Технологический прорыв: решение проблемы сокращения выбросов азота для дизельных двигателей

• Беспрецедентное снижение: сокращение выбросов оксидов азота в 10 раз по сравнению с законодательно установленным значением на 2020 год
• Новая технология Bosch сохраняет преимущества дизеля в отношении расхода топлива и воздействия на окружающую среду
• Фолькмар Деннер: «У дизеля определенно есть будущее. Вскоре будет решена проблема выбросов дизельных двигателей»
• Двигатели внутреннего сгорания, оснащенные технологиями искусственного интеллекта, практически не будут влиять на качество воздуха
• Призыв к политикам: потребление топлива и уровень выхлопов необходимо оценивать на дорогах 

Штутгарт и Реннинген, Германия: «У дизеля определенно есть будущее. Сегодня мы бы хотели раз и навсегда поставить точку в дискуссии о закате дизельной технологии». Именно этими словами председатель Правления Группы Bosch доктор Фолькмар Деннер объявил о решительном прорыве в области дизельных технологий, выступая на годовой пресс-конференции компании. Новые разработки Bosch помогут автопроизводителям снизить выбросы оксидов азота (NOx) до уровня, который не будет превышать официальные ограничения. Даже при оценке работы двигателей в реальных условиях движения (RDE, real driving emissions) уровень выбросов у автомобилей, оснащенных новейшими технологиями Bosch для дизельных двигателей, не только существенно ниже действующих сегодня ограничений, но и заметно ниже тех ограничений, которые вступят в силу с 2020 года. Инженеры Bosch добились этих результатов, постоянно работая над улучшением уже существующих технологий. При этом новая технология не требует установки дополнительных автокомпонентов, которые могли бы привести к удорожанию двигателя. «Bosch расширяет границы возможного и открывает новые горизонты, – говорит Деннер. – Дизельные автомобили, оснащенные новейшими технологиями Bosch, будут классифицированы как автомобили с низким уровнем выбросов и при этом будут оставаться доступными по цене». Председатель Правления Bosch также призвал к обеспечению большей прозрачности в отношении выбросов углекислого газа от дорожного движения и ратовал за то, чтобы в будущем потребление топлива и, соответственно, выбросы углекислого газа измерялись в реальных условиях эксплуатации на дорогах.

Рекордно низкие показатели в реальных условиях вождения: 13 мг оксидов азота на километр

С 2017 года в европейском законодательстве предусмотрено требование, согласно которому объем выбросов оксидов азота у новых моделей пассажирских автомобилей, которые проходят испытания по методологии RDE, предусматривающей городской, загородный и шоссейный циклы езды, не должен превышать 168 миллиграммов оксидов азота на километр пройденного пути. С 2020 года это ограничение будет снижено до 120 миллиграммов. Но уже сегодня объем выбросов оксидов азота у автомобилей, оборудованных новейшей дизельной технологией Bosch, составляет всего 13 миллиграммов в стандартных испытаниях с циклами, предусмотренными в методологии RDE. Таким образом, уровень выбросов составляет примерно одну десятую долю от того ограничения, которое вступит в силу после 2020 года. Даже при движении в особенно сложных городских условиях, где тестовые параметры выходят далеко за пределы регуляторных требований, средние выбросы испытательных моделей автомобилей с технологиями Bosch были на уровне всего лишь 40 миллиграммов на километр. Инженеры Bosch добились этого убедительного прорыва за последние несколько месяцев. Чтобы добиться столь низких показателей потребовалось объединить современную технологию впрыска топлива, новейшую систему управления потоками воздуха (air management system) и интеллектуальную систему управления температурой сгорания (intelligent temperature management). Уровень выбросов оксидов азота теперь остается ниже законодательно разрешенного значения при любых сценариях движения вне зависимости от стиля вождения: при динамичной или медленной езде, в морозили жарким летом, на шоссе или в условиях городских пробок. «Дизель по-прежнему будет оставаться на улицах городов, не важно, идет ли речь о коммерческом транспорте или о личных автомобилях», – говорит Деннер.

