Будущее принадлежит дизелю!

Легковому дизелю исполняется 75 лет. Первый дизельный легковой автомобиль с системой впрыска Bosch появился в 1936 г. В середине 1970-х в Европе начался дизельный бум

Система Common Rail завоевывает мировые рынки. К 2015 г. расход топлива и выбросы углекислого газа у дизельных двигателей сократятся еще на 30%.

ШТУТГАРТ – В ближайшие двадцать лет дизель останется одним из важнейших типов двигателя для легковых автомобилей. Компания Bosch, входящая в число ведущих производителей дизельных систем в мире, связывает такой прогноз с огромным потенциалом развития этой технологии, прежде всего с точки зрения сокращения расхода топлива и вредных выбросов. Разработчики подразделения дизельных систем Bosch ожидают, что к 2015 г. средний расход топлива для легкового дизельного автомобиля компакт-класса составит всего 3,6 л на 100 км.

Последовательное совершенствование автомобильного дизеля стало одной из важнейших тенденций в 125-летней истории компании Bosch. Именно Bosch предоставил технологию впрыска для первого в мире легкового дизельного двигателя, созданного 75 лет назад. Основатель компании Роберт Бош еще в 1922 г. отдал поручение разработать дизельный насос высокого давления для впрыска топлива (ТВНД) – первоначально для использования в грузовом транспорте. В 1924 г. в Германии был выпущен первый серийный дизельный грузовик, а крупносерийное производство систем дизельного впрыска началось в 1927 г. Таким образом, компания Bosch положила начало истории успеха дизельных двигателей на дорогах всего мира, которая продолжается и по сей день.

1936-2011: 75 лет дизельных инноваций в легковых автомобилях. В 1930-е годы компания Daimler-Benz приняла решение использовать дизельные двигатели с системой впрыска Bosch и в легковых автомобилях.

Первый в мире серийный легковой дизель, Mercedes-Benz 260 D, был представлен на Берлинской автомобильной выставке в 1936 г. Автомобиль расходовал на треть меньше топлива, чем бензиновая модель той же мощности. Объем продаж первого дизельного Mercedes были небольшим, так как его двигатель еще не мог сравниться с бензиновыми аналогами по рабочим характеристикам и плавности хода. Тем не менее, был сделан важный шаг вперед, и в послевоенный период дизельный двигатель стал находить все более широкое применение в легковых автомобилях. К 1950 г. Bosch выпустил уже миллион дизельных насосов для легкового и грузового транспорта. Легковые дизели приобретали популярность благодаря своей экономичности, которую особенно ценили водители такси. В этот период компания начала применять системный подход в области дизельных технологий, выпуская наряду с ТНВД такие компоненты, как насосы подачи топлива, топливные фильтры, инжекторы и свечи накаливания.

Еще в 1960 г. Bosch выпустил на рынок первый распределительный ТНВД, более легкий и компактный, чем обычные рядные насосы, что позволило устанавливать дизельные двигатели на легковые автомобили меньшего размера. Инженеры Bosch своевременно распознали тенденцию, которая к середине 1970-х приняла формы настоящего дизельного бума. Его начало связано с появлением в 1975 г. дизельного VW Golf – первой модели компакт-класса с высокооборотистым дизельным двигателем, сочетавшим хорошие динамические характеристики с экономичностью благодаря распределительному топливному насосу Bosch. Версия Golf GTI c турбонагнетателем и броским дизайном позднее приобрела культовый статус как первый спортивный дизельный автомобиль. Вскоре примеру Volkswagen последовали все крупные европейские автопроизводители, выпустившие целый ряд дизельных моделей «гольф-класса». Не последнюю роль в этом успехе сыграл распределительный насос Bosch, который устанавливался на многие крупносерийные модели.

