Rewolucja na czterech kółkach

Firmy motoryzacyjne powracają do stosowania rozwiązań proekologicznych w swoich pojazdach. Dzieje się tak głównie z powodu rosnących cen ropy na świecie, co czyni paliwa ekologiczne bardziej atrakcyjnymi niż przed laty. CHIP prezentuje pojazdy przyszłości, które nie zanieczyszczają środowiska, oraz ujawnia, jakie technologie drzemią pod maską tych cacek.

Łagodnie wciskasz gaz, mały CITYStromer zrywa się niczym wkurzony byk i pędzi przed siebie z obłędem w oczach, wciskasz hamulec, pisk opon, samochód staje jak wryty, cisza. Brzmi to zachęcająco szczególnie dla osób lubiących ostrą jazdę. CITYStromer to elektryczna wersja Golfa 3 zbudowana przez Volkswagena jeszcze w połowie lat 90. ubiegłego wieku. Chociaż samochody zasilane energią elektryczną – zamiast silnikiem spalinowym – pokazywane są przez koncerny motoryzacyjne od wielu lat, na ulicach jeździ ich ciągle niewiele. W końcu ma się to jednak zmienić.

Jadąc Mitsubishi iMiev, możesz zasmakować w przyszłości motoryzacji. Japoński producent samochodów Mitsubishi wydaje się obecnie liderem rynku, jeżeli chodzi o samochody z napędem elektrycznym. W tym roku Mitsubishi zamierza wyprodukować około 2000 aut iMiev z napędem elektrycznym i wypuścić je na rynek japoński. W 2010 roku producent planuje rozpocząć dostawy na rynek europejski i do Stanów Zjednoczonych. Obecnie trwają wytężone prace nad jednostką napędzaną energią elektryczną. Żaden inny silnik nie wykorzystuje energii efektywniej niż silnik elektryczny. Do tej pory problemem są jednak baterie, w których gromadzona jest energia. Czas pracy baterii w dalszym ciągu jest niezadowalający, również ich waga pozostawia wiele do życzenia. Firmy samochodowe zdają sobie z tego sprawę – zgodnie z zasadą „pierwszy bierze wszystko” ich centra badawcze pracują 24 godziny na dobę przez 7 dni w tygodniu.

Według przewodniczącego rady nadzorczej Volkswagena, Martina Winterkorna, przyszłość bez wątpienia należy do elektrycznych jednostek napędowych. Równie zdecydowany w zapowiedziach jest szef Daimlera – Dieter Zetsche: „Dzięki energii elektrycznej ponownie wynajdziemy samochód”.

Pomimo kryzysu firmy motoryzacyjne nie tracą optymizmu: prace nad wdrożeniem jednostek napędowych zasilanych prądem trwają.  Kiedy zobaczymy wymierne efekty tej pracy? Producenci raczej ostrożnie podchodzą do pytań o konretne daty, ale zapowiadają, że nastąpi to już wkrótce.

Nawet w samochodach F1 w tym sezonie sięgnięto po energię elektryczną. KERS, czyli system odzyskiwania energii kinetycznej wytwarzanej w trakcie hamowania, zapewnia wzrost mocy silnika o około 80 KM.

Elektryczne samochody: Kiedy zobaczymy na ulicach małe auta z napędem elektrycznym?

Jedna z największych grup motoryzacyjnych na świecie, General Motors, chce wkrótce przedstawić światu pojazd o nazwie Chevrolet Volt. Trzymamy za nią kciuki, bo – jak wiadomo – GM to kolos na glinianych nogach, zagrożony bankructwem. Czteroosobowy Volt byłby w stanie na jednym ładowaniu przejechać 64 km. „80 proc. kierowców pokonuje do 70 km w ciągu jednego dnia” – to słowa szefa projektu Franka Webera. Oprócz napędu elektrycznego samochód ma zawierać mały spalinowy silniczek, który w sytuacji krytycznej będzie mógł doładować baterie Volta. Silniki elektryczne mają olbrzymią przewagę nad innymi: maksymalny moment obrotowy uzyskiwany natychmiast, brak apetytu na olej czy brak jakiejkolwiek rury wydechowej i – uwaga – coś dla kobiet! Silniki elektryczne nie potrzebują skrzyni biegów.

