mojeauto.pl > motogazeta > Technika > Nowe technologie w służbie kierowcy i ekologii

Nowe technologie w służbie kierowcy i ekologii

Samochód został wymyślony przez człowieka, aby człowiekowi służyć. Niestety, coraz częściej staje się narzędziem zagłady: tej bardzo bezpośredniej, kiedy bierze udział w wypadku drogowym, i tej bardziej odsuniętej w czasie – spalinowy silnik produkuje sporo zanieczyszczeń, przyczyniających się do zmiany klimatu, który staje się gatunkowi ludzkiemu z roku na rok mniej przyjazny.

Nowe technologie w służbie kierowcy i ekologii

Dlatego firmy motoryzacyjne starają się, aby wszelkie zgubne skutki działalności człowieka do spółki z samochodem ograniczać. Jeden ze światowych liderów technologii motoryzacyjnej, jakim jest firma Bosch, wydał w 2006 roku niemal 2,5 miliarda euro na badania w dziedzinie techniki motoryzacyjnej. Wizja firmy w tym zakresie może być określona w trzech słowach:  sicher, sauber, sparsam, czyli bezpiecznie, czysto i oszczędnie. Wiele z rozwiązań, które wejdą w najbliższym czasie do produkcji seryjnej, demonstrowano dziennikarzom branży motoryzacyjnej z 30 krajów podczas międzynarodowej konferencji w połowie czerwca w ośrodku testowym Boscha w Boxbergu.

Bezpiecznie
Do niedawna bezpieczeństwo w samochodzie kojarzyło się ze strefami zgniotu kontrolowanego, liczbą poduszek powietrznych czy napinaczami pasów, czyli generalnie bezpieczeństwem biernym. Pogląd ten zaczął  zmieniać się w momencie, kiedy do powszechnego użycia zaczęły wchodzić ABS czy ESP, czyli systemy wspomagające kierowcę czynnie. Bosch poszedł krok dalej i planuje wprowadzić system integrujący bezpieczeństwo czynne i bierne. (CAPS – combined active and passive safety), wykorzystując już istniejące systemy i czujniki w samochodzie, ze wspomaganiem nowych (kamery noktowizyjne czy czujniki radarowe) ma za zadanie przewidywać sytuację na drodze i w razie niebezpieczeństwa wypadku odpowiednio sterować układem hamulcowym, napinaczami pasów, przygotować poduszki do wystrzelenia, czy też awaryjnie zahamować.

Zobacz więcej zdjęć z prezentacji nowych technologii

Przykład: jedziemy dwupasmową drogą, na chwilę odwracamy uwagę od jezdni (np. zmieniamy stację radiową). Nie zauważamy, że na naszym pasie pojawił się właśnie inny samochód. Predictive Safety System jednak zauważa przeszkodę i informuje nas o tym sygnałem dźwiękowym i krótkim ostrym hamowaniem. Jednocześnie, na wszelki wypadek, pozostawia klocki hamulcowe zbliżone do tarcz, przygotowuje poduszki i napinacze pasów do reakcji. Ale nie hamuje za nas, jedynie ostrzega przed niebezpieczeństwem, licząc, że zorientujemy się, o co też samochodowi chodziło. Jeśli jednak radar, mierzący odległość od przeszkody, widzi, że kolizja jest nieunikniona, zaczyna awaryjne hamowanie, a badając pozycję kierowcy i pasażera wystrzeli poduszki z odpowiednią siłą.

Jak wynika z badań, większość kierowców podczas uderzenia w tył poprzedzającego pojazdu nie reaguje zupełnie. W przypadku kolizja siła zderzenia będzie niższa, poduszki i napinacze zadziałają sprawniej, zatem i obrażenia, które kierowca odniesie, będą mniejsze. W awaryjnej sytuacji każda setna sekunda reakcji to przejechany dodatkowy dystans (stąd też zbliżenie okładzin do tarcz). System CAPS, jak widać, nie będzie zastępował człowieka, a jedynie wydatnie mu pomagał. Dlaczego daje znak krótkim ostrym hamowaniem? Po prostu liczba ostrzeżeń akustycznych w samochodzie jest już na tyle duża, że kierowca może nie zwrócić na nie uwagi.

Innym rozwiązaniem, stosowanym już w produkcji seryjnej, jest inteligentny tempomat (Active Cruise Control Stop & Go), oferowany m.in. w modelu Audi Q7. Jego działanie polega na utrzymywaniu nie tylko stałej prędkości samochodu, ale także odpowiedniej odległości za poprzedzającym pojazdem. Przydatne, zwłaszcza w mieście i na autostradzie. W mieście możemy jechać w korku ulicznym nie dotykając w ogóle pedałów gazu i hamulca. Podobnie na autostradzie, gdzie system jest o tyle istotny, że podczas długiej jazdy ze stałą prędkością kierowca znużony podróżą może zbyt późno zauważyć zmianę prędkości samochodu jadącego przed nim. ACC wyhamuje samochód za niego.

