzo ambitne, ale są do osiągnięcia – stwierdził Heyn. Ważny wkład w obniżenie poziomu emisji CO2 stanowią pakiety technologiczne poprawiające efektywność energetyczną układu napędowego, jakie Bosch już dziś ma w swoim portfolio: koncepcje hybrydowe pozwalające łączyć silniki spalinowe z silnikiem elektrycznym, koncepcja downsizingu dla oszczędnych silników benzynowych i Diesla oraz energooszczędne agregaty dodatkowe w układzie napędowym. W sumie dzięki pakietom tym możliwe jest osiągnięcie ok. 30-procentowej oszczędności paliwa i takiej samej redukcji emisji CO2 – zarówno w przypadku silnika benzynowego, jak i Diesla. Dodatkowe działania po stronie producentów samochodów mają na celu obniżenie zużycia paliwa i emisji CO2 o połowę w porównaniu z aktualnie stosowanymi rozwiązaniami. Niektóre z obecnie produkowanych, wyjątkowo oszczędnych samochodów, już dziś zbliżają się do celów emisyjnych, których realizację przewiduje się na rok 2020.

Downsizing – klucz do oszczędzania paliwa
Jeśli chodzi o konstrukcję silnika, najbardziej skuteczną metodą jest downsizing. Mniejsza pojemność skokowa i zredukowana liczba cylindrów obniża straty spowodowane tarciem i oznacza mniejszą masę ruchomą. Tego rodzaju silnik wykazuje również mniejsze straty cieplne. Zadaniem konstruktorów jest utrzymanie lub zwiększenie mocy silnika.

Moc silnika może zostać zachowana pomimo zredukowanej liczby cylindrów i mniejszej pojemności skokowej, jeśli w cyklu spalania zostanie doprowadzone więcej powietrza, niż silnik jest w stanie sam zassać. Jest to możliwe dzięki turbodoładowaniu, które zapewnia silnikowi odpowiednią ilość powietrza potrzebną do czystego spalania. Z końcem 2011 roku spółka joint venture Bosch Mahle Turbo Systems uruchomi produkcję nowoczesnych układów turbodoładowania, które będą dostosowane do nowych koncepcji silników benzynowych i Diesla w samochodach osobowych i użytkowych. Bosch przewiduje, że w roku 2015 spółka będzie produkować ponad dwa miliony turbosprężarek zoptymalizowanych pod kątem wydajności.

Warunkiem downsizingu w przypadku silników benzynowych jest układ bezpośredniego wtrysku paliwa. Bezpośredni wtrysk paliwa pozwala inżynierom schłodzić komorę spalania, uzyskując jednocześnie dobre przepłukanie cylindrów bez strat paliwa przy wymianie ładunku. Efektem takiego rozwiązania są imponujące wartości momentu obrotowego nawet w niskim zakresie obrotów, co wcześniej było osiągalne tylko w silnikach Diesla.