Inżynierowie firmy Bosch opracowali system pozwalający zmniejszyć średnią emisję tlenków azotu (NOx) w normalnych warunkach drogowych. Nowa technika zachowuje korzystny wpływ na środowisko i zużycie paliwa. „Jest przyszłość dla diesli. Dzisiaj chcemy raz na zawsze zakończyć debatę na temat rychłego końca silników wysokoprężnych." Właśnie tymi słowami dr Volkmar Denner, prezes Bosch, ogłosił przełom w technologii diesli przemawiając na dorocznej konferencji prasowej. Nowe rozwiązania opracowane przez firmę Bosch mogłyby umożliwić producentom pojazdów zmniejszenie emisji tlenków azotu (NOx) tak drastycznie, że już dziś spełniałyby przyszłe ograniczenia. Także w testach RDE (Real Driving Emissions) rzeczywiste emisje z pojazdów wyposażonych w obecnie prezentowane rozwiązania techniczne Bosch są nie tylko znacznie niższe od obecnych limitów, ale także od tych, które mają wejść w życie od 2020 roku. Inżynierowie Bosch osiągnęli te wyniki przez udoskonalenie istniejących technologii. Nie ma potrzeby stosowania dodatkowych komponentów, które zwiększałyby koszty. „Bosch przesuwa granice technicznych możliwości. Wyposażone w najnowszą technologię Bosch pojazdy z silnikami wysokoprężnymi zostaną sklasyfikowane jako pojazdy o niskiej emisji, a jednocześnie pozostaną w przystępnej cenie" – powiedział Denner. Prezes Bosch wezwał w związku z tym do większej przejrzystości w odniesieniu do emisji CO2 powodowanej ruchem drogowym. W tym celu pomiary zużycia paliwa, a tym samym emisji CO2, powinny w przyszłości odbywać się w warunkach rzeczywistych na drodze.
Od 2017 roku europejskie prawodawstwo wymaga, aby nowe modele samochodów osobowych, badane zgodnie z połączonymi cyklami miejskim, pozamiejskim i autostradowym wg RDE, emitowały nie więcej niż 168 miligramów NOx na kilometr. Od 2020 roku limit ten zostanie obniżony do 120 miligramów. Ale nawet dzisiaj, diesle wyposażone w rozwiązania techniczne firmy Bosch mogą osiągać zaledwie 13 miligramów NOx w standardowych, zgodnych z prawem cyklach RDE. Jest to w przybliżeniu jedna dziesiąta zalecanego limitu, który będzie obowiązywał po roku 2020. Nawet podczas jazdy w szczególnie trudnych warunkach miejskich, gdzie parametry testowe znacznie przekraczają wymogi prawne, średnia emisja spalin w testowych samochodach Bosch wynosi zaledwie 40 miligramów na kilometr. Inżynierowie Bosch osiągnęli ten decydujący przełom w ciągu ostatnich kilku miesięcy. Uzyskanie tak niskich wartości było możliwe dzięki połączeniu zaawansowanej techniki wtrysku paliwa, nowo opracowanego układu dolotowego powietrza oraz inteligentnego zarządzania temperaturą. Emisje NOx mogą obecnie pozostać poniżej prawnie dozwolonego poziomu we wszystkich sytuacjach drogowych, niezależnie od tego, czy pojazd jedzie dynamicznie, czy wolno, na mrozie czy podczas gorącego lata, na autostradzie czy w zatłoczonym ruchu miejskim. „Diesel pozostanie opcją dla ruchu miejskiego, bez względu na to, czy kierowcy są handlowcami, czy dojeżdżają tylko do pracy" – powiedział Denner.
Firma Bosch przedstawiła dowód tego innowacyjnego rozwiązania podczas spotkania prasowego w Stuttgarcie. Dziesiątki dziennikarzy, zarówno z Niemiec, jak i zagranicy, miało możliwość jazdy testowymi pojazdami wyposażonymi w mobilne urządzenia pomiarowe w trudnym ruchu miejskim po Stuttgarcie. Ponieważ środki mające na celu redukcję emisji NOx nie mają znaczącego wpływu na zużycie paliwa, silnik diesla zachowuje swoją przewagę pod względem zużycia paliwa, emisji CO2, a przez to przyjazności dla klimatu.