Główną wadą samochodów elektrycznych jest mały zasięg. W przypadku pojazdów spalinowych po dwuminutowej wizycie na stacji benzynowej samochód zatankowany jest do pełna. Inaczej wygląda sprawa z samochodami elektrycznymi. Jeśli chodzi o wspomniany Mitsubishi iMiev, gdy chcemy naładować akumulatory prądem ze zwykłego gniazdka, takie „tankowanie” trwa aż osiem godzin, w przypadku wizyty w specjalnym punkcie ładowania czas ten zostaje skrócony do 25 minut. A co z kosztami? iMiev, jak twierdzi Mitsubishi, ma być czterokrotnie tańszy, jeśli chodzi o cenę paliwa zużytego na dystansie 100 km. Wszystko wygląda różowo, dopóki nie wspomnimy o cenach tych samochodów. Ceny baterii litowo-jonowych używanych do magazynowania energii w aucie obecnie wynoszą około 5000 zł – za każdą kilowatogodzinę. Dla przykładu zarówno Mitsubishi iMiev, jak i Chevy Volt wymagają baterii o pojemności 16 kWh. Dyrektor wykonawczy Volkswagena twierdzi, że wysokie ceny baterii utrzymają się jeszcze długo. Dlatego też cena Golfa napędzanego prądem wyniosłaby ponad 150 tys. zł. To oczywiście dużo, ale jeżeli stać nas na takie auto – czemu nie spróbować? W końcu oszczędzimy na benzynie. Pytanie, kiedy będą produkowane tańsze i bardziej pojemne baterie, pozostaje bez odpowiedzi. Być może okaże się, że nie tędy droga, i ewolucja przebiegnie inaczej.

Ogniwa paliwowe: Sytuacja nie wygląda najlepiej

Przemysł związany z ogniwami paliwowymi poszukuje złotego środka, który pozwoliłby obniżyć koszty produkcji tych skomplikowanych układów. Dla przykładu ogniwo paliwowe przeznaczone do zwykłego kompaktowego auta kosztuje około 20 razy więcej niż cały samochód z luksusowym wyposażeniem. Mimo wszystko technologię ogniw paliwowych rozwijają producenci samochodów: Daimler, General Motors, Honda, Volkswagen, Mazda i Toyota.

Zasada działania ogniwa paliwowego została opracowana przez brytyjskiego fizyka Williama R. Grova. Jest to reakcja elektromechaniczna, w której łączy się tlen i wodór. W wyniku tego połączenia powstaje energia elektryczna, produktem ubocznym reakcji jest woda.  W Stanach Zjednoczonych Honda wypuściła małą serię samochodów FCX Clarity skierowaną do gwiazd showbiznesu. Takim samochodem porusza się między innymi Jamie Lee Curtis. Pod maską jej samochodu znajdziemy jednostkę o mocy 136 KM, która energię czerpie z ogniwa paliwowego o wielkości nie większej niż obudowa typowego desktopa! Spora ilość miejsca przekłada się na komfort podróżowania. Samochodem może wygodnie podróżować 4-osobowa rodzina wraz z bagażem.

Obecnie trudno stwierdzić, kto wygra wyścig: czy producenci, którzy postawili na samochody z bateriami, czy ci, którzy wiążą nadzieję z ogniwami paliwowymi. Jeśli technologia umożliwi pokonywanie znacznych dystansów dzięki samym bateriom, ogniwa paliwowe odejdą do lamusa – tak twierdzi Ingo Schulz, szef zespołu badawczego Volkswagena. Argumentuje, że stworzenie infrastruktury do uzupełniania wodoru jest dużo bardziej skomplikowane niż infrastruktury do stacji ładujących baterię prądem.