Ciekawą propozycją, która stosowana jest już w samochodach klas wyższych, jest ESP Premium. To ulepszony system ESP, którego jedną z cech jest brak pulsacji pedału hamulca podczas działania ABS-u. Cóż, ktoś może powiedzieć, że to tylko kosmetyka. Jednak znowu okazuje się, że pulsacja hamulca w sytuacjach awaryjnych, powoduje, że kierowcy często przerywają w ogóle hamowanie.

Jak to wygląda w praktyce?
Wsiadam do naszpikowanego aparaturą BMW. Towarzyszy mi inżynier, który objaśnia długo i dokładnie wszystkie aspekty działania systemów. Ruszamy. Najpierw jadę jako pasażer. Przed nami drugi samochód z doczepionym ramieniem, symulującym przeszkodę na naszym pasie ruchu. Rozpędzamy się i chwilę przed przeszkodą sygnał akustyczny oznajmia nam, że zaraz uderzymy w przeszkodę. Robi to na tyle wcześnie, że możliwa jest odpowiednia reakcja. Zamiana miejsc. Rozpędzam się. Przyznam, że miałem obawy przed uderzeniem w przeszkodę. Towarzysz podróży uspokaja: nawet jeśli uderzysz w przeszkodę – nie ma problemu, cała jest obłożona gąbką, ramię jest ruchome, nic się nie stanie. Niby racja, ale szkoda czarnego lakieru i… trochę wstyd by był… Ale do rzeczy: przed przeszkodą słyszę sygnał. Skręcam kierownicę – i omijam przeszkodę. „A teraz damy głośniej radio”. Znowu rozpędzam samochód. „Bipera” na pewno nie usłyszę. Kilka metrów przed przeszkodą czuję szarpnięcie – hamulce zostały na chwilę uruchomione. W ten sposób Predictive Safety System dał mi znać o niebezpieczeństwie.

Zmiana auta na Audi Q7. Ustawiam tempomat i odległość. Na kilkukilometrowym odcinku jadę skręcając jedynie kierownicą. Nawet przez chwilę nie muszę uważać na poprzedzający mnie samochód. System sam zwalnia, przyspiesza, a kiedy trzeba, zatrzymuje samochód.
Znowu zmiana auta. Kolejnym jest Mercedes z ESP Premium. Rozpędzam się do 60km/h i wjeżdżam na specjalnie przygotowany do testów tor.  Połowa samochodu znajduje się na asfalcie, druga zaś na mokrych i piekielnie śliskiej płycie. Hamulec w podłogę i…zatrzymuję się lekko tylko korygując tor kierownicą. Nagłe hamowanie nie było zupełnie odczuwalne na pedale hamulca – najnowsza generacja ABS-u, będącego składową systemu ESP, nie powoduje absolutnie żadnych „odbić” hamulca. Ruszanie to po prostu przyciśnięcie gazu. Żadnego buksowania kół, ostrożnego dawkowania. Po prostu bezstresowa jazda po śliskiej nawierzchni.

Nie wszystkie nowe wynalazki służą jednak w sytuacjach ekstremalnych. Bardzo przydatnym urządzeniem, który uchroni nasze zderzaki przed zadrapaniami, jest asystent parkowania. Pokazuje nam on nie tylko, jaka odległość pozostała do przeszkody, ale w ogóle jak wjechać w przysłowiową zatoczkę. Próbuję. Najpierw system znajduje dla samochodu odpowiednią przestrzeń, a  potem pokazuje na ekranie kiedy i jak bardzo skręcić kierownicą; ile do przodu, ile do tyłu i…gotowe. A teraz automatyczna wersja: system pokazuje jedynie kiedy hamować, kiedy jechać, natomiast ręce pozostają całkowicie bezczynne. Kierownica kręci się sama. To drugie rozwiązanie możliwe jest w tej chwili w mniejszych samochodach (próbowałem go na Mercedesie klasy A).

Wiele osób w tym momencie powie: elektronika jest zawodna i nic nie zastąpi kierowcy. I oczywiście ma rację. Należy jednak pamiętać, że urządzenia elektroniczne mają jedynie wspomagać człowieka tam, gdzie emocje biorą górę nad doświadczeniem, czyli w sytuacjach ekstremalnych.

