Om de följer med Reason Automobile är det inte nytt när vi säger att dieselmotorer hotas av utrotning. Dieselgate hände för två år sedan, men vi ser fortfarande efterdyningarna av händelsen. Användningen av diesel för att minska CO2-utsläppen står på spel, liksom dess existens.
Det "gamla" problemet/lösningen
El är inte en kortsiktig lösning, så byggare kommer att ha den "gamla" förbränningsmotorn som den främsta tekniska resursen för att nå nuvarande utsläppsminskningsmål. Vi har redan nämnt några möjligheter här, oavsett om det gäller nästa generations förbränningsmotorer – Mazdas SKYACTIV-X, Nissans VC-T eller Koenigseggs Freevalve – eller till och med inom bränsleområdet som Boschs eFuel.Mitt i så mycket osäkerhet finns det en säkerhet: dessa framsteg inom förbränningsmotorer kommer att åtföljas av ökande nivåer av hybridisering. Det är här Delphi går in, jätten som förser fordonsindustrin med lösningar inom komponentområdet.
48V + Cylinderavstängning = 19% minskning av förbrukningen
Delphis lösning innebär att slå samman två framväxande tekniska lösningar: semi-hybrider (mild hybrider) med 48V elektriska system och en ny typ av cylinderavaktivering som företaget kallar Dynamic Skip Fire.
48V-system börjar komma ut på marknaden – nya Audi A8 integrerar den till exempel i alla motorer (men debuten var Audi SQ7). De tillåter "drivande" start-stopp-system, de mest varierande kringutrustningarna - vattenpump, kylare, luftkonditionering -, bromsar, styrning och till och med turbo, vilket ökar motorernas energieffektivitet. De ersätter dock inte 12V elsystemet i nuvarande bilar. Dessa kommer att fortsätta att handla om belysning och infotainmentsystem.
Hur det fungerar?
Systemet ersätter även startmotor och generator med en motorgenerator – som är ansluten till vevaxeln med en rem – och har ett litiumjonbatteri för att lagra energi. Den tillåter inte elektrisk framdrivning, men befriar förbränningsmotorn från att driva en mängd elektriska system, eftersom den hjälper till vid start eller till och med när man "krossar" gaspedalen, vilket ger en "boost" av tillfälligt vridmoment.
Enligt Delphi tillåter semihybrider 70 % av bränslebesparingsvinsterna för en konventionell hybrid till bara 30 % av kostnaden. Med konkurrenskraftiga kostnader, på dieselnivå borde semihybrider bli den vanligaste tekniska lösningen när vi går in i nästa decennium.
Stänger av en cylinder när den inte behövs
Vad Delphi föreslår är att förena 48V-systemet med en annan teknik som redan presenterats av dem – Dynamic Skip Fire. Bakom detta namn döljer sig en ny typ av cylinderavstängningsteknik. I princip istället för att stänga av en hel cylinderbank – som en V8 – bestämmer detta system i farten om en viss cylinder ska aktiveras eller inte.Om systemet bestämmer att det inte är värt att injicera bränsle i en cylinder, analysera en viss uppsättning parametrar, gör det att inlopps- och avgasventilerna förblir stängda. Eftersom systemet fungerar genom att styra tändstiftet är endast bensinmotorer kompatibla med denna lösning.
Även om fördelarna med denna teknik är mer synliga i större motorer och med ett större antal cylindrar, använder prototypen som visas (på bilderna) en fyrcylindrig turbomotor.
Enligt Delphi kan kombinationen av dessa två tekniker öka bränslebesparingarna för en bensinmotor med upp till 19 % vid stadskörning och 14 % vid landsvägskörning, enligt den mest krävande nordamerikanska cykeln, definierad av EPA. Sådana värden sätter den i paritet med en nuvarande dieselmotor.
Tekniken är klar, men den borde inte komma förrän 2020
Båda teknologierna kan användas separat, men kompletterar varandra genom att öka propellereffektiviteten vid både låga och höga belastningar. Enligt Delphi kan det vara lösningen, särskilt i Europa, att möta vissa tillverkares beroende av Diesel.
Dave Sullivan, analytiker på AutoPacific48V semihybridsystemet har inte många fördelar i EPA:s testcykel, men kombinationen av dessa två teknologier är metadonet som Europa behöver för att bryta sitt dieselberoende.
Dieslar utgör fortfarande majoriteten av försäljningen för många tillverkare i Europa, särskilt premium, även om försäljningen minskar. Belägringen av dieslar som vi har sett kommer att tvinga tillverkarna att anta denna eller liknande lösning för att inte bara kunna uppfylla utsläppsmålen, utan också för att upprätthålla kommersiella prestanda. Även Kina – som också implementerar aggressiva mål för utsläppsminskningar – kan vara en avgörande faktor för antagandet av denna teknik.
Enligt Delphi, med hänvisning till data från IHS Markit, kommer elektriska komponenter gradvis, i det långa loppet, att ersätta förbränningsmotorer, så de kommer inte att ersätta dem omedelbart. Därför behövs andra typer av lösningar.
Men…
Trots att implementeringskostnaderna är jämförbara – om inte lägre – med kostnaderna för en nuvarande Diesel, finns det en punkt som kan distansera byggare från den samtidiga användningen av de två teknikerna. Dynamic Skip Fire innebär en extra kostnad på 350 € per fordon, men den nämner inte de potentiella kostnaderna för att designa om motorhuvudena för att integrera systemet. Om detta system ska integreras i en befintlig motor kan nya oljebyten behövas samt utrymme för att lägga till en solenoid för varje cylinder.
Men om de antar denna lösning, enligt Mary Gustanski, Delphis Vice President of Engineering, kommer CO2-utsläppen att vara likvärdiga med Diesel, men med överlägsen prestanda.