В середине 1980-х для дизельных автомобилей началась эпоха электроники. В 1986 г. Bosch запустил в производство первые системы электронного управления для своих распределительных и рядных насосов. В 1987 г. распределительные ТНВД с электронным управлением одной из первых стала использовать компания BMW. Фирменное удовольствие от вождения стало доступным и для владельцев дизельных автомобилей: модель BMW 524 td с турбированным шестицилиндровым двигателем была самым быстрым серийным дизелем того времени. А в 1989 г. произошла настоящая революция: был создан аксиально-поршневой насос для прямого дизельного впрыска, впервые примененный в модели Audi 100 TDI. Новая технология Bosch позволила подавать дизельное топливо непосредственно в цилиндр под высоким давлением (около 1000 бар), обеспечивая особо эффективное сгорание. Благодаря этому удалось резко увеличить мощность и плавность работы двигателя при одновременном сокращении расхода топлива и объема вредных выбросов. Всего несколько лет спустя прямой впрыск стал стандартным решением для дизельных двигателей в легковом и грузовом транспорте. В конце 1990-х распространение дизельных двигателей получило дополнительный импульс с разработкой трех новых технологий впрыска высокого давления – радиально-поршневого распределительного насоса (1996), системы Common Rail (1997) и насоса-форсунки (1998). Последняя технология использовалась, например, в модели Volkswagen Lupo с 3-литровым двигателем.

Common Rail: технология XXI века

Среди всех альтернативных решений конца 1990-х годов ведущие позиции в конечном счете заняла технология впрыска Bosch Common Rail. Всего через год после начала производства системы объем ее выпуска составил один миллион единиц, а к 2000 г. достиг трехмиллионной отметки. Первыми автомобилями с инновационной технологией впрыска в 1997 г. стали Mercedes-Benz 220 CDI и Alfa Romeo 156 JTD. Система обеспечивает постоянно высокое давление впрыска до 1350 бар, подавая топливо во всех цилиндры через общую магистраль. Эта технология впервые сделала возможным многоточечный впрыск. В 2003 г. Bosch представил систему Common Rail третьего поколения, оснащенную пьезоэлектрическими инжекторами Piezo Inline и отличавшуюся от предшествующих версий еще более низкими расходом топлива, объемом вредных выбросов и уровнем шума. В 2005 г. президент Германии вручил разработчикам системы из компании Bosch престижную премию Deutscher Zukunftspreis. К настоящему времени системами Bosch Common Rail оснащены более 66 млн двигателей.

Дизель в автоспорте

С началом «дизельной волны» середины 1970-х все ведущие европейские автопроизводители включили в свой модельный ряд дизельные легковые автомобили. Одновременно разрабатывались экпериментальные модели, призванные продемонстрировать достоинства дизельного двигателя в повседневных условиях. В 1972 г. дизельный испытательный автомобиль Opel GT побил 20 международных и два абсолютных мировых рекорда для всех категорий, а в 1978 г. настоящий фурор произвел дизельный прототип Mercedes C111-III, установивший девять мировых рекордов скорости на полигоне Нардо в Италия, в том числе для максимальной скорости (338 км/ч) и средней скорости на треке (325 км/ч). Этот болид с необычным дизайном был создан на основе серийного Mercedes-Benz 300 D с пятицилиндровым двигателем объемом 3 л. Почти 30 лет спустя технология Bosch Common Rail принесла дизельным автомобилям Peugeot и Audi успех в знаменитых гонках серии Ле-Ман. Свой вклад в четырехратную победу команды Audi внесли надежность дизельных двигателей и их устойчивость к нагрузкам, но решающим преимуществом в соревновании все же стал намного более низкий расход топлива. В условиях самых изнурительных в мире гонок на выносливость это позволяет водителям дольше оставаться за рулем и реже останавливаться для дозаправок, что выражается в значительном преимуществе во времени прохождения круга по сравнению с бензиновыми автомобилями.

