Bosch: Automobilu se vznětovým motorem je 75 let

, 6 marca 2011, 0:00

Ještě za 20 let budou vznětové motory i nadále jedním z nejdůležitějších typů pohonů osobních automobilů. Bosch, jeden z předních světových poskytovatelů systémů pro vznětové motory, založil své prognózy na obrovském potenciálu rozvoje vznětových motorů.

Spotřeba paliva a emise se v budoucnu ještě sníží. Vývojáři z Bosch Diesel Systems předpovídají, že do roku 2015 dosáhne spotřeba paliva kompaktních tříd osobních vozidel pouhých 3,6 litrů na 100 kilometrů.

Neustále zlepšování vznětových motorů motorových vozidel má ve 125leté historii společnosti Bosch dlouhou tradici. Společnost Bosch uvedla před 75 lety na trh jako první na světě technologii vstřikování pro vznětový motor v osobním automobilu. Sám zakladatel společnosti Robert Bosch zadal vývoj vstřikovacího čerpadla vznětového motoru v roce 1922 – nejprve pro použití v nákladním autě. V roce 1924 byla v Německu zahájena první sériová výroba nákladního automobilu se vznětovým motorem a v roce 1927 byla spuštěna výroba vstřikovací technologie pro vznětové motory. A tak společnost Bosch položila základ triumfálního úspěchu vznětových motorů na silnicích – úspěch, který pokračuje dodnes.

1936 až 2011: 75 let inovací v oblasti vznětových motorů v osobních automobilech
V roce 1930 plánoval Daimler-Benz rozšířit použití vznětových motorů se vstřikováním od společnosti Bosch do osobních vozů. První sériově vyráběný osobní vůz na světě se vznětovým motorem Mercedes-Benz 260 D oslavil svou premiéru na automobilové výstavě v Berlíně v roce 1936. Na stejný výkon potřeboval o třetinu méně paliva než zážehový model. Prodeje byly zpočátku zklamáním, protože auto se vznětovým motorem nebylo z hlediska výkonu a stability rovnocenným partnerem automobilu se zážehovým typem. Nicméně důležitý krok byl udělán a vznětové motory v poválečných letech nabyly pro osobní automobily většího významu. Do roku 1950 vyrobil Bosch jeden milion čerpadel pro vznětové motory osobních a nákladních automobilů. Díky své rentabilitě rostla popularita osobních automobilů se vznětovými motory, a to zejména jako vozidla taxi, které musela odolávat tvrdým jízdním podmínkám. V té době se už Bosch zaměřoval na získávání kompetencí v systémech a na dodávky komponentů, které byly předně odladěny pro vstřikovací čerpadla – jako jsou podávací palivová čerpadla, palivové filtry, vstřikovací trysky a žhavicí svíčky.

Již v roce 1960 představil Bosch první rotační vstřikovací čerpadlo. Bylo lehčí a kompaktnější než stávající řadová čerpadla a dláždilo cestu vznětovým motorům v osobních automobilech. Konstruktéři podávacího čerpadla ve společnosti Bosch včasně rozpoznali trend, ze kterého se v polovině 70. let 20. století stal skutečný boom vznětových motorů. Za tímto rozmachem se skrývalo vozidlo VW Golf Diesel. V roce 1975 se stal prvním motorovým vozidlem v kompaktní třídě se vznětovým motorem, který měl vysoké otáčky, a přesto byl zároveň hospodárný díky distribučnímu podávacímu čerpadlu od Bosch. S turbodmychadlem a s ostřejším vzhledem se stal Golf „GTD“ kultem jako první sportovní osobní automobil se vznětovým motorem. Všichni přední výrobci v Evropě následovali příkladu modelů „Golf-třídy“ se vznětovými motory.Základem tohoto úspěchu byla rotační vstřikovací čerpadla od Bosch, která byla použita v mnoha masových modelech.

