Технология прямого бензинового впрыска Bosch позволяет сократить расход топлива на 15%
- Прямой впрыск преобразует бензиновый двигатель так же, как несколько лет назад Common Rail преобразовала дизельный
- «Система прямого впрыска и использование электропривода отлично дополняют друг друга» – д-р Рольф Буландер
- К 2016 – 2020 гг. системой прямого впрыска будут оснащены половина производимых в Европе и треть производимых в Китае бензиновых авто
Внедрение компанией Bosch системы прямого впрыска в рамках развития технологии Common Rail привело к революционным изменениям в работе одного из типов двигателя внутреннего сгорания. В течение последнего десятилетия эта технология стала неоспоримым стандартом для дизельных двигателей – она применяется в 80% всех новых дизельных авто в мире. Подобные изменения происходят сегодня и в отношении бензинового двигателя.
Немецкая компания Gutbrod стала первым автопроизводителем, который в 1951 году использовал систему прямого бензинового впрыска Bosch в некоторых моделях компактных авто Superior. Начиная с 1954 года, эта технология используется в серийном производстве Mercedes-Benz SL300 – знаменитого «Крыла чайки». Принцип работы системы с тех пор не изменился: инжекторы впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания в настолько мелко распыленном состоянии, что оно быстрее воспламеняется, и благодаря этому быстрее повышается уровень давления в цилиндрах двигателя. За счет этого достигается более высокий крутящий момент при меньшем расходе топлива – до 15%. И хотя новый принцип приготовления топливо-воздушной смеси позволяет ощутимо экономить топливо, понадобилось немало времени, прежде чем технология получила широкое распространение. На протяжении десятилетий компания Bosch продолжала развивать технологию прямого бензинового впрыска. Одним из ключевых инновационных решений стало использование лазера для пробивания отверстий в инжекторах, что обеспечивает особо точное смесеобразование и мгновенное сгорание топлива при минимальном уровне выбросов ОГ (остатков горения) в атмосферу. В 2013 году за эту инновацию компании Bosch, Trumpf и Йенский университет получили самую престижную премию в области научных достижений в Германии – German Future Prize.
«Система прямого впрыска предвещает те же революционные изменения в бензиновом двигателе, что претерпел в свое время дизельной мотор, – отмечает д-р Рольф Буландер, член совета директоров Robert Bosch GmbH, руководитель направления развития систем трансмиссии. – Инновационные технологии Bosch повышают энергоэффективность топливной системы авто, позволяют экономить средства владельцам авто на каждом «пройденном» километре, а также существенно сокращают выбросы ОГ в атмосферу». Так, в 2013 году в более чем 40% новых авто была установлена система прямого бензинового впрыска. Согласно подсчетам экспертов Bosch, это позволило сократить количество выбросов СО2 в регионе суммарно на 1,2 млн кг.
Видео о работе системы прямого впрыска бензинового двигателя: http://www.youtube.com/watch?v=LjJSbHxIvnM
Идеальная основа для электрификации бензиновых двигателей
Потенциал системы прямого впрыска не исчерпывается повышением эффективности работы двигателя внутреннего сгорания. Это также отличная база для совместной работы с электроприводом. Использование системы прямого впрыска позволяет уменьшать размеры самого двигателя, в первую очередь, за счет сокращения количества цилиндров в нем. При этом общее повышение мощности двигателя возможно за счет электропривода. То есть двигатель может создавать крутящий момент как самостоятельно, так и за счет дополнительной мощности, генерируемой электроприводом при разных режимах эксплуатации – так, например, гибридные авто могут преодолевать порядка 60 км на одном только электричестве, с полностью отключенным ДВС. «Система прямого впрыска и электрический привод отлично дополняют друг друга», – говорит д-р Буландер. Кроме того, использование электропривода наряду с системой прямого впрыска также способствует значительному снижению выбросов СО2.
Хорошим примером такого взаимодействия служит система усиленной рекуперации Bosch. 48-вольтный электрогенератор отлично работает в связке с двигателем уменьшенного объема. Мощный электропривод поддерживает двигатель на низких скоростях или в режиме разгона, что позволяет экономить до 15% топлива. При движении «накатом» или на спусках при выключенном ДВС можно экономить еще до 10%, т.е. общий уровень экономии топлива может составлять порядка 25%. При этом система соответствует самым жестким международным стандартам по выбросам ОГ для автомобилей среднего класса.
Видео о системе усиленной рекуперации:
http://www.bosch-presse.de/presseforum/details.htm?txtID=6528&locale=en
Для автомобилей более высокого класса такой же экономичности можно достичь с помощью гибридного двигателя – с постоянно подключенным электроприводом и ДВС с системой прямого бензинового впрыска. В качестве примера возьмем автомобиль с годовым пробегом в 15 000 км. Так, при условии ежедневного пробега в 20 км (дорога на работу и обратно), порядка 10 000 км (2/3 годового пробега) автомобиль сможет преодолеть за счет электропривода. А на оставшихся 5 000 км экономить топливо поможет система прямого бензинового впрыска. В общем зачете экономия топлива на 15 000 км в год составит более 70%.
Растущий спрос в Европе, прогнозируемый спрос в США и Китае
Жесткие стандарты выбросов ОГ в Европе (к 2021 году – не более 95 граммов на 1 км) привели к росту популярности системы прямого бензинового впрыска на рынке авто в начале этого тысячелетия. Так, к 2016 году автомобили с системой прямого впрыска Bosch будут составлять почти половину всего производимого в Европе автопарка. В 2012 году компания Bosch обеспечила поставки более 5 млн систем прямого бензинового впрыска в европейском регионе, и эта цифра будет расти до 9 млн к 2015 году. Можно с уверенностью сказать, что лидерство Bosch по объему продаж в сегменте систем прямого впрыска даже более убедительно, чем в сегменте классических систем. «Наши продажи в Европе сейчас на очень хорошем уровне. В ближайшие несколько лет мы ожидаем такого же успешного развития в США и Китае», – рассказывает д-р Буландер. Так, уже сегодня в этих странах около 90% производимых авто выпускаются с бензиновым мотором. И, несмотря на достаточно жесткие ограничения на импорт систем прямого впрыска для локального производства в этих странах и дальнейшее ужесточение законодательства в сфере ограничения выбросов ОГ в атмосферу, компания Bosch прогнозирует стремительный рост продаж в этом сегменте. В Китае, например, уже к 2020 году треть всех производимых авто будет комплектоваться системами прямого бензинового впрыска.
Для обеспечения потребностей растущего рынка во всех трех регионах – Европе, США и Китае – компания Bosch развивает производство систем прямого бензинового впрыска в Бамберге/Bamberg и Нюрнберге/Nurenberg (Германия), Бурсе/Bursa (Турция), а также производит компоненты в Чарльстоне (США), Сан Луи Потоци/San Luis Potosi (Мексика), Уси / Wuxi (Китай) и Гунпо/Gunpo (Корея).
