Előbb fussuk át, hogy is jutottunk el a dízelkorszakig. Az első ipari forradalom adta meg a kezdő lökést a mobilitás útján, de a XVIII. századtól még jó pár emberöltőnek kellett eltelnie, hogy a gőzzel, majd gázzal hajtott gépek után megjelenjelek az elektromos, majd a benzinnel és gázolajjal hajtott járművek. Az automobilizmus hőskorában a két-, majd négyütemű Otto-motorok mellett a teherautókban és munkagépekben megjelentek már a dízelek is. Napjainkra egyre népszerűbbé vált ez az üzemanyag a személyautók körében, Európában az elmúlt időszakig kicsivel több dízelautót helyeztek forgalomba évente, mint benzinest. Hogy miért? Mert nyomatékosabb és kevesebbet fogyaszt. A fizika nyelvén megfogalmazva, a dízelmotornak jobb a  termodinamikai hatásfoka. Sokáig ez elég volt a sofőröknek és főleg a cégeknek, hogy mellette tegyék le a voksukat. Az ez elmúlt néhány évtizedben azonban elviselhetetlenül megnőtt az autók száma, bővült és korszerűsödött az úthálózat és a környezetszennyezésből egyre nagyobb hányadban veszik ki a részüket a közúti járművek, köztük a dízelautók is. Ez növekvő felelősséget ró az autógyártókra és beszállítóikra is.

Szigorú szabályok az egészségünkért

Az Európai Unió is komolyan veszi szerepét, 1992-ben bevezették az európai kibocsátási normát, a ma már jól ismert euro-osztályokat. Ezek határozzák meg az Európában forgalomba helyezett új autók károsanyag-kibocsátásának elfogadható szintjét. A nitrogén-oxidok, szénhidrogének, szén-monoxid és a részecske (por) kibocsátás hátárértékeit szabályozza a rendszer. Most az Euro 6-os szabályozás van érvényben, hamarosan várható a még szigorúbb Euro 7 megjelenése. Az igazi változás majd 2021-től jön, amikor az Európai Unióban csak olyan autókat lehet majd forgalomba helyezni, melyek szén-dioxid-kibocsátása nem haladja meg a 95 gramm/kilométer értéket. Ez gázolajból 3,6, benzinből 4,1 liter/100 kilométer szerinti fogyasztásnak felel meg. Persze ezt nem egyes autónként számolják, hanem az adott márka átlagában, azaz minden eladott villanyautó vagy hibrid csökkenti egy márkánál a kibocsátást. A 2021-es norma teljesítés benzines és dízelmotorok esetében nem lesz könnyű. A beszállítók többsége, így a Bosch is, az autógyártóval közösen dolgozik azon, hogy ez a norma határidőre teljesíthető legyenek. Azzal mindenki egyetért, hogy a villanyautók megjelenésével nem tűnnek el a hagyományos autók, a belsőégésű motorok 2021 után is megőrzik vezető szerepüket a piacon. Igaz, azok a motorok már jóval tisztábbak lesznek. Hogyan?

A Bosch szerint a kipufogógáz-utókezelés tovább javítja majd a károsanyag-kibocsátást az öngyulladásos motoroknál. A szennyező anyagokat tároló katalizátorok mellett pedig elektromos hajtás is hozzájárul a tisztább működéshez. A személyautókban megjelentek az SCR katalizátorok, amelyek AdBlue folyadékot igényelnek, de a villanyos rásegítés majd csökkenti ennek az anyagnak a felhasználását.

Áttörés és rekord

A Bosch évek óta dolgozik egy kísérleti dízelmotoron, amely jóval a 80 milligrammos nitrogén-oxid-határértéken belül marad valós közúti forgalomban. A korábban újságírók által is kipróbált négyhengeres erőforrás a Volkswagen kétliteres motorjára épül, de lökettérfogata 1,7 literes, új a motorvezérlése és a befecskendezése, turbóját a Bosch-Mahle szállítja.

Az életre tervezett vállalat legújabb fejlesztései nagyban segíthetik az autógyártókat a járművek nitrogén-oxid-emissziójának (NOx) olyan drasztikus csökkentésében, amellyel már ma teljesíthetik a jövő határértékeit. A nemrég bemutatott technológia valós üzemi körülmények (RDE) között is rekordértékekkel teljesíti a jelenlegi és a 2020-tól érvényes nitrogén-oxid-kibocsátási előírásokat. A megoldás különlegessége, hogy a mérnökök a már rendelkezésre álló technikát fejlesztették tovább, így nem volt szükség újabb, költségnövelő komponensekre. A nitrogén-oxidokra ma 168 milligramm, 2020-tól pedig 120 milligramm a határérték. A Bosch új dízeltechnológiája már ma kilométerenként 13 milligrammos, rekordmutatót tesz lehetővé az előírás szerinti RDE-mérés során, de városi forgalomban sem haladja meg a 40 milligrammot a kibocsátás kilométerenként. Felvetődik a kérdés, hogy miként érték el ez az eredményt? Ezt a befecskendezési-technika, egy új fejlesztésű levegőrendszer és az intelligens hőmenedzsment átgondolt kombinációja tette lehetővé.

