Dieselmann: Dr. Andreas Kufferath som er sjef for utvikling av dieselteknologi i Bosch, men kan svært mye om bensinmotorer også.
Dieselmann: Dr. Andreas Kufferath som er sjef for utvikling av dieselteknologi i Bosch, men kan svært mye om bensinmotorer også. (Bilde: ORV)

Stempelmotor

Slik vil de klemme mer virkningsgrad ut av motorene

Stempelmotoren har mer å gå på.

BOXBERG, TYSKLAND: Det er fremdeles mulig å klemme ti prosent mer ut av både diesel- og bensinmotoren. Det mener Bosch som produserer vitale deler til bilindustrien.

Ikke bare skal fremtidens motorer får lavere forbruk, de skal forurense mindre også. Mye mindre faktisk, og de skal klare å levere gode verdier uten å måtte ty til juks. Det skal de gjøre uten å måtte utvikle ny renseteknologi, men ved å optimalisere og forbedre den som finnes.

Det viser selskapet eksempler på under et stort internasjonalt pressearrangement på testbanen deres i Boxberg i Tyskland hvor 300 internasjonale journalister får kjøre prototyper og intervjue utviklere.

Vi snakket med Dr. Andreas Kufferath som er sjef for utvikling av dieselteknologi i Bosch. Han har jobbet 16 år med bensinmotorer også, så han kan en ting eller to om dem også.

Mer virkningsgrad

– Når vi sier at dieselmotorens virkningsgrad fremdeles kan forbedres ti prosent, er det summen av mange små forbedringer. Noen kan vi stå for mens andre må motorprodusentene selv stå for, sier han og peker på en ending de selv jobber med.

Bosch regner med å kunne hente ytterligere to prosent virkningsgrad ved å forbedre innsprøytningssystemet til dieselmotorene. Spesielt selve dysene.

– Dette påvirker forløpet i forbrenningssyklusen. Selv om vi er kommet veldig langt på dette området er vi ikke i mål, sier Kufferath.

En Volkswagen TDI dieselmotor.
En Volkswagen TDI dieselmotor. Foto: Volkswagen

Bosch er en stor produsent av turboer. Også her er det et par prosent å hente ved å forbedre aerodynamikken.

High-tech honing

– Friksjon er fremdeles en stor fiende av virkningsgraden. Kan vi redusere den så kommer vi litt lenger på hver dråpe diesel eller bensin. Men her er det først og fremst bilprodusentene selv som må gjøre jobben, og det arbeidet er på gang. De ser på selve sylinderveggen, materialer og eventuelle belegg i den. En lovende teknikk er å laserbearbeide overflaten slik at man skaper en mikrostruktur som forbedrer egenskapen og optimaliser tykkelsen til oljefilmen, sier Kufferath.

– Før honet vi sylindre med keramiske slipemidler som bidro til å holde oljefilmen på plass, men dette er mye mer avansert  Vi tror en slik sylindervegg vil bidra med mellom to og tre prosent virkningsgrad, sier han.

Stålstempel

En annen utvikling som blant andre Mercedes-Benz har tatt i bruk er å gå over fra aluminium til stålstempler.

I motsetning til hva man skulle tro er de ikke tyngre. De er ikke så lange, og smekrere enn aluminiumsstempler.

– Det betyr mindre flate som glir i sylinderen og mindre friksjon, men det er også enklere å kontrollere de termiske forholdene i slike stempler. Dette vil også gi en forbedring i virkningsgrad på mellom to og tre prosent. Til samme vil disse elementene gi rundt ti prosent forbedring av virkningsgraden, sier han.

Bedre virkningsgrad, mindre CO2: Mange små forbedringer skal gjøre dieselmotoren enda bedre. I tillegg til at nye motorer vil tilfredsstille EUs utslippskrav etter de nye kravene som måler reell kjøring og hvor produsentene ikke kan jukse. Den samme utviklingen skjer på bensinmotorer, men med litt andre teknikker.
Bedre virkningsgrad, mindre CO2: Mange små forbedringer skal gjøre dieselmotoren enda bedre. I tillegg til at nye motorer vil tilfredsstille EUs utslippskrav etter de nye kravene som måler reell kjøring og hvor produsentene ikke kan jukse. Den samme utviklingen skjer på bensinmotorer, men med litt andre teknikker. Foto: Bosch

Bensin også

Bensinmotorer får ikke effekten av dieseldysene. Her må det andre ting til for å have virkningsgraden.

Det at vi struper bensinmotorene med et spjeld er selvfølgelig en tøff utfordring for virkningsgraden. Ved lav og middels belastning må motoren suge med delvis lukket spjeld og det krever energi. Men vi må ha spjeldet for prinsippet bak den såkalte ottomotoren er at det skal være akkurat så mye oksygen i motoren som bensinblandingen trenger.

Forbedring av turboteknologi kan gi høyere virkningsgrad fra forbrenningsmotorer. 
Forbedring av turboteknologi kan gi høyere virkningsgrad fra forbrenningsmotorer.  Foto: Bosch Mahle

– Løsningen er å redusere slagvolumet i motoren og kompensere det lavere volumet med turbo. Når vi for eksempel reduserer slagvolumet i en bensinmotor fra 1,6 liter til 1,2 liter må vi ha større pådrag for å oppnå den samme ytelsen. Det betyr at spjeldet åpner mer, og ikke bremser innsugningsluften så mye. Dette er en viktig trend fremover når vi skal hente mer virkningsgrad fra bensinmotoren, sier han.

Kufferath mener bensinmotorer med variabelt kompresjonsforhold er en interessant utvikling, men er redd slike forbeholdes dyre biler. Det krever mer kompleksitet i mekanikken og elektronikken og det er ikke massemarkedet villig til å betale for.

– Vi må heller ikke glemme hvor viktig turboen har vært for å redusere friksjon i motorene. Det høres kanskje rart ut, men se på moderne dieselmotorer og bensinmotorer med turbo. De har høyt dreiemoment på lavt turtall og gjør at man kan holde turtallet nede. Friksjonen øker med omdreiningstallet og det er en betydelig faktor som påvirker virkningsgraden negativt, sier han.

Bosch' BRS-system gir fossilbiler mild hybridisering. Systemet skal i produksjonsbiler i 2017.
Bosch' BRS-system gir fossilbiler mild hybridisering. Systemet skal i produksjonsbiler i 2017. Foto: Bosch

Elektrifisering

– Alt dette handler om hvor mye ekstra vi kan vri ut av diesel- og ottomotorer. Men det er en trend til som kommer motorene til unnsetning. Det er elektrifisering, sier Kufferath

– Den enkleste form for hybridisering, hvor vi har et lite batteri og en motor/generator som kan hjelpe motorene når virkningsgraden trenger det, kommer på toppen av denne utviklingen og hjelper forbrenningsmotorene ytterligere til å bevare energien i drivstoffet de bruker, sier Kufferath.

Kommentarer (47)

Kommentarer (47)