V polovině 80. let minulého století začala elektronická éra vznětových modelů. V roce 1986 uvedla společnost Bosch na trh první elektronické řídící systémy pro svoje rotační a řadová vstřikovací čerpadla. V roce 1987 se mnichovské BMW stalo jedním z prvních výrobců aut, kteří používali elektronicky řízená čerpadla. „Radost z jízdy“ bylo nyní možné zažít s prvním přeplňovaným vznětový motorem od BMW, šestiválec 524 TD – světově nejrychlejší sériově vyráběné osobního vozidlo se vznětovým motorem své doby. V roce 1989 naprosto změnilo vznětový motor první axiální pístové čerpadlo pro přímé vstřikování nafty. Poprvé bylo představeno v Audi 100 TDI (Turbodiesel Direct Injection). Tato nová technologie od Bosch umožnila přímé vstřiknutí nafty do válce pod tlakem téměř 1000 bar, což vedlo k efektivnímu spalování. A z toho plynul mnohem lepší výkon a hladkost chodu spolu s nízkou spotřebou paliva a nízkými emisemi. Přímé vstřikování se mělo stát normou ve vznětových motorech u osobních a nákladních vozidel o několik let později. V druhé polovině 90. let minulého století zaznamenaly vznětové motory další vzestup díky vývoji dalších třech různých produktů k vysokotlakovému vstřikování: rotační vstřikovací čerpadlo s radiálními písty (1996), systém Common Rail (1997) a čerpadlo-tryska (1998), které byly použity například pro “třílitrový“ Volkswagen Lupo (pozn. spotřeba 3litry paliva).

Common Rail: vstřikovací technologie 21. století
Ze všech dostupných alternativ v druhé polovině 90. let minulého století se technologie vstřikování Common Rail nakonec prosadila jako přednostní řešení. Společnost Bosch vyrobila milion systémů Common Rail jen rok po zahájení výroby a třech milionů dosáhla v roce 2000. Systém představily v roce 1997 jako první vozy Mercedes-Benz 220 CDI a Alfa Romeo 156 JTD. U všech válců se systémem Common Rail bylo vstřikování prováděno pod stálým vysokým vstřikovacím tlakem až 1350 barů. Systém Common Rail umožňoval vůbec poprvé mnohonásobné vstřikování. V roce 2003 představil Bosch třetí generaci systému s piezoelektrickými vstřikovači in-line. V porovnání s jeho předchůdci tento systém dále snižuje u vznětového motoru spotřebu paliva a emise výfukových plynů a současně snižuje provozní hluk. V roce 2005 udělil německý spolkový prezident odborníkům ze společnosti Bosch za tento výrobek „Německá cena budoucnosti“ (German Future Prize“. Do dnešního dne bylo vybaveno systémem Common Rail od společnosti Bosch přes 66 milionů motorů.

Vznětový motor – každá vteřina se počítá
Všichni přední evropští výrobci automobilů zachytili vlnu vznětových motorů v polovině 70. let 20. století a začali nabízet tyto pohonné jednotky v sériově vyrobených vozidlech. Různé prototypy vznětových motorů byly navrženy tak, aby demonstrovaly každodenní praktičnost vznětového motoru. Opel v roce 1972 se svým testovacím vozem Opel GT poháněným vznětovým motorem překonal 20 mezinárodních a dva absolutní světové automobilové rekordy ve všech kategoriích. A společnost Mercedes, průkopnice vznětového motoru, způsobila v roce 1978 celosvětové šílenství se svým prototypem C111-III. Mercedes vytvořil se svým nápadným prototypem C111-III v italském Nardo devět světových rekordů, když dosáhl nejvyšší rychlosti 338 km/h a průměrné rychlosti 325 km/h. Tento úspěch byl založen na třílitrovém pětiválcovém motoru v tehdy novém voze Mercedes-Benz 300 D. Téměř o 30 let později se stává díky systému Common Rail od Bosch vznětový motor preferovanou variantou pro závodní vozy Audi a Peugeot v Le Mans. Spolehlivost a odolnost jsou jen dvě cenné vlastnosti, které pomohly společnostem Audi a Bosch zajistit si čtyřikrát celkové vítězství v této tradiční soutěži. Rozhodující výhodou vznětových motorů je jejich mnohem nižší spotřeba paliva. V nejvíce vyčerpávajícím dálkovém závodě na světě tak řidiči stráví více času u volantu a méně zastávkami na doplnění paliva a to zase umožňuje lepší časy na kole vůči rivalům se zážehovými motory.

