Párban az elektromos hajtással: a benzines és dízel-technológia jövője

A megoldásra váró feladat természetesen a károsanyag-kibocsátás mértéke, melyet a szabályozás tízéves távlatban az Európai Unió területén, az Egyesült Államokban és Kínában is látványosan korlátozni fog. Például az EU országaiban 2021-től egy átlagos új autó által kilométerenként kibocsátott szén-dioxid maximumát 95 grammban határozzák meg, ami a jelenlegi benzines és dízelmotorok átlagos fejlettségi szintjét figyelembe véve, szinte teljesíthetetlenül alacsony értéknek látszik.

A Bosch azonban hatalmas energiákkal, a legnagyobb autógyártókkal közösen dolgozik a probléma megoldásán, és máris szép eredményeket mutatott be.

A belső égésű motorok fenntarthatóságának megvalósítására irányuló cél a Bosch szakembereinek véleménye szerint több úton egyszerre járva érhető el biztosan. Elsősorban nem mindegy, hogy mekkora tömegű és méretű autóról van szó: a fejlesztők dolga értelemszerűen könnyebb az alsó-középkategóriában, az ennél nagyobbak és a SUV-ok (—> sport utility vehicles —> sportcélú haszonjárművek) esetében nagyobb a kihívás. Ez utóbbiaknál a közelgő normaszigorítások elkerülhetetlenné teszik az elektromos kiegészítő hajtások széles körű alkalmazását, amelyek a nagy tömegű járművek gyorsításakor, városi araszolása közben és nagy sebességű haladásakor jutnak főszerephez, amikor a jellemzően magas károsanyag-kibocsátással járó közlekedési helyzetekben lehetővé teszik, hogy a belső égésű motor működésére vagy ne legyen szükség (városi forgalomban) vagy a károsanyag-kibocsátás és az energia-felhasználás szempontjából optimális fordulatszámon és terhelésen üzemeljen (gyorsításkor, nagy sebességű haladásnál).

A felsőkategóriás autók és a SUV-ok fejlesztése tehát mindenképpen a hibrid hajtási rendszerek felé halad. Alsó-középkategóriában az aerodinamikai fejlesztések és a gördülési ellenállás csökkentése, tehát a gumigyártók innovációja mellett elegendő lehet a benzines és dízelmotorok további technológiai evolúciója.

A közvetlen benzinbefecskendezéses motoroknál ezzel szemben a részecske-kibocsátás csökkentése áll a középpontban. Ennek megoldására példa a nagy pontosságú lézerrel vágott furatokkal készülő, közvetlen benzinbefecskendezés, amely a lézer által vágott élekkel kimagaslóan hatékony égésű üzemanyag–levegő-keveréket képez az égéstérben. Emellett a benzines rendszerek befecskendezési nyomásának 200-ról 350 bar-ra emelésével a részecskék kibocsátása jócskán tovább csökkenthető – különösen a magas terhelési tartományok környékén és dinamikus motorműködés mellett.

A továbbfejlesztett, közvetlen benzinbefecskendezést először a bécsi motor-szimpóziumon mutatta be a Bosch, és már ma is létezik néhány sorozatban gyártott jármű, ami a jelenleg kötelező károsanyag-kibocsátási fordulatszámon és terhelési tartományon kívül, erős gyorsításkor vagy nagy sebességgel haladva is rendkívül alacsony kibocsátási értékekre képes. A Bosch szerint a benzines technológiában elérkezett a következő evolúciós szint; itt az ideje elterjeszteni és gazdaságos technológiákat fejleszteni, amelyek bármilyen vezetési helyzetben teljesítik a közeli jövő mérési kritériumait is.

A dízelmotorok esetében a Bosch jó esélyt lát arra, hogy a kipufogórendszerek további fejlesztése – ezen belül is többek között a kipufogógáz-utókezelés –, és a szennyező anyagot eltároló katalizátorok széles körű alkalmazása a nitrogén-oxid-kibocsátás akár 80 százalékos csökkentését eredményezheti. Ezt erősíti az elektromos kiegészítő meghajtások bevetése, amely a töltés célzott felhasználásával, főleg gyorsításkor és nagy terhelésnél csökkenti a nem kívánt nitrogén-oxid-kibocsátást, azaz már a belsőégés folyamatainál tovább korlátozza a dízelmotorok környezetszennyezését. Az SCR (=szelektív katalitikus redukció) -katalizátorral ellátott járműveknél szintén növeli a hatásfokot az elektromosítás: ezeknél a kipufogógáz-kezelési eljárásoknál látványosan csökken az AdBlue (=32,5% karbamidot tartalmazó, nagy tisztaságú folyadék) -felhasználás, így ritkábban szükséges az AdBlue-tartályt utántölteni. A kipufogógáz-kezeléssel tehát 80, az elektromos kiegészítő hajtás alkalmazásával optimalizált működésű dízelmotorok égési folyamatainál további 20 százalékkal csökkenthető a nitrogén-oxid kibocsátás.

Mindezt összevetve a Bosch szerint a benzinmotorok esetében, az alsóközép-kategóriában85, adízelmotoroknál akár70 grammalá is szorítható a kilométerenkénti kritikus károsanyag-kibocsátási érték, ezért is állítják a szakemberek, hogy a hatékony mobilitás alapja továbbra is a belső égésű motor marad, és a világszerte gyártott új járművek nagy részét tíz év múlva is fosszilis üzemanyag fogja hajtani.

A Bosch számára az egyik legnagyobb előrelépés, hogy az aktuális károsanyag-kibocsátási szabályozásokkal ellentétben a fejlesztők egyre inkább a járművek valódi kibocsátására koncentrálnak. 

Az Európai Unió tárgyalásokat folytat a valós kibocsátás (Real Driving Emissions) teszt 2017-i bevezetéséről. Ez a mérési módszer a dízeljárművek nitrogén-oxid- és a szén-monoxid-kibocsátását reális vezetési helyzetekben méri, így a járműipar környezetvédelmi és fenntarthatósági fejlesztései a világméretű ökológiai kihívások tényleges megoldását szolgálja.

A Bosch szakemberei szerint hatalmas lehetőség rejlik az elektromosítás, az automatizálás és a hálózatba kapcsolás párosításában, mert az ilyen integrált rendszerek képesek a járművek és az őket meghajtó motorok maximálisan környezetkímélő üzemmódjának szavatolására.