Silnik pokazowy redukcji gabarytów MAHLE

Efektywność silników spalinowych będzie kluczowa dla zużycia paliwa i związanych z tym emisji CO2 w transporcie również w kolejnym stuleciu. Jednym z instrumentów kluczowych dla zwiększania efektywności energetycznej są bardziej kompaktowe silniki, znane jako koncepcje redukcji gabarytów, w których innowacje techniczne rekompensują mniejszą wyporność i liczbę cylindrów.

Dzięki zmniejszeniu gabarytów można osiągnąć znaczące zmniejszenie wyników w zakresie zużycia paliwa, w szczególności w standardowych punktach operacyjnych istotnych dla cyklu. Jednakże podczas rzeczywistej pracy mogą się pojawić przypadki braku efektywności. Dlatego właśnie firma MAHLE przeprowadziła wyliczenie faktycznego zużycia paliwa przez pojazd z wykorzystaniem swojego własnego silnika o zmniejszonych gabarytach, opracowanego przez firmę dla różnych typów dróg i stylów prowadzenia. Wyniki wskazują na to, że technologie mogą w jeszcze większym stopniu zredukować zużycie paliwa, zarówno w cyklu standardowym, jak i podczas rzeczywistej pracy.

Zmniejszanie gabarytów stało się szeroko rozpowszechnionym trendem zwłaszcza w Europie, w szczególności w przypadku silników benzynowych. Odgrywa również znaczącą rolę w innych szybko rozwijających się regionach. Technologia ta jest kluczowa dla spełnienia wymogów limitów CO2, które są mierzone za pomocą standardowych cykli. Jest to możliwe dzięki przesunięciu punktów obciążenia w zakresach niskiego jednostkowego zużycia paliwa, tj. w stronę wysokich obciążeń.

Jednakże zwiększona jednostkowa moc wyjściowa i średnie wartości ciśnienia mogą również wiązać się z problemami: oprócz większego naprężenia oddziałującego na elementy, dłuższe drogi z pełnym obciążeniem i ciężka praca w stanie przejściowym mają mniejszy pozytywny wpływ na faktyczne zużycie paliwa.

Aby części mogły znieść obciążenie termiczne, należy zwiększyć wtrysk paliwa, częściowo na potrzeby chłodzenia. Podczas pracy w stanie przejściowym dostępny jest mniejszy podstawowy moment obrotowy silnika wolnossącego z powodu zredukowanej pojemności skokowej silnika. Musi to zostać wzięte pod uwagę w specyficznym zastosowaniu w celu zwiększenia przyspieszenia turbosprężarki napędzanej spalinami. Prowadzi to również do zwiększonego zużycia paliwa.

Zależnie od typu pojazdu (np. jego ciężaru), typu silnika oraz stylu prowadzenia, pojawić się mogą bardzo duże rozbieżności - częściowo - pomiędzy średnim i faktycznym zużyciem u klienta końcowego podczas rzeczywistej pracy. W związku z tym MAHLE bada technologie uzupełniające w celu dalszej znaczącej redukcji faktycznego zużycia w silnikach o ekstremalnie zmniejszonych gabarytach.

Pojazd z silnikiem pokazowym redukcji gabarytów MAHLE jest wyposażony w trzycylindrowy silnik benzynowy, zaprojektowany i wyprodukowany przez firmę. Dane techniczne silnika i pojazdu znajdują się w tabeli poniżej.

Dane techniczne silnika i pojazdu pokazowego redukcji gabarytów MAHLE

Silnik pokazowy redukcji gabarytów MAHLE
Typ silnikaRzędowy, trzycylindrowy silnik benzynowy, turbodoładowany, z bezpośrednim wtryskiem, cztery zawory na cylinder
Pojemność skokowa [l] 1,2
Stosunek średnicy cylindra do skoku [mm] 83,0/73,9
Stopień sprężania 9,3:1
Moc wyjściowa [kW] 120 pomiędzy 5000 i 6000 obr./min.
Maks. moment obrotowy [Nm] 286 pomiędzy 1600 i 3500 obr./min.
Turbosprężarka napędzana spalinami Jednoetapowa turbosprężarka napędzana spalinami, Bosch Mahle Turbo Systems (BMTS)
Ciężar [kg] 125 (w stanie suchym)
Pojazd pokazowy redukcji gabarytów MAHLE
Ciężar [kg] 1575
Zużycie paliwa, NEDC [l/100 km] 5.8
CO2 NEDC [g/km] 135
Przyspieszenie 0–100 km/godz. [s] 8,7
Przyspieszenie 80–120 km/godz. [s] 8,9 (5. bieg)
Maksymalna prędkość [km/godz.] 213
Poziom emisji Euro 5 (przygotowany do wymogów Euro 6)

W rezultacie, analiza związana z typem drogi i stylem prowadzenia zapewnia istotne wnioski i potwierdza, że styl prowadzenia ma bardzo znaczący wpływ na zużycie paliwa. Częściowe poważne odstępstwa od średnich wartości zużycia paliwa mogą zostać zredukowane dzięki technologiom optymalizacji zużycia. Rozważane dane pozwolą MAHLE realizować cel stałego rozwoju elementów i systemów zapewniającego dalszą redukcję zużycia paliwa - zarówno w cyklach standardowych, jak i podczas faktycznej jazdy.

Technologie obecnie badane i rozwijane przez MAHLE w celu dalszego zredukowania zużycia paliwa w nowoczesnych silnikach spalinowych obejmują na przykład recyrkulację ochłodzonych spalin, nakierowane zarządzanie termiczne, redukcję strat związanych z tarciem, elektryfikację agregatów pomocniczych oraz optymalizację turbodoładowania. Uzyskane nowe produkty pomogą producentom samochodów spełnić przyszłe cele w zakresie redukcji emisji CO2.

Pojazd pokazowy redukcji gabarytów w imponujący sposób zademonstrował w rzeczywistych warunkach jazdy, że najnowsze silniki spalinowe posiadają duży potencjał ograniczania zużycia paliwa. W celu pełnego wykorzystania tego potencjału, konieczny jest odpowiedni styl jazdy w połączeniu z różnymi innowacyjnymi produktami i technologiami MAHLE.