Reklama

Mechanika - Żródła napędu - silniki stosowane obecnie oraz w przyszłości

Nowe silniki Volkswagena

dokument
pobierz +

Dr Heinz-Jakob Neußer, członek zarządu do spraw rozwoju marki Volkswagen oraz szef działu koncernu ds. rozwoju silników, na zakończenie tegorocznego Wiedeńskiego Sympozjum nt. silników w Wiedniu przedstawił wizję przyszłych środków transportu oraz nowoczesnych technologii. Największymi wyzwaniami dla branży motoryzacyjnej są ograniczenie emisji dwutlenku węgla, rozwój pojazdów elektrycznych oraz komputeryzacja.

W przemówieniu wygłoszonym na zakończenie sympozjum dr Neußer stwierdził, że w ostatnich latach branża motoryzacyjna rozwijała się intensywniej i szybciej niż w ciągu poprzednich dziesięcioleci. Głównym wyzwaniem pozostaje kwestia środków transportu pozostających w zgodzie z wymogami środowiska naturalnego. „Ochrona klimatu jest elementem naszej odpowiedzialności za człowieka i społeczeństwo”. Klienci domagają się samochodów, które mniej palą i emitują mniej szkodliwych substancji, także świat polityki stawia przed przemysłem samochodowym wysokie wymagania”, stwierdził dr Neußer.
Szeroka paleta jednostek napędowych oferowanych przez koncern Volkswagen – od benzynowych, poprzez diesle, napędzane gazem ziemnym, hybrydy plug-in, pojazdy czysto elektryczne, a w perspektywie także pojazdy wyposażone w ogniwa paliwowe – wskazuje na ogromny potencjał innowacyjny koncernu. Członek zarządu ds. rozwoju podkreślił: „Ważnym obszarem wprowadzania najnowocześniejszych rozwiązań pozostają silniki spalinowe, które muszą być coraz bardziej wydajne. Właśnie takie efektywne jednostki TDI oraz TSI/TFSI – współpracujące z dwusprzęgłowymi przekładniami DSG – okażą się w najbliższym czasie niezbędne. Zmniejszenie emisji CO2 przez silniki spalinowe to zadanie z zakresu high-tech. Przykładem może być nasz wysokoobrotowy diesel oraz wydajny trzycylindrowy silnik TSI”.

Dr Neußer podkreślił, że wysokoobrotowy silnik Diesla jest rozwiązaniem przyszłościowym pod wieloma względami. Nadzwyczaj wydajny proces spalania, innowacyjny system zarządzania temperaturą, maksymalne doładowanie dzięki E-boosterowi (sprężarce o napędzie elektrycznym) oraz nowe tworzywa i nowy rodzaj przygotowania powierzchni elementów silnika sprawiają, że już dzisiaj nowoczesne jednostki TDI osiągają moc znacznie przekraczającą 100 kW z litra pojemności skokowej.

Mówiąc o silnikach benzynowych dr Neußer zwrócił uwagę na wysokowydajny trzycylindrowy silnik TSI skonstruowany na bazie jednostki oznaczonej jako EA211. Silnik ten, mający techniczne zapożyczenia z jednostki napędowej rajdowego Polo R WRC, uzyskuje z zaledwie jednego litra pojemności moc 272 KM i moment obrotowy o wartości 270 Nm; nadzwyczajne osiągi silnik zawdzięcza turbosprężarce Monoscroll oraz E-boosterowi (sprężarce o napędzie elektrycznym). „To doskonały przykład pokazujący, jaki potencjał mają jeszcze silniki spalinowe”, stwierdził dr Neußer.

Zwrócił on też uwagę na proces laserowego szorstkowania. Jest to technologia przygotowania powierzchni, którą koncern Volkswagen będzie w przyszłości stosował w produkcji seryjnej, a która w ogromnym stopniu przyczynia się do zmniejszenia tarcia elementów silnika i do zwiększenia jego mocy. Dr Neußer wyraził pogląd, że dzięki zastosowaniu tej ważnej technologicznej innowacji nie zużywają się narzędzia, a wynik procesu obróbki powierzchni jest powtarzalny i zawsze najwyższej jakości; technologię tę można wykorzystywać do obróbki różnych materiałów.