Дизель на мировых рынках

В начале нового тысячелетия технология Bosch Common Rail придала дизельному буму новый импульс. Если в 1997 г. дизелем оснащались всего 22% новых легковых автомобилей, продаваемых в Западной Европе, то к 2006 г. этот показатель превысил 50%. Технология Common Rail обладает значительным потенциалом развития и, в частности, позволяет дизельным двигателям выполнять самые строгие стандарты эмиссии, принятые в штате Калифорния. Несколько лет назад ряд европейских, американских и азиатских автопроизводителей начал общую кампанию по популяризации дизеля в Соединенных Штатах. Марки премиум-класса Audi, BMW и Mercedes-Benz включают в свой модельный ряд для американского рынка все больше модификаций с дизельными двигателями. По прогнозам Bosch, доля дизельных легковых автомобилей в США к 2015 г.вырастет с 5% до 10%. «Чистый дизель» может добиться еще больших успехов на развивающихся рынках Азии, где системы прямого впрыска высокого давления помогут автомобилям соответствовать новым стандартам вредных выбросов. Сегодня в Индии и Китае (включая Тайвань) продается более миллиона систем Bosch Common Rail в год.

Эффективнее, экономичее, экологичнее

Требования к расходу топлива в последние несколько лет заметно ужесточились: переход от стандарта Euro 5 к Euro 6 предполагает, что выбросы окислов азота сократятся более чем в два раза. С этой целью разработчики Bosch оптимизируют показатели очистки выхлопных газов, давления наддува и впрыска по всему графику характеристик двигателя, благодаря чему сокращается образование окислов азота в процессе сгорания. Обработка выхлопных газов также может служить для повышения КПД дизельного двигателя: по такому принципу работает система Bosch Denoxtronic, которая уже давно используется вместе с катализаторами для сокращения выбросов NOx в коммерческом транспорте, а некоторое время назад была адаптирована и для легковых автомобилей. С 2009 г. они оснащаются этой системой в Соединенных Штатах, где действуют наиболее строгие экологические нормы; в настоящее время такие модели, рассчитанные на стандарт Euro 6, доступны и в Европе. В расчете на еще более строгие нормы вредных выбросов и в целях дальнешего сокращения расхода топлива и эмиссии углекислого газа Bosch разрабатывает системы впрыска с рабочим давлением более 2000 бар – это соответствует нагрузке в две тонны на один квадратный сантиметр. В системах с пьезоинжекторами, срабатывающими до восьми раз за один такт двигателя, продолжительность впрыска составляет менее миллисекунды – это в два раза быстрее скорости звука.

Будущее принадлежит дизелю

В ближайшие годы дизельные технологии Bosch позволят еще более увеличить КПД двигателей внутреннего сгорания для легковых автомобилей. К 2015 г. на рынке появятся двигатели нового типа, в которых будет реализован целый ряд передовых технологий. Например, благодаря высокоэффективному «даунсайзингу» трехцилиндровые дизели объемом всего 1,1 л будут обладать мощностью около 100 кВт в сочетании с выдающейся динамикой и плавностью хода. Приводы будут оснащаться дополнительными системами, которые также внесут свой вклад в повышение КПД силовой установки:

• - Система «старт-стоп» для автоматического включения и выключения двигателя во время остановок на светофорах или в пробках.
• - Система терморегуляции для быстрого достижения и поддержания оптимальной рабочей температуры двигателя.
• - Высокоэффективный генератор с функцией рекуперации энергии торможения для подзарядки аккумулятора.

Благодаря технологиям Bosch дизельные легковые автомобили будущего станут еще более экономичными. Так, в 2015 г. средний дизель будет расходовать всего 3,6 л топлива на 100 км – это примерно на 30% меньше, чем потребляет стандартная дизельная модель 2009 г. Гибридизация позволит сократить расход уже на 40%. Инженеры Bosch постоянно работают над системами для двигателей будущего в сотрудничестве с автопроизводителями, внося свой вклад в дальнейшее совершенствование двигателя внутреннего сгорания.

Ключевые даты: 75 лет дизельных технологий в легковых автомобилях

1921 - Первые опыты с дизельным впрыском на маслонасосах Bosch.

1922 - Официальное начало разработок системы дизельного впрыска.

1923 - Первые опытные образцы насосов для впрыска дизельного топлива (ТНВД).