Czysto i oszczędnie
Te dwa hasła są dość ściśle połączone. Oszczędne silniki to mniej zanieczyszczeń. Wiadomo, że za 20 lat silnik spalinowy nadal będzie najpopularniejszym źródłem napędu samochodu, ponieważ tkwi w nim ogromny potencjał rozwojowy.  Dobrym przykładem mogą być nowoczesne silniki Diesla z wtryskiem bezpośrednim, zużywające około 30 proc. mniej paliwa niż podobnej wielkości konwencjonalne silniki benzynowe, które działają w oparciu o systemy wtrysku wielopunktowego. Emisja CO2 jest tu o około 25 proc. niższa – dzięki wysokiej wydajności energetycznej siników wysokoprężnych. Wysiłki producentów samochodów zmierzają teraz nie tylko do ulepszania tych silników, ale także do przekonania klientów w USA i Azji do zakupu „ropniaków”.

Aby zapewniać coraz większą efektywność wszelkich silników spalinowych, stosowane są obecnie całe pakiety technologiczne. Na przykład dzięki  połączeniu systemu bezpośredniego wtrysku benzyny, turbodoładowania, downsizingu, wysokoefektywnego alternatora i systemu Start-Stop uzyskujemy obniżenie emisji CO2 ze 185 do 139 gramów na 1 km . W przypadku Diesla, wartość ta spada ze 143 do 129 gramów dwutlenku węgla na 1 km.

Zatrzymajmy się na chwilę przy idei downsizingu. Polega ona na zmniejszaniu pojemności silnika, przy jednoczesnym podnoszeniu jego mocy. Można by zapytać: po co? Otóż mniejsza pojemność silnika przekłada się na mniejsze powierzchnie tarcia, co z kolei powoduje mniejsze opory ruchu elementów silnika. Zatem mniej energii zawartej w paliwie zużywanej jest na wytwarzane ciepła – efektu ubocznego pracy silnika.

W dzisiejszych czasach podaż ropy naftowej jest niepewna. Dlatego coraz większą wagę przykłada się do paliw alternatywnych, takich jak etanol i sprężony gaz ziemny (CNG).  Aby zapewnić wysoką wydajność silników zasilanych tymi paliwami, potrzebne są odpowiednie układy zasilania paliwem (wtrysku) i zapłonu.

Warto też wspomnieć kilka słów o bezpośrednim wtrysku DI-Motronic drugiej generacji. Jest to rozwiązanie, które wprowadza więcej świeżego powietrza do cylindra przy niskich szybkościach silnika, a tym samym dostarcza dużego momentu obrotowego. Proces taki określany jest mianem przedmuchu (Scavenging). W czasie tego procesu DI-Motronic reguluje otwieranie się zaworu wlotowego i wylotowego w taki sposób, aby były one przez chwilę otwarte równocześnie. Paliwo wtryskiwane jest bezpośrednio dopiero po zamknięciu zaworów przez DI-Motronic, nie dociera do układu wydechowego, a emisja zanieczyszczeń jest ograniczona. Technologia ta, zastosowana w połączeniu ze zmniejszoną pojemnością skokową, pozwala na zmniejszenie emisji CO2 o 10 do 12 proc.

Oszczędność energii to jedno, a oszczędności klienta to inna sprawa. W wielu krajach świata samochody są nadal zbyt drogie. Stąd indyjski producent Tata zapowiedział wprowadzenie w 2008 roku modelu "One-Lakh-Car". Auto ma kosztować "jednego lakh", który odpowiada 100 tys. rupii lub 2 tys. euro. Oczywiście tanie samochody mają być przeznaczone głównie na rynki dwóch najbardziej zaludnionych krajów świata, czyli Chin i Indii. Do tanich samochodów Bosch przygotowuje niedrogie rozwiązania technologiczne. Obiecuje przy tym, że nie będą miały one gorszej jakości rozwiązań, niż obecnie sprzedawane. Już w tej chwili w centrach badawczo rozwojowych w Azji opracowywane są rozwiązania, które będą mogły zaistnieć w tanich samochodach. Takim rozwiązaniem jest np. Value Motronic - nowa platforma sterowników dla silników benzynowych. Jego koncepcja, mechanika, elektronika oraz architektura i funkcje programowe były od początku optymalizowane w celu osiągnięcia jak najlepszego działania. Z góry założono, że będzie on wykorzystany przy silniku 2 do 4 cylindrowym, wolnossącym.

System wtryskowy i zapłonowy będzie musiał jednak spełniać warunek elastyczności…zasilania paliwem. To znaczy jego wydajność powinna być optymalizowana zarówno dla benzyny, biopaliw i CNG. Przykładem takiego komponentu jest nowa cewka zapłonowa "ZSK 2x2 value". Przy pomocy jednej i tej samej cewki udało się wygenerować różne energie zapłonu, dzięki czemu jeden z warunków używania różnych paliw zostaje spełniony. Dodatkowo, nowa cewka oferuje opcję samoczynnego rozpoznawania sekwencji zapłonu. Dzięki temu w przypadku prostszych wersji silników można zrezygnować z koniecznego w zwykłych warunkach czujnika fazy.