Bosch продемонстрировал опытный образец этого инновационного достижения на своем главном пресс-мероприятии в Штутгарте. Десятки журналистов из Германии и других стран получили возможность провести тест-драйв экспериментальных моделей, оснащенных мобильным измерительным оборудованием, в том числе в условиях плотного городского трафика, а также в особенно сложных условиях. Поскольку предпринимаемые меры для снижения выбросов оксидов азота не оказывают сколь-нибудь заметное влияние на расход топлива, дизель по-прежнему сохраняет свое конкурентное преимущество с точки зрения топливной экономичности, выбросов углекислого газа и, соответственно, оказываемого влияния на климат.

Искусственный интеллект способен значительно повысить характеристики двигателей внутреннего сгорания

Даже с учетом этих технологических достижений потенциал дизельных двигателей пока еще реализован не полностью. Bosch намерен внедрять технологии искусственного интеллекта, чтобы с их помощью использовать все возможности дизеля. Таким образом, это станет еще одним шагом к достижению масштабной цели – разработке двигателя внутреннего сгорания, работа которого, помимо выбросов углекислого газа, практически не будет влиять на качество воздуха. «Мы твердо убеждены, что дизельные двигатели будут играть важную роль в мобильности будущего. До тех пор пока электромобили не вышли на массовый рынок, нам по-прежнему нужны эти высокоэффективные двигатели внутреннего сгорания», – говорит Деннер. Он поставил перед инженерами Bosch весьма амбициозную цель: разработать новое поколение дизельных и бензиновых двигателей, работа которых не будет сопровождаться сколь-нибудь значимыми выбросами оксидов азота. Он хочет, чтобы будущие двигатели внутреннего сгорания даже в штутгартском районе Некартор (Neckartor), известном своим высоким уровнем загрязнений, вырабатывали не более одного микрограмма оксидов азота на кубический метр окружающего воздуха, что эквивалентно 1/40 части или 2,5% от сегодняшнего ограничения в 40 микрограммов на кубический метр.

Bosch намерен продвинуться дальше: прозрачность и замеры расхода топлива и выбросов углекислого газа в реальных условиях эксплуатации

Кроме того, Деннер также призвал общественность вновь обратить внимание на оценку выбросов углекислого газа и непосредственно связанного с ними показателя расхода топлива. В частности, он сказал, что замеры расхода топлива должны проводиться не просто в лаборатории, а в условиях реального движения. Это позволит создать систему, сравнимую с той, которая используется для замера выбросов. «Это означает более высокую прозрачность для потребителя и позволит более плотно сосредоточиться на решении проблемы климатических изменений», – говорит Деннер. Более того, любая оценка выбросов углекислого газа должна быть намного более обширной и не должна ограничиваться «выжиганием» лишь одного бака топлива или одной подзарядки батареи: «Нам необходимо прозрачная оценка выбросов углекислого газа от транспорта на дорогах в целом, в том числе не только выбросов самих автомобилей, но также выбросов, обусловленных производством топлива или электроэнергии, на которых работает этот транспорт», – сказал Деннер. Он добавил, что более полная информация о выбросах углекислого газа обеспечит водителям электромобилей более реалистичную картину того, какое влияние этот вид транспорта оказывает на климат. В то же время, использование неорганических видов топлива способно улучшить углеродный след двигателей внутреннего сгорания.

Кодекс разработки продукции: этичное проектирование

Деннер, который в числе прочего отвечает в Группе Bosch за исследования и передовые разработки, представил общественности новый кодекс разработки продукции Bosch. Во-первых, кодекс строго запрещает использование функций, которые бы автоматически определяли циклы испытаний. Во-вторых, решения Bosch не должны быть оптимизированы для работы в ситуациях, предусмотренных тестовыми испытаниями. В-третьих, обычное, каждодневное использование продуктов Bosch должно помогать спасать человеческие жизни, а также сохранять ресурсы и защищать окружающую среду в максимально возможной степени. «Кроме того, в своих действиях мы руководствуемся принципом законности и нашим кредо, выраженным в слогане «Разработано для жизни». В случае возникновения сомнений, приоритет отдается ценностям Bosch, а не пожеланиям заказчиков», – говорит Деннер. Например, с середины 2017 года Bosch не участвует в проектах своих заказчиков в Европе по бензиновым двигателям, если в этих двигателях не устанавливается сажевый фильтр. В общей сложности 70 тысяч сотрудников, главным образом занятых исследованиями и разработками, пройдут обучение новым принципам до конца 2018 года в рамках самой масштабной корпоративной программы обучения за всю более чем 130-летнюю историю компании.