Technologie hybrydowe: Toyota i Honda na prowadzeniu

Technologia hybrydowa to połączenie silnika spalinowego oraz elektrycznego. Powinna zadowolić zarówno zwolenników typowych silników spalinowych, jak i osoby zafascynowane napędem elektrycznym. Pojęcie „napęd hybrydowy” kojarzone jest z Toyotą Prius – to niewątpliwie duży sukces Toyoty. Eko-Toyota jest na rynku już dziesięć lat i ma się całkiem dobrze. Zalety napędu hybrydowego szybko dostrzeżemy w dużym miejskim ruchu: po pierwsze ogromne oszczędności zużycia paliwa, po drugie bardzo ograniczona emisja spalin. Typowy przedstawiciel układu hybrydowego znajduje się właśnie w Toyocie Prius: gdy wymagana jest większa ilość mocy, silnik elektryczny działa jako urządzenie wspomagające napęd właściwy, czyli spalinowy, ponadto Prius ma możliwość poruszania się jedynie dzięki napędowi elektrycznemu, jednak zasięg pojazdu w tym trybie pozwoli jedynie odjechać niepostrzeżenie spod domu i nie zbudzić sąsiadów. Bateria może zapewnić prąd wystarczający tylko na kilka kilometrów.

Łagodna hybryda: Premiera tego lata – Mercedes S 400 Blue Hybrid

Mercedes-Benz będzie pierwszym europejskim samochodem o napędzie tzw. łagodnym hybrydowym. Jego seryjna produkcja ma się rozpocząć tego lata. S 400 Blue Hybrid będzie napędzany dodatkowym silnikiem elektrycznym o mocy 20 KM. Silnik elektryczny ma kształt pierścienia, zlokalizowany jest pomiędzy silnikiem spalinowym a skrzynią biegów. Przy czym silnik elektryczny jest jedynie wsparciem dla silnika spalinowego – nowy Mercedes nie będzie w stanie jechać tylko na napędzie elektrycznym.

Cała jednostka napędowa pracuje bardzo elastycznie i z wielką kulturą. Kierowca ma wrażenie, że podróżuje z 8-cynlidrową jednostką napędową pod maską, gdy w rzeczywistości pojazd ma tylko 6 cylindrów. Niemniej jednak spalanie, nawet podczas dynamicznej jazdy, utrzymuje się na poziomie około 7,9 litra na 100 km, co czyni  Mercedesa S 400 Blue Hybrid najbardziej ekonomiczną limuzyną benzynową. Za każdym razem gdy zatrzymamy się, jadąc tą limuzyną, na światłach, doświadczymy czegoś całkiem nowego: nigdy dotąd limuzyna nie była tak cicha i bezgłośna. Nasuwa się pytanie, czy technologia łagodnej hybrydy nie powinna być stosowana w samochodach niższych klas, na tych samych zasadach jak obecnie klimatyzacja lub elektryczne szyby. Co stoi na przeszkodzie? To pytanie pozostaje bez odpowiedzi. Tymczasem jesienią tego roku ma się pojawić na rynku BMW serii 7 z podobnym „łagodnym napędem hybrydowym”. Co ciekawe, BMW oraz Mercedes rozwijają tę technologię wspólnie, aby obniżyć koszty rozwiązania. Wspólnie pracują również nad nowym rodzajem skrzyni biegów przeznaczonej do samochodów hybrydowych. Premiera takiej skrzyni odbędzie przy okazji prezentacji BMW X6 jesienią tego roku, natomiast premiera Mercedesa ML z nową skrzynią zaraz potem. Dzięki zastosowaniu nowej skrzyni te dwa SUV-y będą mogły przejeżdżać krótki dystans, wykorzystując jedynie silnik elektryczny.

Silnik spalinowy: Stara miłość nie rdzewieje

Przyszłość silników spalinowych – mimo szybkiego rozwoju silników elektrycznych – rysuje się w jasnych barwach. Według przedstawiciela Volkswagena, nachodząca dekada będzie nadal należeć do samochodów z napędem spalinowym. Silniki te stają się coraz mniej uciążliwe dla środowiska, spada również ich apetyt na paliwo. Modnym obecnie słowem w branży motoryzacyjnej jest „downsizing”, co oznacza zmniejszanie rozmiarów, np. pojemności silnika.

