Niemiecki koncern Bosch ogłosił, że opracował innowacyjny sposób ograniczenia emisji szkodliwych dla zdrowia tlenków azotu w spalinach silników Diesla – nawet 10-krotnie. Na rynek rozwiązanie ma trafić w ciągu 2-3 lat.
Nowa technika ma korzystać ze sztucznej inteligencji, która będzie sterować nowymi układami wtrysku i chłodzenia oraz dostarczania powietrza do silnika. W rezultacie wysokoprężny Golf w cyklu pomiarowym RDE (przeprowadzanym w rzeczywistych warunkach drogowych) ma średnio emitować zaledwie 13 mg NOx na 1 kilometr. Aktualna norma to 168 mg/km, a limit zaplanowany na rok 2020 – 120 mg/km. Oznacza to, że emisja będzie wynosić zaledwie 1/10 limitu.
(więcej informacji: nowy cykl pomiarowy zużycia paliwa)
Nowa technika oczyszczania spalin silników Diesla – co z osiągami i spalaniem?
Koncern zapowiada, że jest niemal gotowa do seryjnej produkcji, a jej zastosowanie nie podniesie cen silników i tylko w niewielkim stopniu będzie rzutować na osiągi auta oraz zużycie paliwa.
Byłby to przełom w obliczu coraz częstszych restrykcji wobec pojazdów z silnikami wysokoprężnymi. Ich sprzedaż coraz bardziej topnieje, a niemal wszyscy producenci samochodów zwiększają swoje aktywności na rzecz rozwoju elektromobilności.
Nowa technika oczyszczania spalin silników Diesla – kiedy wejdzie do produkcji?
Nim nowa technika trafi na rynek, minie jednak jeszcze 2-3 lata – zapowiada Bosch. Wiadomo już, że będzie zarezerwowana wyłącznie dla nowych pojazdów. Poniżej publikujemy odpowiedzi koncernu na podstawowe pytania, które jej dotyczą.
Nowa technika oczyszczania spalin silników Diesla – komentarze Boscha
Kiedy nowa technologia diesla będzie dostępna dla klientów?
Nowa, wysokoprężna jednostka firmy Bosch jest w dużej mierze oparta na komponentach dostępnych na rynku lub wkrótce wchodzących do produkcji seryjnej. Rozwiązania są w zasadzie od razu dostępne dla klientów do stosowaniach ich w realizowanych projektach produkcyjnych. Część rozwiązań znajduje się już w nowych pojazdach produkowanych seryjnie, gdzie osiągają doskonałe wyniki.
Według inżynierów firmy Bosch technologia zaprezentowana w testowanych pojazdach może stać się standardowym wyposażeniem w ciągu 2-3 lat: do tego czasu pojazdy z silnikiem wysokoprężnym będą stopniowo zbliżać się do emisji na poziomie 13 miligramów NOx w cyklu RDE. Bosch wspólnie z producentami samochodów aktywnie analizuje swoje 300 projektów spełniających wymogi RDE i będzie informował ich o nowych postępach.
Nazywacie to rewolucją, ale jednocześnie mówicie, że są tu montowane części pochodzące z obecnej produkcji seryjnej. Czy nie jest to sprzeczność?
Rozwiązania Bosch do silników Diesla opierają się na elementach już istniejących lub takich, które wkrótce będą w produkcji seryjnej. Decydujący postęp opiera się na inteligentnym połączeniu optymalizacji silnika i układu oczyszczania spalin (w tym celu konieczne było wprowadzenie wielu drobnych ulepszeń, które należało stopniowo uzgodnić i dopasować). Nie ma potrzeby stosowania dodatkowych komponentów, które zwiększałyby koszt jednostki napędowej.
Zasadniczo jednak koncepcja pojazdu musi być zgodna z normą Euro 6d w fazie przejściowej, a docelowo z Euro 6d, co przykładowo oznacza, że musi on być wyposażony w system SCR (selektywnej redukcji katalitycznej – odpowiada za zredukowanie zwiększonej emisji tlenków azotu NOx) oparty na wtrysku AdBlue. Dzięki temu pojazdy z silnikami wysokoprężnymi będą charakteryzowały się niskimi emisjami (spalin), zachowają swoją przewagę pod kątem emisji CO2 i nie będą droższe, nawet w klasie kompaktowej.
Skoro Bosch korzysta głównie z istniejącego osprzętu, dlaczego widzimy te rozwiązania dopiero teraz, a nie kilka lat temu?
Nowy rodzaj testów RDE przyspieszył postęp. Aby jednak takie testy mogły stać się rzeczywistością, potrzebna była nowa technika pomiarowa umożliwiająca rejestrację emisji w ruchu drogowym. Pierwszy niezawodny system przenośny pomiaru emisji (PEMS) dla samochodów osobowych jest dostępny dopiero od 2013 roku.
Od tego czasu uzyskaliśmy szczegółowy obraz tego, na czym musimy się skoncentrować w pracy inżynierskiej i które warunki jazdy są szczególnie wymagające. Testy drogowe posłużyły jako katalizator rozwoju.