Największe wyzwanie, zdaniem dr Neußera, stanowi proces cyfryzacji pojazdów, bo urządzenia multimedialne, możliwość połączenia z siecią oraz systemy asystujące kierowcy dla wielu klientów stały się równie ważne, jak moc silnika. „W studyjnym modelu Golf R Touch zastosowaliśmy wszystko to, co w przyszłości znajdzie się w kabinie samochodu – pełne połączenie z Internetem dzięki aplikacjom, smartfonom, tabletom i smartwatchom, ale także duże ekrany dotykowe, a nawet system sterowania urządzeniami przy pomocy gestów, np. dach można otworzyć krótkim machnięciem ręki. Poza tym kontynuujemy prace nad pojazdami autonomicznymi, nad nowymi formami dystrybucji, a także nad usługami cyfrowymi związanymi z samochodem. Dlatego jestem pewien, że w przyszłości ludzie także będą fascynować się samochodami”.

Volkswagen zaprezentował podczas Wiedeńskiego Sympozjum nt. silników (organizowanym przez Austriackie Stowarzyszenie Techniki Motoryzacyjnej – ÖVK pod przewodnictwem prof. dr H.P. Lenza z Uniwersytetu Technicznego w Wiedniu) jednostki napędowe najnowszej generacji – 6.0 W12 TSI, jeden z najbardziej wyrafinowanych silników na świecie służący do napędu aut luksusowych oraz nowego diesla 2.0 TDI spełniającego normę Euro 6 i przeznaczonego do lekkich pojazdów dostawczych. Wykład na temat nowego 12-cylindrowego silnika wygłosił Friedrich Eichler, szef działu rozwoju silników marki Volkswagen, nową rodzinę diesli przedstawił natomiast Jörn Kahrstedt, szef działu rozwoju silników Diesla marki Volkswagen.

Nowy silnik 6.0 W12 TSI do modeli klasy premium produkowanych przez koncern Volkswagen

W oparciu o silnik W12 koncern Volkswagen opracował i stosuje od 13 lat jednostki napędowe o potężnych osiągach, gwarantujące najwyższy komfort jazdy prestiżowymi modelami marek Volkswagen, Audi i Bentley. Kolejna generacja tych luksusowych silników – W12 TSI, przedstawiona podczas tegorocznego sympozjum, to jedna z najbardziej fascynujących i zaawansowanych technologicznie jednostek napędowych na świecie. W ramach doskonalenia konstrukcji i uzupełniania jej o nowe rozwiązania połączono dwa, stosowane dotychczas rozdzielnie procesy spalania – bezpośredni wtrysk paliwa FSI z Audi oraz wtrysk wielopunktowy TMPI z Bentleya, tworząc nowe skuteczne rozwiązanie oznaczone jako TSI.

W ramach rozwoju konstrukcji zastosowano plazmowe pokrycie gładzi cylindrów, układ olejowy z włączaną pompą oleju (sprawdzający się także podczas jazdy w terenie), system chłodzenia z wbudowaną jednostką sterowania temperaturą, układ dozowania paliwa z bezpośrednim wtryskiem wysokociśnieniowym i niskociśnieniowym wtryskiem do kanału dolotowego, doładowanie biturbo ze sprężarką Twin-Scroll, system odłączania jednej głowicy cylindrów (lewej, patrząc w kierunku jazdy), układ sterowania silnikiem z dwiema jednostkami sterującymi oraz system start-stop, zmniejszający zużycie paliwa i emisję szkodliwych substancji. Komfort pracy tej jednostki napędowej jest szczególnie wysoki także dzięki m.in. adaptacyjnemu zawieszeniu silnika z hydraulicznym tłumieniem, w którym elektromagnetyczne siłowniki przeciwdziałają drganiom silnika inicjując ruchy przeciwstawne.