Zmniejszona pojemność i mniejsza moc jest rekompensowana turbodoładowaniem silnika. Volkswagen zapoczątkował ten trend, wprowadzając silniki serii TSI. Z pojemności zaledwie 1,4 litra oraz 4 cylindrów z bezpośrednim wtryskiem paliwa inżynierom udało się wycisnąć aż 160 KM. Zużycie paliwa utrzymuje się na poziomie 6,4 litra – to bardzo dobry wynik, jak na tak dużą moc. Rodzi się pytanie: co z żywotnością tak wytężonego silnika? Kolejny model Volkswagena Polo ma zawierać silnik TSI o pojemności 1,2 litra, zużywający na 100 km jedynie 5 litrów benzyny. Volkswagen promuje również linię BlueMotion z silnikami dieslowskim oraz pakietem aerodynamicznym i skrzynią biegów o dłuższych przełożeniach. Wszystkie te dodatki sprawiają, że BlueMotion emituje do atmosfery jednie 87 gramów CO2 na kilometr, przy zużyciu paliwa 3,3 litra na 100 km. Nowy Golf z pakietem BlueMotion powinien również osiągnąć poziom emisji poniżej 100 g/km i zużycie paliwa – 3,8 litra na 100 km.

Niestety, i to jest problem, z którym rynek motoryzacyjny będzie się zapewne borykał jeszcze dosyć długo: producenci samochodów karzą sobie słono płacić za modele przyjazne dla środowiska, a ich nabywcy niekoniecznie chcą partycypować w tych kosztach. Ci pierwsi myślą jednak nie tylko o silnikach czy skrzyniach biegów, pracują też nad nowymi rodzajami paliw. Silnik spalinowy po drobnych przeróbkach z powodzeniem pracuje, wykorzystując etanol lub gaz ziemny. Są to jednak nadal półśrodki, a skutecznego rozwiązania wciąż nie widać.

Know-how
Bluetec

Katalizator utleniania, redukujący wydzielanie tlenku węgla (CO) i niedopalonych węglowodorów (HC), jak również filtr cząstek stałych do silników diesla bez modyfikatorów. Zaawansowany technologicznie katalizator magazynujący tlenki azotu (NOx) z opatentowanym generatorem amoniaku jest połączony z dodatkowym katalizatorem SCR. Tego rodzaju końcowe oczyszczanie spalin ze szkodliwych tlenków odbywa się bez udziału dodatkowych mediów roboczych.

TwinDrive

Samochód hybrydowy typu plug-in, jest w stanie jeździć wyłącznie na prąd. Założeniem jest zbudowanie samochodu, który jeździ po mieście, wykorzystując wyłącznie energię elektryczną. Na dłuższych trasach auto napędzane jest silnikiem spalinowym, ponieważ na razie nie można wyprodukować baterii, które zapewniłyby odpowiedni zasięg.

BlueMotion

To pojęcie obejmuje takie rozwiązania, jak nowy system Start – Stop oraz odzyskiwanie energii, nowoczesny katalizator SCR i stosowany już z powodzeniem w USA katalizator zasobnikowy NOx, napęd elektryczny, układy hybrydowe, a także systemy napędowe TSI EcoFuel.

Efficient Dynamics

Pod tą nazwą kryje się nie tylko technologia zmniejszająca zużycie paliwa, ale też pakiet usprawnień pozwalających na jak najlepsze wykorzystanie energii zawartej w paliwie, tak aby samochody były szybkie i zrywne, a jednocześnie umożliwiały ekonomiczną jazdę i były przyjazne dla środowiska.

Two-Mode System

Technologia bazująca na połączeniu dwóch silników elektrycznych z silnikiem spalinowym i specjalną skrzynią biegów. Umożliwia to bardzo ekonomiczną jazdę w dużym miejskim ruchu przy wykorzystaniu energii elektrycznej.

0
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.