Vznětový motor – vtrhnutí na světové trhy
Technologie Common Rail od Bosch zase pro jednou postrčila rozmach vznětových motorů na počátku nového tisíciletí. Zatímco v roce 1997 jen 22 procent všech prodaných osobních automobilů v západní Evropě jezdilo se vznětovým motorem, bylo to v roce 2006 už přes 50 procent. Technologie Common Rail stále nabízí vysoký technický potenciál: i ty nejpřísnější emisní limity v americkém státě Kalifornii lze splnit díky systému Common Rail. Během několika posledních let několik evropských, amerických a asijských výrobců zahájilo ve Spojených státech rozsáhlou kampaň za vznětové motory. Automobilky Audi a BMW se v USA zařadily k Mercedes-Benz a zvyšují preferenci vznětových motorů. Bosch očekává, že podíl vznětových motorů v roce 2015 vzroste ve Spojených státech ze současných 5 procent na přibližně 10 procent. „Čistý vznětový motor“ může dokonce rychleji získat prefenci na rozvíjejících se trzích v Asii, protože emisní limity těchto zemí lze splnit pouze pomocí vysokotlakého přímého vstřikování. Dnes společnost Bosch prodá více než jeden milion systémů Common Rail v Indii a Číně dohromady.

Lepší účinnost pro hospodárné a k životnímu prostředí šetrné vznětové motory
Během posledních let je cílem snižovat spotřebu paliva spolu s přechodem z emisních pravidel Euro 5 na Euro 6. Což znamená, že NOx emise musejí být snížené více než o polovinu. Za tímto účelem inženýři z Bosch zvyšují míru recirkulace výfukových plynů, plnící tlak vzduchu pro spalování a vstřikovací tlaky na větší část charakteristiky motoru, čímž se sníží hladiny oxidu dusnatého ve spalovacím procesu. Inženýři z Bosch se také snaží zlepšit výkon vznětového motoru následnou úpravou spalin: Vzali Denoxtronic pro SCR (Selective Catalytic Reduction – selektivní katalytická redukce) na snížení emisí NOx, který byl již vyzkoušen a otestován v komerčním segmentů vozidel a upravili jej pro požadavky osobního vozidla. Vozy se vznětovými motory jsou vybaveny touto technologií ve Spojených státech od roku 2009, aby vyhověly přísným emisním limitům. Takováto vozidla se vznětovým motorem jsou nyní v prodeji také v Evropě jako modely splňující Euro 6. Pro splnění ještě přísnějších emisních limitů a další snížení spotřeby paliva a emisí CO2 Bosch v současné době vyvíjí vstřikovací systémy, které mohou vyvinout více než 2000 barů – což odpovídá zatížení dvou tun na jeden čtvereční centimetr. V případě piezoelektrických vstřikovačů, které na jeden pracovní zdvih používají až osm vstřiků, trvá teď aplikace méně než milisekundu a vstřikování probíhá za více než dvojnásobek rychlosti zvuku.

Budoucnost je ve vznětovém motoru
Technologie vznětových motorů Bosch připraví v příštích několika letech cestu pro ještě účinnější uplatnění pohonu v osobních vozech. Když uvážíme všechen jednotlivý technický vývoj v rámci motoru s vnitřním spalováním, vzniknou nové koncepce motorů a vstoupí na trh v roce 2015. Díky extrémnímu zmenšování budou mít vznětové motory v budoucnosti jen tři válce a objeme 1,1 litru. A přesto nabídnou dynamické, uhlazené jízdní vlastnosti s výkonem zhruba 100 kilowattů. Budou vybaveny mnoha dalšími produkty, z nichž všechny budou společně zvyšovat účinnosti hnacího ústrojí:
– Systém Start-stop pro automatické nastartování a vypnutí motoru, když vozidlo zastaví. Například na semaforech nebo v dopravních zácpách
– Řízení teploty: dostat motor rychle na optimální provozní teplotu a udržovat ji
– Vysoce výkonný alternátor, který využívá brzdné energie jako jeden ze zdrojů k nabíjení baterie

Osobní vozidla budoucnosti se vznětovými motory poběží efektivněji díky technologii Bosch. Natolik, že tato vozidla budou v roce 2015 spotřebovávat jen 3,6 litrů na 100 km. To je asi o 30 procent méně paliva než standardní model auta se vznětovým motorem v roce 2009. S hybridizací se spotřeba paliva vznětových motorů sníží až o takových 40 procent. Inženýři společnosti Bosch již pracují na systémech pro koncepty budoucích motorů, které jsou navrhovány podle zadání výrobců automobilů a budou proto nadále podporovat zdokonalování motorů s vnitřním spalováním.

