Podczas Międzynarodowych Targów Pojazdów Użytkowych w Hanowerze, Bosch zorganizował konferencję prasową, na której przedstawił paletę rozwiązań dla rynku ciężarowego. Według przedstawicieli niemieckiego koncernu, przyszłość pojazdów ciężarowych będzie ściśle związana z postępem w zakresie napędów elektrycznych i hybrydowych, a także gazowych.

10-procentowy wzrost i nowa fabryka w Chinach

Rynek pojazdów ciężarowych jest bardzo istotnym segmentem działalności Boscha. Świadczy o tym fakt, że co czwarte Euro, zarabiane przez dział przedsiębiorstwa Technika Motoryzacyjna pochodzi ze sprzedaży części i wyposażenia do samochodów ciężarowych, transporterów lub autokarów. Obecnie obroty ze sprzedaży części Boscha w tym sektorze wzrastają o ponad 10%. Właśnie od prezentacji wyników finansowych, Wolf-Henning Scheider – członek zarządu Robert Bosch GmbH i rzecznik działu przedsiębiorstwa Technika Motoryzacyjna – rozpoczął spotkanie z dziennikarzami oraz klientami biznesowymi.

– „W segmencie samochodów użytkowych obserwujemy znaczny wzrost. Jego głównym powodem była jak dotąd technologia dla silników Diesla. Obecnie, dzięki zaostrzanym normom emisji spalin, Bosch odnosi także korzyści ze sprzedaży części i wyposażenia do samochodów ciężarowych i autobusów, a także pojazdów rolniczych czy maszyn budowlanych." – powiedział Scheider.

Światową sprzedaż układów do silników Diesla napędzają normy emisji spalin. Obecnie wprowadzana jest norma emisyjna China4, dzięki której elektronicznie sterowane układy wtryskowe oraz systemy oczyszczania spalin znalazły się na liście obowiązkowych podzespołów nowo produkowanych pojazdów użytkowych. Dzięki temu Bosch sprzedał ponad dwa razy więcej układów Common Rail niż w 2013 r. Ze względu na to już wkrótce rozpocznie działalność nowa, druga już fabryka Boscha w Chinach (Szanghaj), specjalizująca się w produkcji dla branży samochodów użytkowych.

Hybrydy, gaz ziemny i Internet – wizja przyszłości Boscha

Producenci pojazdów użytkowych zobowiązali się, że do roku 2020 ich maszyny będą spalać o 20% mniej paliwa (względem rezultatów z roku 2005). Ten cel wymusza wprowadzanie do powszechnego użytku nowych technologii. Wolf-Henning Scheider twierdzi, że przyszłością transportu będą napędy elektryczne i hybrydowe, a także odzysk ciepła.

– „Elektryfikacja samochodów użytkowych oraz odzysk ciepła oferują znaczny potencjał oszczędności. Technologie te mogłyby być konkurencyjne cenowo już pod koniec bieżącej dekady."

Waste Heat Recovery

Specjaliści z firmy Bosch twierdzą, że dzięki odzyskowi ciepła (Waste Heat Recovery) można zaoszczędzić nawet 2 tys. litrów oleju napędowego rocznie. W proponowanym przez nich rozwiązaniu, w procesie parowym ciecz robocza (etanol) jest sprężana i przetłaczana przez pompę do parownika. W parownikiu tym etanol odbiera ciepło od spalin zmieniając swój stan skupienia na gazowy. Powstała w ten sposób para wykonuje pracę w silniku parowym, a następnie skrapla się w kondensatorze, oddając ciepło resztkowe do otoczenia. Skroplona ciecz jest ponownie doprowadzana do pompy. Energia pozyskana w tym procesie może być przekazana mechanicznie na wał lub zostać wykorzystana do napędu generatora. Przekształcona przez rozprężarkę energia mechaniczna może być przekazywana na wał bezpośrednio lub za pośrednictwem przekładni. Alternatywnie, turbina parowa może napędzać generator, który wytwarza energię elektryczną. Energię elektryczną można gromadzić w akumulatorze, wprowadzić ją bezpośrednio do sieci zasilania lub wykorzystać do napędu silnika elektrycznego w układzie napędowym pojazdu hybrydowego.

Technologie hybrydowe i ich opłacalność

Hybrydowe samochody osobowe już od kilku lat zdobywają coraz większą popularność. Klienci są w stanie zdecydować się na ich zakup, nawet jeśli nie jest to związane z korzyściami finansowymi, a jedynie emocjami – czyli przyjemnością z jazdy. W branży pojazdów ciężarowych nikt nie pyta o emocje – liczy się opłacalność. Z tego względu wdrażane tu technologie hybrydowe muszą być dopracowane i skuteczne.

Dzięki napędowi hybrydowemu Bosch ciężki samochód użytkowy eksploatowany na długich trasach (przykładowo Stuttgart-Hamburg-Stuttgart pokonywanej samochodem ciężarowym o masie 40 ton) może zaoszczędzić do 2 500 oleju napędowego rocznie. W transporcie dostawczym oszczędność paliwa może wynieść do 15%, w zależności od strategii użytkowania.