1927 - Начало серийного производства ТНВД и форсунок для грузовиков.

1930 - 10-тысячный дизельный ТНВД.

1931 - Регулятор для топливных насосов.

1934 - Пневматический регулятор для топливных насосов.

1934 - 100-тысячный дизельный ТНВД.

1936 - Первая система дизельного впрыска для легковых автомобилей.

1950 - Миллионный дизельный ТНВД.

1960 - Первый распределительный насос (VM).

1975 - Распределительный насос VE.

1986 - Электронный блок управления EDC для распределительных дизельных насосов.

1987 - Электронный блок управления EDC для рядных дизельных насосов.

1989 - Аксиально-поршневой распределительный насос VP37 для прямого впрыска в легковых автомобилях.

1996 - Радиально-поршневой распределительный насос VP44.

1997 - Начало серийного производства ТНВД модели CP1 на заводе в г. Бари, Италия. Начало производства инжекторов CRI1 в г. Бамберг, Германия. Давление впрыска до 1350 бар.

1998 - Насос-форсунка для легковых автомобилей.

1998 - Bosch и Fiat получают премию Пауля Питча в области технических инноваций за разработку системы Common Rail.

1999 - Миллионная система Common Rail.

2001 - Система Common Rail второго поколения для легковых автомобилей. Давление впрыска до 1600 бар.

2001 - Начало производства компонентов Common Rail в г. Чарлстон, США.

2002 - 10-миллионаая система Common Rail.

2003 - Система Common Rail третьего поколения с пьезоэлектрическими инжекторами для легковых автомобилей. Давление впрыска до 1800 бар.

2005 - Премия Deutscher Zukunftspreis за разработку пьезоэлектрических инжекторов для систем дизельного впрыска.

2005 - Начало производства компонентов Common Rail в г. Нашик, Индия.

2006 - Доля дизельных легковых автомобилей на рынке Западной Европы превышает 50%.

2006 - Audi R10 TDI с дизельным двигателем и технологией впрыска Bosch выигрывает гонки Ле-Ман. Новые победы следуют в 2007, 2008, и 2010 гг.

2007 - Bosch выпускает первую в мире систему впрыска с давлением 2000 бар.

2008 - PSA Peugeot Citroën и Robert Bosch GmbH заключают соглашение о стратегическом партнерстве в области дизельных гибридных технологий.

2009 - 50-миллионная система Bosch Common Rail.

2009 - Первые транспортные средства типа «чистый дизель», отвечающие стандарту Euro 6 (за пять лет до его вступления в действие).

2011 - Первый дизельный гибрид PSA Peugeot Citroën, разработанный при участии Bosch, поступает в серийное производство.

Начало дизельной эры

Первым в мире дизельным легковым автомобилем в 1936 г. стал Mercedes 260 D, оснащавшийся насосом Bosch для впрыска топлива

Народный дизель

В 1975 г. появился первый дизельный автомобиль компакт-класса – Volswagen Golf. Его четырехцилиндровый двигатель сочетал хорошие динамические характеристики с экономичностью благодаря распределительному топливному насосу Bosch

BMW 524 td был самым быстрым серийным дизелем 1980-х годов. С 1987 г. модель оснащалась распределительным насосом с электронным управлением, благодаря которому автомобиль отличался отличными мощностными характеристиками.

С 1987 г. модель BMW 524 td оснащалась первым в мире распределительным насосом с электронным управлением. Инновационная технология Bosch повышала мощность двигателя, одновременно сокращая объем вредных выбросов и уровень шума.

Дизельная революция

В 1989 г. на рынке появилась Audi 100 TDI с аксиально-поршневым насосом нового поколения, который подавал дизельное топливо непосредственно в камеры сгорания под высоким давлением.

Впрыск высокого давления

В модели Audi 100 TDI инновационный аксиально-поршневый насос Bosch VP34 подавал дизтопливо непосредственно в камеры сгорания под давлением около 1000 бар. Это позволяло значительно повысить эффективность сгорания.