Sztuczna inteligencja może jeszcze bardziej zwiększyć efektywność silników spalinowych
Nawet przy takim postępie technologicznym silnik wysokoprężny nie osiągnął jeszcze pełnego potencjału rozwojowego. Teraz Bosch zamierza wykorzystać sztuczną inteligencję, aby wykorzystać najnowsze osiągnięcia. Będzie to kolejny krok w kierunku ważnego celu: opracowanie silnika spalinowego, który nie ma praktycznie żadnego wpływu na otaczające powietrze – z wyjątkiem CO2. „Jesteśmy przekonani, że silnik wysokoprężny będzie nadal odgrywał ważną rolę jako opcja rozwoju przyszłej mobilności. Dopóki elektromobilność nie będzie powszechna na skalę masową, nadal będziemy potrzebować tych wysoce efektywnych silników spalinowych” – powiedział Denner. Ambitnym celem dla inżynierów Bosch jest opracowanie nowej generacji silników wysokoprężnych i benzynowych, które nie generują znaczących emisji cząstek stałych lub NOx. Nawet w Neckartor w Stuttgarcie, miejscu cieszącym się złą sławą pod względem stopnia zanieczyszczenia, przyszłe silniki spalinowe mają być odpowiedzialne za nie więcej niż jeden mikrogram NOx na metr sześcienny powietrza w atmosferze – co stanowiłoby równowartość jednej czterdziestej lub 2,5 procent dzisiejszego limitu 40 mikrogramów na metr sześcienny.
Bosch chce pójść dalej: przejrzystość i realistyczne testowanie zużycia i CO2
Denner wezwał również do ponownego skoncentrowania się na emisjach CO2, które są bezpośrednio związane ze zużyciem paliwa. Powiedział, że testy spalania nie powinny być już prowadzone w laboratorium, ale w rzeczywistych warunkach jazdy. W ten sposób powstałby system porównywalny z systemem służącym do pomiaru emisji. „Oznacza to większą przejrzystość dla użytkowników i bardziej ukierunkowane działania na rzecz ochrony klimatu" – powiedział Denner. Co więcej, każda ocena emisji CO2 powinna sięgać znacznie dalej niż zbiornik paliwa lub akumulator. „Potrzebujemy przejrzystej oceny całkowitej emisji CO2 generowanej przez ruch drogowy, w tym nie tylko emisji samych pojazdów, ale także emisji powodowanych przy produkcji paliwa lub energii elektrycznej" – powiedział Denner. Dodał, że taki całościowy obraz emisji CO2 pokaże kierowcom pojazdów elektrycznych bardziej realistyczny obraz wpływu tej formy mobilności na klimat. Jednocześnie wykorzystanie niekopalnych paliw może jeszcze bardziej poprawić bilans CO2 emitowanego z silników spalinowych.
Kodeks rozwoju produktów: etyka projektowania rozwiązań technicznych
Denner, który jest również odpowiedzialny za badania naukowe i zaawansowaną inżynierię, przedstawił szerokiej publiczności „kodeks rozwoju produktów Bosch”. Określa on zasady firmy dotyczące opracowywania produktów Bosch. Po pierwsze, jest surowo zabronione integrowanie funkcji automatycznie wykrywających cykle testowe. Po drugie, produkty firmy Bosch nie mogą być optymalizowane pod kątem testów. Po trzecie, produkty firmy Bosch w normalnym, codziennym użytkowaniu powinny chronić ludzkie życie, a także w jak największym stopniu chronić zasoby naturalne i środowisko. „Ponadto zasada legalności i nasze motto "Technologia bliżej nas" kierują naszymi działaniami. W razie wątpliwości wartości Bosch mają pierwszeństwo przed życzeniami klientów” – powiedział Denner. Od połowy 2017 roku Bosch nie angażuje się już w projekty dla klientów w Europie dotyczące silników benzynowych, które nie wymagają stosowania filtra cząstek stałych. Łącznie 70 000 pracowników, głównie z działu badań i rozwoju, przejdzie do końca 2018 roku szkolenie z nowych zasad. Będzie to największy program szkoleniowy w ponad 130-letniej historii firmy.