Bosch projektuje układ typu Parallel-Hybrid o mocy 120 kW dla ciężkich samochodów użytkowych. Centralnymi komponentami układu przystosowanego do pracy w ruchu dalekobieżnym są: silnik elektryczny i energoelektronika. Silnik elektryczny jest montowany pomiędzy silnikiem spalinowym a przekładnią w układzie przeniesienia napędu. Zajmuje on niewiele miejsca i nie wymaga stosowania dodatkowej przekładni. Silnik elektryczny wspomaga pracę silnika spalinowego, odzyskuje energię (rekuperacja), umożliwia jazdę siłą rozpędu (tryb żeglowania) oraz jazdę z napędem czysto elektrycznym. Inwerter przekształca prąd stały z akumulatora w prąd przemienny potrzebny silnikowi i steruje momentem obrotowym oraz prędkością obrotową.

W przypadku układów hybrydowych operatorzy flot korzystają nie tylko na niższym zużyciu paliwa, ale także mają do dyspozycji wyraźnie cichsze pojazdy. Równocześnie samochody wyposażone w taki napęd emitują mniej spalin i cząstek stałych. Dzięki temu spełnienie wymagających norm emisji spalin staje się łatwiejsze niż w przypadku konwencjonalnych samochodów ciężarowych z silnikami Diesla. W ruchu miejskim napędy hybrydowe umożliwiają na ruszanie w trybie wyłącznie elektrycznym, a także bezemisyjną jazdę na krótkich odcinkach. Energię elektryczną można wykorzystać również do napędu agregatów pomocniczych.

Gaz CNG przyszłością transportu?

Silniki napędzane wyłącznie gazem ziemnym (tzw. napęd monowalentny) są coraz powszechniej stosowane w samochodach użytkowych. Gaz ziemny (CNG) jest wtryskiwany pod ciśnieniem wynoszącym około 7 barów do kolektora ssącego przebudowanego silnika Diesla. Aby umożliwić zapłon mieszanki gazowo-powietrznej, silnik taki musi być dodatkowo wyposażony w świece i cewki zapłonowe. Silniki pojazdów użytkowych zasilane CNG emitują do 20% mniej CO2 niż jednostki Diesla, a poziom emisji cząstek stałych utrzymuje się na bardzo niskim poziomie. Zaletą tego typu napędów jest koszt eksploatacji – o około połowę niższy niż w przypadku konwencjonalnego napędu Diesla.

Dla samochodów użytkowych Bosch oferuje napęd Diesla w połączeniu z dodatkowym układem zasilania gazem ziemnym. Dzięki takiemu rozwiązaniu gazem można zastąpić do 90% oleju napędowego. Układ wtryskowy Diesla pełni przy tym funkcję płynnej świecy zapłonowej. Powoduje on zapłon gazu, tak więc nie wymaga stosowania osobnego układu.

W porównaniu do zwykłych silników Diesla silniki Dual Fuel z napędem gazowym emitują do 20% mniej CO2 i niewielką ilość cząstek stałych. Dodatkowo, gaz ziemny jest tańszy niż olej napędowy, co pomaga obniżyć koszty nawet o 50% w całym okresie eksploatacji pojazdu. Samochody z systemami Bosch Dual Fuel mają także możliwość zasilania wyłącznie olejem napędowym, co jest praktycznym rozwiązaniem
w obszarach, gdzie infrastruktura stacji oferujących gaz ziemny, jest słabiej rozwinięta.

Pojazdy w Internecie

Podczas targów IAA 2014 w Hanowerze, Bosch przedstawił własną koncepcję multimedialnej kabiny pojazdu. Jest to odpowiedź na rosnącą rolę usług informacyjnych i komunikacyjnych w transporcie,  związanych z wykorzystaniem: smartfonów, nowych usług telematycznych czy aplikacji na urządzenia mobilne.

Prezentowany model posiada futurystyczny design i przedstawia współdziałanie innowacji technicznych z systemami zarządzania informacjami zaprojektowanymi przez firmę Bosch. Podczas przygotowania modelu konstruktorzy koncentrowali się na usystematyzowaniu informacji, dopasowaniu ich do sytuacji, a także na komunikacji. Poszczególne jednostki funkcjonalne są ze sobą zintegrowane za pośrednictwem centralnego sterownika i mogą komunikować się zarówno między sobą, jak i z kierowcą. Na desce rozdzielczej dominuje duży, programowany zestaw wskaźników znajdujący się w polu widzenia kierowcy. Zawiera on klasyczne wskaźniki zegarowe, kontrolki funkcji, ale także grafiki z przebiegiem trasy lub sekwencje wideo, np. obraz z kamery do jazdy wstecz lub obraz z systemu noktowizyjnego. W zależności od sytuacji, najważniejsze informacje są powiększone i znajdują się na pierwszym planie, te mniej istotne są z kolei prezentowane na dalszym planie.

W przyszłości tradycyjne lusterka mogą zostać zastąpione przez systemy kamer i monitorów, które spełniają szczególne wymagania, jeśli chodzi o transmisję obrazu w czasie rzeczywistym.