Технические вопросы и ответы по новой дизельной технологии Bosch

Что является отличительной чертой этой новой дизельной технологии?

На сегодняшний день существует два фактора, которые препятствуют снижению выбросов оксидов азота в автомобилях с дизельными двигателями. Первое – это стиль вождения. Разработанное Bosch технологическое решение представляет по своей сути исключительно эффективную систему управления потоками воздуха в двигателе. Для динамичной езды необходимо обеспечить настолько же динамичную рециркуляцию выхлопных газов. Этого можно достичь за счет использования оптимизированного для RDE турбонаддува, который обладает более высокой скоростью реакции по сравнению с традиционными турбокомпрессорами. За счет сочетания рециркуляции выхлопных газов с высоким и низким давлением система управления воздушными потоками становится еще более гибкой. Это означает, что агрессивная езда не приведет к увеличению выбросов. Вторым, не менее важным фактором, является влияние температуры. Для обеспечения оптимальной нейтрализации оксидов азота температура выхлопных газов должна быть выше 200 градусов Цельсия. В городских условиях автомобили зачастую не успевают прогреться до этой температуры. Поэтому Bosch использует интеллектуальную систему управления температурой для дизельных двигателей. Эта система в активном режиме осуществляет регулирование температуры выхлопных газов, благодаря чему выхлопная система остается в достаточно разогретом состоянии, чтобы работать в стабильном диапазоне температур, за счет чего обеспечивается низкий уровень выбросов.

Когда эта технология будет готова к запуску в массовое производство?

Новая дизельная система Bosch построена на базе компонентов, которые сегодня представлены на рынке. Система доступна заказчикам и может уже сейчас использоваться в производстве.

Почему езда в городском цикле более требовательна по сравнению с загородным циклом или движением по шоссе?

Для оптимальной нейтрализации оксидов азота температура выхлопных газов должна быть выше 200 градусов Цельсия. Зачастую при эксплуатации в городских условиях автомобиль не прогревается до этой температуры, например, когда попадает в пробку или при движении с частыми остановками. В результате выхлопная система автомобиля охлаждается. Разработанная Bosch новая система управления температурным режимом позволяет решить эту проблему за счет активного регулирования температуры выхлопных газов.

Не требуется ли для регулировки температуры устанавливать дополнительный нагреватель, работающий от напряжения 48В, или какую-либо аналогичную систему в выхлопной тракт автомобиля?

Новая дизельная система Bosch построена на базе компонентов, которые уже доступны на рынке, и не требует установки в автомобиль дополнительных электрических систем, питающихся от напряжения 48В.

Не приведет ли использование новой технологии Bosch к существенному удорожанию дизельных двигателей?

Дизельная технология Bosch построена на базе компонентов, которые уже используются в современных серийных автомобилях. Значительного результата удалось достичь за счет нового сочетания имеющихся технологий. При этом новое решение не требует установки каких-либо дополнительных технических средств. Поэтому снижение уровня выбросов не повлияют на доступность дизельных автомобилей.

Не утратит ли дизельный двигатель своих преимуществ с точки зрения расхода топлива или влияния на климат в результате внедрения новой технологии?

Нет. Перед нашими инженерами была поставлена четкая задача: сократить выбросы оксидов азота, сохранив при этом конкурентные преимущества дизельных двигателей с точки зрения выбросов углекислых газов. Таким образом, влияние дизелей на климат будет по-прежнему минимальным. 

 Источник: www.bosch.ru