В 1997 г. Alfa Romeo 156 JTD стала первым автомобилем с системой впрыска Bosch Common Rail наряду с Mercedes-Benz 220 CDI. Эта технология впервые сделала возможным многоточечный впрыск.

Дизель в стиле хайтек

В 1997 г. Alfa Romeo 156 JTD и Mercedes-Benz 220 CDI стали первыми автомобилями с системой впрыска Bosch Common Rail. Эта технология впервые сделала возможным многоточечный впрыск.

Начиная с 1998 г. VW Passat TDI оснащался системой «насос-форсунка», отвечавшей за низкий расход топлива и отличные ездовые качества модели. По этой технологии маленьким насосом, генерирующим давление до 2000 бар, оснащается каждый цилиндр.

Распределительный насос для прямого дизельного впрыска

В 1989 г. Audi первой из компаний-автопроизводителей использовала аксиально-поршневый насос с электронным управлением Bosch VP34. Применение прямого впрыска стало важной вехой в развитии дизельных технологий.

Дизельный впрыск в легковых автомобилях

В 1936 г. рядный дизельный насос Bosch был применен в первом в мире серийном легковом автомобиле – Mercedes 260 D.

Электронное управление для дизельных двигателей

В 1986 г. Bosch выпустил первый в мире электронный блок управления EDC для дизельных двигателей с непрямым впрыском. Первоначально технология использовалась в моделях BMW.

Производство рядных дизельных насосов

Производство рядных насосов для дизельного впрыска на заводе в г. Фойербах, 1964 г.

Проверка рядных дизельных насосов

Заключительный контроль качества рядных насосов для дизельного впрыска на заводе в г. Фойербах, 1954 г.

Производство инжекторов

Производство инжекторов на заводе в г. Фойербах, 1950 г.

Испытания насоса для дизельного впрыска на автомобиле

Компания Bosch впервые предложила автопроизводителям систему впрыска, которая сделала возможным прибыльное производство дизельных двигателей для автомобилей. На снимке – автомобильный двигатель с экспериментальным дизельным насосом Bosch, 1927 г.

Реклама дизельных насосов и принадлежностей Bosch, 1949 г.

Визуальный контроль на производстве систем впрыска

Современные системы дизельного впрыска должны соответствовать самым высоким стандартам качества. На снимке – проверка компонентов для инжекторов Common Rail на заводе в г. Бурса, Турция.

Мелко распыленная струя топлива

Для экологичной, эффективной и экономичной работы дизельных двигателей необходимо очень мелкое распыление топлива. Для этого оно пропускается через форсунки инжекторов под высоким давлением – до 2050 бар.

Аккумуляторный впрыск Common Rail

В системе Bosch Common Rail, выпущенной на рынок в 1997 г., была впервые применена технология впрыска, при которой насос под контролем электронного блока управления генерировал высокое давление в топливной магистрали (rail). Инжекторы впрыскивают топливо непосредственно в камеры сгорания. Первыми легковыми автомобилями с системой Common Rail стали Alfa Romeo 156 и Mercedes C-класса.

Производство инжекторов Common Rail

В 1997 г. на рынке появилась первая в мире система аккумуляторного впрыска – Bosch Common Rail. На снимке – производство инжекторов Common Rail на заводе в г. Бамберг.

Система впрыска Bosch для дизельного двигателя

Bosch выпускает все необходимые компоненты для дизельного впрыска топлива. На рисунке – система в сборе, 1950 г.

Радиально-поршневой распределительный ТНВД

В 1996 г. Bosch начал выпуск радиально-поршневого распределительного ТНВД VP44 для легковых автомобилей и легкого коммерческого транспорта. Впервые насос был применен в четырехцилиндровом двигателе дизельной модели Opel Vectra.

Прецизионное производство инжекторов

На заводе Bosch в г. Бамберг производятся высокопрецизионные инжекторы для дизельных двигателей.

Дизельный впрыск в автосервисе

Автомастерская Bosch в Берлине, 1942 г.: работа с дизельным насосом Bosch PE 4 на испытательном стенде Bosch EF 8345.