Bosch mySPIN

Firma Bosch zaprezentowała także rozwiązanie mySPIN, które teraz będzie dostępne także w samochodach ciężarowych oraz autokarach turystycznych. Rozwiązanie zapewnia optymalną integrację i bezpieczną obsługę smartfona w pojeździe. Dzięki niemu z aplikacji smartfonów można swobodnie korzystać w pojeździe, ponieważ są one ograniczone do najważniejszych informacji widocznych na wyświetlaczu pojazdu. Oznacza to, że kierowca może skorzystać tylko z bezpiecznych funkcji – np. przeczytać wiadomość na Facebooku, ale nie przeglądać jego tablicę i pisać wiadomości podczas jazdy. mySPIN umożliwia korzystanie z aplikacji zainstalowanych na smartfonach z systemem Android oraz na urządzeniach iPhone.

Komunikacja bezprzewodowa pojazdów ciężarowych

Internet stwarza olbrzymie możliwości dla operatorów flot oraz właścicieli firm transportowych. Już w 2016 roku każdy nowo wyprodukowany samochód ciężarowy przeznaczony do ruchu dalekobieżnego w Europie i USA będzie wyposażony w opcje dostępu do Internetu. Funkcje wykorzystujące Internet przyczynią się do podniesienia wydajności i obniżenia kosztów transportu. Fundamentem technicznym dla tego rodzaju usług są jednostki CCU (Connectivity Control Units) produkowane przez firmę Bosch. Przesyłanie danych umożliwia tym urządzeniom połączenie elektroniki pokładowej pojazdu z zewnętrznymi serwerami. Dodatkowo Bosch oferuje internetowe usługi telematyczne, umożliwiające np. planowanie terminów serwisowania lub monitoring cennych ładunków.

Dzięki Internetowi Bosch wspiera operatorów flot przy planowaniu prac serwisowych w pojazdach. Za pośrednictwem Internetu samochody na bieżąco przesyłają ważne dane eksploatacyjne, takie jak przebieg i zużycie paliwa. Równocześnie rejestrowane są wszelkiego rodzaju błędy zgłaszane przez sterowniki elektroniczne w pojeździe. Informacje w formie zakodowanej są przekazywane do centrum obliczeniowego, analizowane i udostępniane operatorom flot. Dzięki temu możliwe jest wcześniejsze zaplanowanie prac serwisowych lub napraw, co ogranicza przestoje.

Komunikacja bezprzewodowa w samochodach użytkowych według Boscha – czytaj więcej

Układ Common Rail o ciśnieniu 2 500 barów

Współczesne silniki Diesla w samochodach ciężarowych osiągają niemal optymalną sprawność termodynamiczną. Mimo to firma Bosch nie przestaje szukać nowych rozwiązań, których celem jest dalsze zwiększanie wydajności.

Właśnie "wydajność" była głównym hasłem, powtarzanym podczas konferencji prasowej Boscha na targach IAA. Jego kolejną realizacją ma zostać nowy wtryskiwacz CRIN3-25, w którym dzięki zastosowaniu odpowiedniej równowagi hydraulicznej znacząco zmniejszono przedostawanie się niezużytego paliwa do przewodu powrotnego. 

Nowy układ Common Rail może dzięki temu zaoszczędzić do 1% paliwa. To teoretycznie niewiele, ale według wyliczeń Boscha oszczędność może wynieść nawet 700 euro rocznie.

Nowy układ wtryskowy Bosch, oferujący ciśnienie wtrysku 2 500 barów, bazuje na koncepcji modułowej. Układ CRSN3-25 firmy Bosch. Wtrysk paliwa pod wysokim ciśnieniem i bez strat w istotny sposób przyczynia się do podniesienia efektywności całego układu napędowego. System zapobiega stratom paliwa będącym efektem przecieków. Niezużyty olej napędowy przedostawał się do przewodu powrotnego. Doskonałą szczelność udało się uzyskać dzięki temu, że wszystkie części wewnętrzne wtryskiwacza, łącznie z zaworem sterujacym znajdują się pod ciśnieniem systemowym. Aby w takich warunkach mogło w ogóle dojść do otwarcia iglicy, jest ona sprzężona hydraulicznie z trzpieniem zespołu zaworka. Szczelny wtryskiwacz nie tylko podnosi efektywność: dzięki wyjątkowo precyzyjnemu wtryskowi paliwo spalane jest w sposób czystszy i ograniczający emisję spalin. Dodatkowo nowy układ ułatwia rozruch w trybie Start-Stop, ponieważ ciśnienie systemowe długo się utrzymuje.

Producenci pojazdów chcą oferować swoim klientom wydajne, oszczędne i coraz bardziej multimedialne pojazdy. Na ich sukces pracują firmy, dostarczające podzespoły i gotowe rozwiązania systemowe. Bosch jako jeden z głównych dostawców OE nie obawia się wprowadzania innowacji, które w krótkim czasie mogą zmienić rynek pojazdów ciężarowych. Opisane powyżej rozwiązania już wkrótce mogą zostać wdrożone do powszechnego użytku.