Tyle teorii, wracamy na tor
Czasu niewiele, zatem próbuję tylko niektórych wynalazków. Na pierwszy ogień zasilany CNG Volkswagen Caddy. Wjeżdżam na tor testowy. Silnik pracuje identycznie jak na benzynie, jednak 200 kilogramowy zbiornik na gaz robi swoje – samochód jest nieco ociężały.

Kolejny samochód to Nissan Murano z przekładnią CVT. Sama idea skrzyni jest stara niemal jak samochód, jednak do tej pory stwarzała ona problemy w produkcji. Zasada jej działania jest następująca: pomiędzy dwiema rolkami umieszczony zostaje pasek. Pasek jest popychany przez rolkę przenoszącą napęd z silnika i przy jego pomocy przenoszony na mechanizm napędzający koła. Zmiana biegów następuje poprzez zwiększenie lub zmniejszenie się średnicy któregoś z kół, przez co uzyskuje się nieskończenie dużo kombinacji. W nowoczesnym wydaniu automatyczna skrzynia jest sterowana elektronicznie: odpowiednie czujniki badają zapotrzebowanie na moc i prędkość obrotową i odpowiednio zmieniają biegi. Jak to działa w praktyce? Bardzo przyjemnie. Nawet osoba z dużym temperamentem i niewielkim wyczuciem pedału gazu mogłaby przewieźć szklankę wody – żadnych szarpnięć, pełna harmonia i płynność, przy jednoczesnym poczuciu mocy silnika.

Zaprezentowane podczas konferencji nowinki są wdrażane do produkcji, bądź też są już stosowane w samochodach seryjnych. Większość elementów poprawiających bezpieczeństwo ze względu na koszt produkcji trafia najpierw do samochodów klas wyższych (droższych). Jednak przy obecnym postępie technologicznym możemy się spodziewać, że już wkrótce mogą się stać obowiązkowym wyposażeniem nowych samochodów. Pamiętajmy, że obowiązkowy już teraz ABS po raz pierwszy został zastosowany seryjnie w Mercedesie klasy S ćwierć wieku temu. Miejmy tylko nadzieję, że z przedstawionymi nowinkami pójdzie jednak szybciej…

Komentuj:

~mar 2012-02-05

Technologia została wymyślona przeszło 170 lat temu (Ogniwo wodorowe konstrukcji Williama R. Grove'a z 1839 roku) i została udoskonalona przez NASA . Najnowsze osiągnięcie to ogniwo alkoholowe działające na tej samej zasadzie możecie to zobaczyć http://www.ultracellpower.com/assets/XX55_Data_Sheet_02-15-2011.pdf http://www.pcworld.pl/news/156931/Alkoholowe.ogniwa.do.notebookow.juz.na.sprzedaz.html http://pl.wikipedia.org/wiki/Ogniwo_paliwowe 200% ekologii (H2O+CO2) o 100% bezpieczniejszy spirytus (niż tradycyjne paliwa a nie mówiąc o wodorze) Koszt 1l spirytusu w hurcie bez akcyzy ok.3zł. Jedno podstawowe pytanie dlaczego ????????????????? nie powstał pojazd z ogniwem alkoholowym!!!!!! Wyobraźcie sobie: Bliski Wschód, tankowce, przemysł samochodowy, wielkie koncerny i.t.d. NIKT NIE ZARABIA I NIE KONTROLUJE CIEBIE ?!?!?!?!?! Nikt kto to rozumie i ma władzę nie dopuści do tego!!!! Gdzie ekolodzy ?!!!!!! Mariusz

~bys 2007-07-20

kasowanie komentarzy nadal trwa:]

~arnold 2007-07-14

może i bosch ma niezle te technologie ale są cholernie drodzy, jesli chodzi o jakies czesci zamienne to juz wole kupic jakies inne i duzo tansze zamienniki

ZOBACZ RÓWNIEŻ Zamknij
Prześlij zdjęcie i zagraj o jedną z 30 nagród
Prześlij zdjęcie i zagraj o jedną z 30 nagród
Konkurs na 25-lecie magazynu "auto motor i sport". Zrób sobie zdjęcie z jubileuszowym wydaniem magazynu i prześlij je do nas koszystając z formularza na stronie. Masz szansę na wygranie jednej z 30 nagród. Weź udział!
Wydania cyfrowe auto motor i sport Wydania cyfrowe auto motor i sport