Milníky: 75 let vznětového motoru v osobních automobilech:

1921
První zkušební provoz vstřikovacího systému vznětových motorů s maznicemi od Bosch
1922
Oficiální zahájení vývoje vstřikování paliva pro vznětové motory
1923
První prototypy vstřikovacích čerpadel vznětových motorů
1927
Sériová výroba vstřikovacích čerpadel a trysek pro užitková vozidla
1930
Desetitisícové vstřikovací čerpadlo pro vznětový motor
1931
Regulátor pro vstřikovací čerpadla
1934
Pneumatický regulátor vstřikovacího čerpadla
1934
Stotisícové vstřikovací čerpadlo pro vznětový motor
1936
Začátek vstřikování vznětových motorů u osobních automobilů
1950
Milionté vstřikovací čerpadlo pro vznětový motor
1960
První rotační vstřikovací čerpadlo VM
1975
Rotační vstřikovací čerpadlo VE
1986
Electronic Diesel Control (EDC) – elektronicky řízené vstřikování paliva pro rotační vstřikovací čerpadla
1987
EDC pro řadová čerpadla
1989
Rotační vstřikovací čerpadlo s axiálními písty VP 37 pro přímé vstřikování u osobních automobilů
1996
Rotační vstřikovací čerpadlo s radiálními písty VP44
1997
Začátek sériové výroby CP1, vysokotlakého čerpadla v závodě v Bari, Itálie
Začátek produkce vstřikovače CRI1 v Bambergu, Německo
Vstřikovací tlak až 1350 bar
1998
Vstřikovací jednotka PLD (UI) pro osobní automobily
1998
Bosch a Fiat oceněn za převratnou technickou inovaci cenou „Paul Pietsch-Prize“ za vstřikovací systém Common Rail
1999
Vyroben miliontý systém Common Rail
2001
Druhá generace systému Common Rail pro osobní automobily
Vstřikovací tlak až 1600 bar
2001
Výroba komponentů pro systém Common Rail v Charlestonu, USA
2002
Vyroben desetimiliontý systém Common Rail systém
2003
Systém Common Rail pro osobní automobily, třetí generace s piezoelektrickými vstřikovači, vstřikovací tlak až 1800 bar
2005
„German Future Prize“ za vývoj piezoelektrických vstřikovačů pro vstřikovací systémy pro vznětové motory
2005
Začátek výroby komponentů pro systém Common Rail v Nashik, Indie
2006
Vznětové motory mají přes 50 procent podílu na trhu v západní Evropě
2006
Audi R10 TDI se vznětovým motorem a technologií vstřikování od Bosch vyhrává závod Le Mans. Další vítězství v Le Mans v roce 2007, 2008 a 2010
2007
Bosch vyrábí jako první na světě vstřikovací systém s 2000 bary
2008
Výrobek snižující obsah dusíku ve výfukových plynech, Bosch Denoxtronic, získává ekologickou cenu „Öko-Globe“ v kategorii „Dodavatel inovace“
2008
Společnosti PSA Peugeot Citroën a Robert Bosch GmbH uzavírají strategickou dohodu o partnerství ve vývoji hybridní technologie pro vznětové motory
2009
Společnost Bosch vyrobila 50.000.000 vstřikovacích systémů Common Rail
2009
První vozidla EURO 6 na trhu používají Clean Diesel (pět let před tím, než bude Euro 6 povinné)
2011
Do sériové výroby přichází hybrid se vznětovým motorem vybavený komponenty od Bosch v PSA Peugeot Citroën

Historie ve fotografiích.

Více na Bosch.cz

Komentáre

Ešte nikto nekomentoval tento článok. Buďte prvý!