Какъв ще бъде двигателят с вътрешно горене в бъдеще
Презентация от д-р Ролф Леонхард, вицепрезидент по техническо инженерство, Robert Bosch GmbH (дизелови системи) в Boxberg.
Двигателят с вътрешно горене все още има голям потенциал
Като водещ световен автомобилен доставчик, Bosch предлага основни технологии за почти всички автомобилни производители. Нашата гама от продукти и услуги е изключително широка, от прости сензори до по-големи части, от цялостни инжекционни системи до цялостни концепции на двигателя. Това и нашите иновативни способности формират основата на нашия опит, който ни позволява да оценим възможностите за по-нататъшно развитие на задвижващите системи на превозните средства - проучване, което до голяма степен е независимо от индивидуалните стремежи на отделните производители на автомобили.
Въз основа на тези познания очакваме, че до няколко години среднопроизводственият лек автомобил от по-нисък среден клас ще може да измине сто километра, използвайки три литра гориво. Така че това ще бъде кола, която може да направи 33 мили на литър гориво, 78 мили на американски галон и 94 мили на английски галон. С тегло на автомобила от 1200 килограма, този автомобил няма да се счита за лек, но в същото време ще надхвърли целите на политиката за опазване на околната среда, като отделя 70 грама CO2 на километър. Bosch работи върху технически разработки, за да проправи пътя за това ново превозно средство.
Днес бензиновият двигател е най-често срещаният режим на задвижване в света. С тегло приблизително 1400 килограма, типичният европейски автомобил има среден двулитров, четирицилиндров двигател с непряко впръскване с мощност приблизително 100 киловата. Това превозно средство консумира 7,7 литра бензин на сто километра, като същевременно отделя 182 грама въглероден диоксид на километър. Ще се позова на този двигател по-късно, когато представя техническите предимства, които вече сме приложили на практика и които ще прилагаме в бъдеще.
С този среден двигател сега има значително по-ефективни от гледна точка на горивото концепции за двигателите: бензиновият двигател с директно впръскване, който е преминал през определени стъпки за намаляване на разхода, консумира 15 процента по-малко гориво. За разлика от тях, конвенционалният дизелов двигател с Common Rail използва 30 процента по-малко гориво, същото като бензиновия хибрид.
Тези стойности на разхода на гориво и емисиите, които сега са обичайни, в никакъв случай не са край на възможностите на двигателя с вътрешно горене и свързаните с тях концепции за задвижване. Разработчиците на Bosch вече работят по технологии, които могат допълнително да намалят разхода на гориво и емисиите на CO2.
Значително пазарно въздействие на по-ефективните бензинови двигатели
Нашите инженери очакват бензиновите двигатели да постигнат 25-30 процента намаление на разхода на гориво и емисиите на CO2, с малко по-малък потенциал за развитие от дизеловите двигатели. Въпреки това високият пазарен дял на бензиновите двигатели в световен мащаб означава, че тези развития несъмнено ще имат значително въздействие. Въпреки че цената на резервоар за гориво варира значително в целия свят, значително по-ниските емисии на CO2 и по-внимателното използване на изкопаеми горива са добро отражение на целите на автомобилната индустрия и нарастващата строга политика на емисии в повечето страни. Технологиите на Bosch за двигатели с вътрешно горене осигуряват важна основа за постигане на тези амбициозни цели за емисиите.
Почти две трети от продадените автомобили са произведени с бензинови двигатели с непряко впръскване по целия свят. Само директното впръскване и малкото намаляване на размера на двигателя може да намали разхода на гориво и успоредно с това емисиите на CO2 с поне 15 процента. Някои автомобилни производители вече следват тази концепция, особено за своите бензинови модели с обем, използвайки системата за директно впръскване на Bosch "DI-Motronic". В Европа тази система се използва например от Volkswagen и BMW-Mini в сътрудничество с Peugeot. В САЩ той използва системата DI-Motronic в "EcoBoost програмата" на Ford за шестцилиндрови двигатели. Среща се и в Азия при 0,66-литрови, трицилиндрови двигатели в моделите Suzuki K.
В нашия технически пакет за увеличаване на горивната ефективност на бензиновите двигатели ключовите фактори за намаляване на размера са директно впръскване и турбокомпресор. В първия ни технически пакет ние също въведохме променливо управление на всмукателните и изпускателните клапани на двигателя и допълнихме това управление на клапаните с функцията за промиване, постигната чрез отваряне на клапаните заедно. Изплакването позволява повече циркулиране на свеж въздух в цилиндрите, което значително увеличава въртящия момент при особено ниски скорости и осигурява желаното ниво на мощност дори при двигател с работен обем 1,4 литра.
Този технически пакет допълнително намалява разхода на гориво с нашата система старт-стоп, която спира двигателя, когато автомобилът е неподвижен. А нашата система за управление на топлината също увеличава ефективността на двигателя. Тези технологии спомагат за намаляване на разхода на гориво и емисиите на CO2 с 22 процента за бензиновите двигатели.
С втория ни технически пакет за бензинови двигатели искаме да постигнем приблизително 29% намаление на разхода на гориво до 2015 г. Това включва намаляване на размера на двигателя до 1,1 литра, без да се жертва мощността и въртящият момент. Мощността ще остане сравнима с нашия двулитров стандартен двигател от 100 киловата. За разлика от първия технически пакет, налягането на турбокомпресора се увеличава от 1,8 на 2,4 бара, което означава, че още повече въздух влиза в горивната камера на двигателя. Въпреки по-малката горивна камера, това позволява да се впръсква същото количество гориво и по този начин да се постигне същата производителност. Това обаче изисква по-сложно управление на клапаните, което може да се използва за промяна не само на времето на отваряне на клапаните, но и на дълбочината на отваряне на клапаните и по този начин на напречното сечение на входа.