Skomentuj 
Podziel się!
Udostępnij
Twittnij
Wyślij
Drukuj
Ambitne cele w zakresie redukcji emisji CO2 stanowią wyzwanie dla producentów samochodów i dostawców części. Także specjaliści Boscha opracowują kolejne rozwiązania umożliwiające dalszą redukcję zużycia paliwa i emisji. 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.
Obecnie w wielu krajach na świecie funkcjonują docelowe lub ustawowe wartości emisji CO2. W 2009 r., w Europie przeciętny samochód osobowy emitował 146 g dwutlenku węgla na kilometr. Komisja Europejska wyznaczyła krajom członkowskim cel, jakim jest obniżenie do roku 2015 emisji do 130 g, do 2020 r. emisja ma zmaleć do 95 g. Celem Komisji UE na rok 2025 jest wartość emisji nieprzekraczająca 70 g CO2/km w przypadku przeciętnego, nowego samochodu - można to porównać do średniego zużycia paliwa wynoszącego ok. 3 l benzyny lub 2,6 l oleju napędowego na 100 km.
- 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 ma w swoim portfolio: koncepcje hybrydowe pozwalające łączyć silniki spalinowe z elektrycznymi, 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% 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.
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 br. spółka joint venture Bosch Mahle Turbo Systems uruchomi produkcję układów turbodoładowania, które będą dostosowane do nowych koncepcji silników benzynowych i Diesla w samochodach osobowych i użytkowych. Bosch przewiduje, że w 2015 r. 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.
Także w przypadku silników Diesla możliwości downsizingu nie zostały jeszcze wyczerpane: wraz ze wzrostem ciśnienia doładowania w turbosprężarkach nasi konstruktorzy muszą także zwiększać ciśnienie wtrysku w układzie Common Rail. Wyższe ciśnienie wtrysku niesie ze sobą wiele korzyści. Przy takim samym czasie trwania wtrysku może zostać podane więcej paliwa, co pozwala osiągnąć większą efektywność - moc silnika Diesla rośnie. Alternatywnie konstruktorzy mają możliwość zmniejszenia średnicy otworów dyszy we wtryskiwaczach, zachowując moc silnika. W połączeniu z wieloma wtryskami wstępnymi i dodatkowymi pozwala to zoptymalizować skład mieszanki w komorze spalania, oszczędza paliwo i daje w efekcie czystsze gazy wylotowe, zwłaszcza jeśli chodzi o emisję tlenków azotu.
Konstruktorzy firmy Bosch wykorzystują wszystkie dostępne możliwości techniczne silników benzynowych i Diesla, uzupełniając je o agregaty dodatkowe o podwyższonej efektywności, np. alternator czy wentylator chłodnicy. Jednak jeszcze większe możliwości ograniczenia emisji CO2 można uzyskać poprzez bardziej precyzyjne sterowanie - urządzenia są napędzane lub wykorzystywane tylko wtedy, gdy rzeczywiście zachodzi taka potrzeba. Elektrycznie sterowane pompy wodne, elektryczne układy wspomagania kierownicy czy alternator, który ładuje akumulator głównie podczas hamowania silnikiem, poprawiają całkowitą efektywność pojazdu. Wyjątkową skutecznością odznacza się np. system Start-Stop firmy Bosch. Wyłącza on silnik na czerwonym świetle i włącza, gdy kierowca chce ruszyć po zmianie światła na zielone. W Nowym Europejskim Cyklu Jazdy pozwala to osiągnąć oszczędność ok. 5 proc. paliwa, a w przypadku jazdy po mieście nawet 8%.
Poza dostępnymi pakietami technologicznymi obniżającymi zużycie paliwa i emisję CO2, konstruktorzy Boscha szukają sposobów na dodatkowe oszczędności - zarówno dla silników benzynowych, jak i Diesla. Jako przykłady można podać m.in.: sterowanie spalaniem przy pomocy czujników ciśnienia w komorze spalania albo płynne sterowanie zaworami w silnikach Diesla, podobnie jak w silnikach benzynowych. Również przekładnia stwarza możliwości poprawy efektywności układu jezdnego, podobnie jak odzysk energii z ciepła spalin czy obniżenie mocy układu chłodzenia.
W zależności od uwarunkowań regionalnych rynki różnie podchodzą do technicznego zaangażowania w redukcję emisji CO2. W Brazylii np. ważną rolę odgrywa technologia Flex-Fuel. Duże obszary kraju są przeznaczone pod uprawę trzciny cukrowej, którą przetwarza się na etanol, będący alternatywą dla paliw otrzymywanych z ropy naftowej. Paliwo to jest wytwarzane z surowców odnawialnych, co zauważalnie odciąża bilans CO2. W USA rejestruje się coraz więcej pojazdów z technologią Flex-Fuel, które mogą być zasilane benzyną z różnymi domieszkami etanolu. Efekt ten wykorzystują także inne kraje i regiony, mieszając ze sobą paliwa pochodzenia roślinnego i kopalnego - przy czym domieszki mogą wynosić od 5 do 20% - zarówno w benzynie, jak i oleju napędowym. W przyszłości istotną rolę odgrywać będą także paliwa syntetyczne wytwarzane z odpadów organicznych.
Gdyby kierowca porównał średnie zużycie paliwa przeciętnego samochodu z 2010 r. i samochodu wyprodukowanego w 2020 r., przez 3 lata zyskałby od 1 000 do 1 500 euro oszczędności w kosztach paliwa, obliczonych na podstawie średnich przebiegów rocznych w Europie i dzisiejszych cen paliw.
Prawdopodobnie więc, podczas eksploatacji zaoszczędziłby więcej, niż wyniesie narzut za dodatkową technologię stosowaną w oszczędnych autach produkowanych w roku 2020. W przeliczeniu na standardowy czas eksploatacji pojazdu, który wynosi ok. 12 lat, oszczędność kosztów paliwa wyniesie od 4 000 do 6 000 euro, a redukcja emisji CO2 od 6 do 11 ton.
KOMENTARZE (0)
Do artykułu: Rozwiązania dla redukcji emisji CO2