Co oznaczają nowe rozwiązania dla jakości powietrza w miastach?
Aby to stwierdzić, Bosch poprosił niezależne biuro inżynieryjne o przeprowadzenie dokładnej analizy jakości powietrza w rejonie Neckartor, jednym z najbardziej zanieczyszczonych miejsc w Stuttgarcie. Wyniki analizy danych są jasne – gdyby wszystkie pojazdy z silnikiem wysokoprężnym były wyposażone w najnowszą technologię wydechu firmy Bosch, ich udział w lokalnych zanieczyszczeniach byłby znikomy i pozostawałby w granicach wyznaczonych przez UE, nawet w rejonie Neckartor.
Czy nowe rozwiązania Bosch dla diesli można zastosować jako wyposażenie dodatkowe do jeżdżących pojazdów?
Należy pamiętać, że sukces pojazdu demonstracyjnego firmy Bosch był możliwy tylko po połączeniu różnych funkcji w kompletny pakiet. Z tego względu nie ma sensu montowanie poza fabryką poszczególnych komponentów. Zasadniczo koncepcja pojazdu musi być zgodna z normą Euro 6d przejściową lub Euro 6d, co oznacza na przykład, że musi on posiadać system SCR z wykorzystaniem AdBlue.
Co wyróżnia nowe rozwiązania dla diesli?
Do chwili obecnej dwa czynniki utrudniają redukcję emisji NOx w pojazdach z silnikami o zapłonie samoczynnym. Pierwszym z nich jest styl jazdy. Opracowane przez Boscha rozwiązanie to szybko reagujący system dolotowy powietrza do silnika. Dynamiczny styl jazdy wymaga równie dynamicznej recyrkulacji spalin. Można to osiągnąć m.in. za pomocą turbosprężarki, która reaguje szybciej niż turbosprężarka konwencjonalna. Dzięki połączeniu układów recyrkulacji spalin o wysokim i niskim ciśnieniu system zarządzania przepływem powietrza staje się jeszcze bardziej elastyczny. Oznacza to, że kierowcy mogą szybko ruszać bez zwiększenia emisji.
Równie ważny jest wpływ temperatury. Aby zapewnić optymalną konwersję NOx, spaliny muszą mieć temperaturę wyższą niż 200 stopni Celsjusza. W ruchu miejskim taka temperatura często nie jest osiągana. Dlatego Bosch zdecydował się na wyrafinowany system zarządzania temperaturą w silniku wysokoprężnym. Teraz aktywnie reguluje temperaturę gazów wylotowych, tak aby układ wydechowy pozostawał wystarczająco gorący i pracował w stabilnym zakresie temperatur, w którym emisje pozostają na niskim poziomie.
Czy rozwiązania nie pojawiają się zbyt późno, aby zapobiec zakazom jazdy?
Utrzymywanie zanieczyszczeń powietrza na dopuszczalnym poziomie w „zapalnych miejscach” takich jak Neckartor wymaga ogromnej ilości środków – obejmujących zarówno bezpośrednie zmniejszenie poziomu emisji, jak również stabilizację natężenia ruchu. Wszystkie dostępne środki muszą zostać wykorzystane, aby uniknąć zakazów jazdy.
Jeśli chodzi o diesle, to już samo odnowienie floty spowoduje dalszy spadek emisji NOx. Jesteśmy przekonani, że dzięki przełomowi, jakiego dokonujemy, w przyszłości nikt nie będzie w stanie wprowadzić całkowitego zakazu wjazdu diesli do miast. Będą one użytkowane zarówno przez kierowców normalnie poruszających się w ruchu miejskim, jak i przez handlowców oraz osoby codziennie dojeżdżające do pracy z dalszych odległości.
Czy ta skomplikowana technika będzie dostępna również w pojazdach kompaktowych?
Bosch zakłada, że koszt jednostki napędowej zaopatrzonej w nową technikę będzie w przybliżeniu porównywalny z nowoczesnym silnikiem Diesla wyposażonym w system SCR z AdBlue. Co istotne, nowy silnik Diesla miał swoją premierę w kompaktowym pojeździe. Zdaniem firmy Bosch przyszłość diesli będzie należała do pojazdów wyposażonych w silniki o pojemności skokowej około 1,6 litra. System może oczywiście być „przeskalowany” dla większych pojazdów, takich jak SUV-y.
Jak zmienia się zużycie czynnika AdBlue?
W pojeździe testowym zużycie AdBlue wynosi około 1,5 litra na 1000 kilometrów. Nawet przy dynamicznej jeździe (obecnie to jakieś 1-1,3 l/1000 km – przyp. red.).
Jak zmienia się zużycie paliwa?
Celem naszej pracy inżynierskiej jest zachowanie przewagi diesla pod kątem emisji CO2, a tym samym niższego zużycia paliwa w porównaniu z jednostką benzynową. Udało nam się to. Pojazd testowy Bosch nie zużywa więcej oleju napędowego niż porównywalny pojazd z konwencjonalnym dieslem.