De a fejlődés nem állhat meg és nem is áll meg a dízelek esetében sem. A Bosch mesterséges intelligenciával folytatja, újabb lépéssel jutva közelebb alapvető célkitűzéséhez, vagyis a környezeti levegőt a szén-dioxid-kibocsátástól eltekintve már alig terhelő belső égésű motorokhoz.

Miben más az új dízeltechnológia?

Mindeddig két fő tényező bizonyult kritikusnak a dízeljárművek nitrogén-oxid-kibocsátásának mérséklése szempontjából. Az egyik, a vezetési stílus. Erre a Bosch a motor gyors reagálású levegőrendszerében találta meg a megoldást: minél dinamikusabb a vezetési stílus, annál dinamikusabban működik a kipufogógáz-visszavezetés is. Mindez többek között a korábbiaknál érzékenyebben reagáló turbófeltöltővel válik lehetővé, miközben a magas- és alacsonynyomású kipufogógáz-visszavezetés kombinációjával a levegőrendszer működése még rugalmasabbá válik. A vezető így a károsanyag-kibocsátás intenzív növekedése nélkül is lendületesen indulhat el. Ugyancsak fontos a hőmérséklet hatása. A nitrogén-oxidok optimális átalakításának érdekében a kipufogógázok hőmérsékletének 200 Celsius fok felett kell maradnia, amit városi forgalomban gyakran nem sikerül megvalósítani. A Bosch szerint aktívan kell szabályozni a kipufogógáz hőmérsékletét. A kipufogórendszer így kellően meleg marad ahhoz, hogy stabil hőmérsékleti tartományban működhessen, mindvégig alacsony szinten tartva a károsanyag-kibocsátást.

A belső égésű motorok evolúciója

A közvetlen benzinbefecskendezéses motoroknál a részecskekibocsátás csökkentése áll a fejlesztések középpontjában. Ennek megoldására egy példa a nagy pontosságú lézerrel vágott furatokkal készülő, innovatív, közvetlen benzinbefecskendezés, amely a lézer által vágott élekkel kimagaslóan hatékony égésű keveréket képez az égéstérben. Emellett a benzines rendszerek befecskendezési nyomásának 200-ról 350 bar-ra növelésével a részecskék kibocsátása jelentős mértékben tovább csökkenthető. A dízelmotorok terén a Bosch jó esélyt lát arra, hogy a kipufogórendszerek további fejlesztése – ezen belül is többek között a kipufogógáz-utókezelés –, és a szennyező anyagot eltároló katalizátorok széles körű alkalmazása az egyik legkritikusabb nitrogén-oxid-kibocsátás akár 80 százalékos csökkentését eredményezheti. Ezt erősíti az elektromos kiegészítő meghajtások bevetése, amely a töltés célzott felhasználásával, főleg gyorsításkor és nagy terhelésnél csökkenti a nem kívánt nitrogén-oxid-kibocsátást, azaz már a belső égés folyamatainál tovább korlátozza a dízelmotorok környezetszennyezését. Az SCR-katalizátorral ellátott járműveknél szintén növeli a hatásfokot az elektromosítás: ezeknél a kipufogógáz-kezelési eljárásoknál jelentősen csökken az AdBlue-felhasználás, így ritkábban szükséges az AdBlue-tartályt utántölteni. A kipufogógáz-kezeléssel tehát 80, az elektromos kiegészítő hajtás alkalmazásával optimalizált működésű dízelmotorok égési folyamatainál további 20 százalékkal csökkenthető a nitrogén-oxid-kibocsátás. Mindezt összevetve, a Bosch szerint a benzinmotorok esetében, az alsóközép-kategóriában 85, a dízelmotoroknál akár 70 gramm alá is szorítható a kilométerenkénti kritikus károsanyag-kibocsátási érték, ezért is tartják a szakemberek, hogy a hatékony mobilitás alapja továbbra is a belső égésű motor marad, és a világszerte gyártott új járművek nagy részét tíz év múlva is fosszilis tüzelőanyag fogja hajtani.

Csúcsra járatott gázolajosok

A dízel működési elvénél fogva eleve hatékonyabb a benzines technikánál, ami azt is jelenti, hogy minél nehezebb autót mozgat dízelmotor benzinmotor helyett, annál nagyobb lesz a különbség fogyasztásban, végső soron pedig szén-dioxid-kibocsátásban is, a dízel javára. Ezért a nehéz járművek esetében még semmiképp nem lehet eltemetni a dízelt. Főleg, ha olyan csodadízelek vannak a piacon, mint a BMW négyturbós sorhatosa. A BMW B57 jelzésű hathengeres, soros dízelmotorját négy turbófeltöltő lélegezteti, két kisebb és két nagyobb, hogy a motor minden terhelésnél a lehető leghatékonyabban működhessen. A BMW 750d-ben az új csúcsdízel 400 lóerős, legnagyobb forgatónyomatéka 760 newtonméter, fogyasztása pedig jóval alatta marad a hasonló teljesítményű társainál.

B. Cs.