Zastosowane rozwiązania sprawiają, że nowy W12 TSI jest najoszczędniejszą 12-cylindrową jednostką napędową w segmencie aut luksusowych. Emisja CO2 na poziomie niższym niż 250 g/km (wg cyklu NEDC), przy mocy wynoszącej 447 kW/608 KM (przy 6000 obr./min) i maksymalny moment obrotowy o wartości 900 Nm (osiągany w przedziale 1500-4500 obr./min) pokazują dobitnie, jak sprawnie i na jak wysokim poziomie silnik ten łączy wydajność i osiągi. Zależnie od modelu auta ta 6-litrowa 12-cylindrowa jednostka napędowa zapewnia przyspieszenie do 100 km/h w czasie krótszym niż 4 sekundy i prędkość maksymalną, wynoszącą ponad 300 km/h.

Nowy 2-litrowy diesel TDI do lekkich samochodów dostawczych

Nowy silnik 2.0 TDI, skonstruowany w oparciu o modułową platformę konstrukcyjną dla jednostek wysokoprężnych, będzie święcił swoją premierę wraz z wprowadzeniem na rynek nowych pojazdów użytkowych Volkswagena – Multivana i Transportera. Tę nową rodzinę silników opracowano pod kątem zadań, do jakich wykorzystuje się pojazdy użytkowe, zwiększono też zakres mocy tych jednostek napędowych.
U podstaw konstrukcji leżała potrzeba znacznego zmniejszenia zużycia paliwa (średnio o 14%) przy jednoczesnym spełnieniu norm emisji spalin narzuconych normą Euro 6; równie ważny był taki przebieg momentu obrotowego, by zapewniał jak największą elastyczność jednostki napędowej. Najmocniejsze silniki tej rodziny są wyposażane w nową dwustopniową turbosprężarkę.

Aby z nawiązką spełnić wymagania dotyczące emisji tlenków azotu i cząstek sadzy wynikające z normy Euro 6, oprócz bezpośredniego wtrysku common-rail z ciśnieniem wynoszącym 2000 bar, zastosowano nowy system odprowadzania spalin wykorzystujący niską temperaturę i wysokie ciśnienie oraz chłodnicę powietrza doładowującego chłodzoną cieczą. Neutralizacja spalin dokonuje się w katalizatorze oksydacyjnym z dołączanym filtrem cząstek stałych i katalizatorem SCR.

Cztery wersje tej jednostki napędowej dysponują mocą od 62 kW (84 KM) do 150 kW (204 KM) oraz momentem obrotowym od 220 Nm do 450 Nm. Moc jednostkowa wynosząca ponad 76 kW oraz jednostkowy moment obrotowy o wartości ponad 225 Nm na litr pojemności (plus ok. 13%) wyznaczają nowy standard wśród jednostek napędowych stosowanych w lekkich autach użytkowych. Dzięki wykorzystaniu zalet turbosprężarki ze zmienną geometrią turbiny, będącej elementem doładowania biturbo, znacznie wzrósł także moment obrotowy dostępny od chwili uruchomienia silnika.

Najwyższą przyjemność z jazdy oraz dynamikę zapewnia ponadto, obok odpowiedniej mocy silnika, potężny moment obrotowy dostępny w szerokim zakresie obrotów. W silnikach o mocy do 110 kW zastosowano przy tym turbosprężarkę o zmiennej geometrii kierownicy turbiny. W najmocniejszej jednostce napędowej osiągającej 150 kW całkowicie przekonstruowano dostępny już wcześniej system dwustopniowego doładowania uzupełniając go w fazie wysokiego ciśnienia także o sprężarkę ze zmienną geometrią turbiny.
inf/zdjęcia/film - VOLKSWAGEN


Reklama