Pytania i odpowiedzi dotyczące nowych rozwiązań technicznych Bosch w zakresie diesli:
Co wyróżnia nową technikę stosowaną w silnikach wysokoprężnych?
Do chwili obecnej dwa czynniki utrudniają redukcję emisji NOx w pojazdach z silnikami o zapłonie samoczynnym. Pierwszym z nich jest styl jazdy kierowcy. Opracowane przez firmę Bosch rozwiązanie techniczne to wysoce responsywny system zarządzania przepływem powietrza dolotowego. Dynamiczny styl jazdy wymaga równie dynamicznej recyrkulacji spalin. Można to osiągnąć za pomocą turbosprężarki zoptymalizowanej pod kątem RDE, która reaguje szybciej niż konwencjonalna. Dzięki połączeniu układów recyrkulacji spalin o wysokim i niskim ciśnieniu, system zarządzania przepływem powietrza dolotowego staje się jeszcze bardziej elastyczny. Oznacza to, że kierowca może dynamicznie ruszać samochodem bez wzrostu emisji. Równie ważny jest wpływ temperatury. Aby zapewnić optymalną konwersję NOx, spaliny muszą mieć więcej niż 200 stopni Celsjusza. W jeździe miejskiej pojazdy często nie osiągają tej temperatury. Dlatego Bosch zdecydował się na wyrafinowany system zarządzania temperaturą silnika wysokoprężnego. Aktywnie reguluje on temperaturę spalin, zapewniając w ten sposób, że układ wydechowy pozostaje wystarczająco gorący, aby działać w stabilnym zakresie temperatur i żeby emisje pozostawały na niskim poziomie.
Kiedy rozwiązania te będą gotowe do produkcji seryjnej?
Nowy system diesla firmy Bosch jest oparty na komponentach już dostępnych na rynku. Jest on natychmiast dostępny dla klientów i może zostać uwzględniony w projektach produkcyjnych.
Dlaczego jazda miejska jest bardziej wymagająca niż jazda pozamiejska lub jazda po autostradzie?
Aby zapewnić optymalną przemianę NOx, spaliny muszą mieć temperaturę wyższą niż 200 stopni Celsjusza. Ta temperatura często nie jest osiągana w jeździe miejskiej, kiedy samochody utknęły w korku lub poruszają się w ruchu "stop-and-go". W rezultacie układ wydechowy ochładza się. Nowy system zarządzania temperaturą firmy Bosch rozwiązuje ten problem, aktywnie regulując temperaturę spalin.
Czy regulacja temperatury wymaga dodatkowej 48-woltowej grzałki zainstalowanej w układzie wydechowym lub dodatkowych elementów podobnego typu?
Nowy system diesla firmy Bosch jest oparty na komponentach już dostępnych na rynku i nie wymaga dodatkowej 48-woltowej instalacji elektrycznej.
Czy nowe rozwiązania techniczne Bosch sprawią, że silnik wysokoprężny będzie droższy?
Technika diesla firmy Bosch opiera się na komponentach już używanych w pojazdach produkowanych seryjnie. Decydujący postęp bazuje na nowej kombinacji istniejących rozwiązań. Nie wymaga żadnego dodatkowego sprzętu. Pojazdy z silnikami wysokoprężnymi będą niskoemisyjne i nie staną się przez to droższe.
Czy silnik diesla straci przewagę pod względem zużycia paliwa i przyjazności dla klimatu w wyniku zastosowania nowej techniki?
Nie. Cel naszych inżynierów był jasny: zredukować emisję NOx przy zachowaniu przewagi konkurencyjnej diesli pod względem emisji CO2. Diesel pozostanie zatem rozwiązaniem przyjaznym dla klimatu.
