Renault dąży do zostania w przyszłości pionierem w dziedzinie ekologicznych środków transportu dla wszystkich. W związku z tym Renault wyznaczyło sobie za cel zdobycie pozycji lidera wśród europejskich producentów samochodów w zakresie emisji CO2, poprzez:
– ciągłą poprawę podstawowych parametrów pojazdów, jakimi są: masa, właściwości aerodynamiczne oraz tarcie i opory toczenia;
– wprowadzanie nowych technologii w silnikach spalinowych i w klasycznych skrzyniach biegów;
– bezprecedensowe zaangażowanie się w pojazdy ze 100-procentowym napędem elektrycznym o zerowej emisji podczas użytkowania.
Do roku 2020 pojazdy z silnikami spalinowymi będą stanowiły 90% wszystkich pojazdów.
Renault kontynuuje działania na rzecz stałego zmniejszania negatywnego wpływu swojej aktualnej i przyszłej gamy pojazdów na środowisko naturalne. Odbywa się to poprzez stopniowe upowszechnianie downsizingu silników benzynowych i wysokoprężnych. Jest ono możliwe dzięki wprowadzaniu nowych technologii, które znacząco przyczynią sie do obniżenia poziomu emisji CO2.
W ramach proekologicznego podejścia Renault eco², priorytetem Renault jest możliwość zaoferowania najbardziej skutecznych technologii jak najszerszej grupie klientów za przystępną cenę.
1. Poprawa najważniejszych parametrów pojazdów
Obniżanie emisji CO2 wymaga nieustannej pracy i stałego czuwania nad trzema poniższymi najważniejszymi parametrami, odnoszącymi się do wszystkich pojazdów.
–> Masa pojazdu
Jest to główny powód wzrostu emisji CO2 w pojeździe. W ciągu ostatnich 20 lat masa pojazdów ulegała systematycznemu wzrostowi z takich powodów jak:
– zaostrzanie się norm i rankingów bezpieczeństwa;
– stale rozbudowywana gama elementów wyposażenia pojazdów;
– udoskonalanie rozwiązań zwiększających poziom komfortu i skuteczność wyciszenia.
Połączony efekt powyższych trzech czynników doprowadził do średniego wzrostu masy między kolejnymi generacjami pojazdów o 10% do 20 % w zależności od modeli.
Tymczasem stosunek między wielkością emisji CO2 a masą pojazdu jest jak 1 do 10. Inaczej mówiąc, zmniejszenie masy pojazdu o 10 kg powoduje obniżenie emisji CO2 o 1 gram podczas użytkowania. Od roku 2000 dyrekcje odpowiedzialne za projekty kolejnych modeli objęły ścisłą kontrolą kryteria wagowe pojazdów. Pierwszym modelem, który skorzystał z tej kontroli i w którym doszło do odwrócenia powyższej tendencji, z obniżeniem masy pojazdu w stosunku do poprzedniej generacji od 15 do 65 kg zależnie od wersji, była Laguna III.
Możliwości obniżania masy pojazdów:
1. dopracowanie konstrukcji nadwozia (optymalizacja grubości blach): boki nadwozia spawane laserowo; stosowanie blach o wysokiej granicy sprężystości;
2. obniżanie jednostkowej masy poszczególnych elementów: szyby o zmniejszonej grubości, przewody układu wydechowego o cieńszych ściankach;
3. stosowanie lżejszych materiałów: aluminiowa pokrywa komory silnika, przednie błotniki wykonane z Norylu, reflektory z tworzyw kompozytowych, tylna klapa z tworzywa termoplastycznego;
4. łączenie funkcji typu dwa w jednym (umożliwia ograniczenie liczby części i punktów mocowania);
Pod względem kryterium masy, gama pojazdów Renault plasuje się obecnie w ścisłej europejskiej czołówce. Możliwości dalszego zmniejszania masy pojazdów przyszłych generacji szacuje się na 100 do 200 kg, co oznacza potencjalne obniżenie emisji CO2 o 10 do 20 g wyłącznie dzięki zmniejszeniu masy.
–> Poprawa właściwości aerodynamicznych
Zminimalizowanie oporów powietrza poprzez dopracowanie parametrów aerodynamicznych pojazdu. W tym celu stosuje się szereg następujących zabiegów:
– dopracowanie podstawowego kształtu (przekrój czołowy, opadanie linii dachu, itp.);
– akcesoria zewnętrzne: tylny spojler, zoptymalizowany kształt lusterek wstecznych, elastyczna listwa pod przednim zderzakiem;
– obniżenie nadwozia;
– osłony nadkoli przednich kół;
– specjalna obudowa spodu nadwozia i tylnego zawieszenia;
– zamknięcie wlotów powietrza wewnątrz komory silnika (stałe zaślepki lub zamknięcia sterowane).
Łączne zastosowanie wszystkich powyższych rozwiązań umożliwia poprawę współczynnika SCx nawet o 10%. Szacunkowo poprawa współczynnika SCx o 0,02 oznacza obniżenie emisji CO2 o 1 g/km.
–> Obniżanie oporów toczenia
Uzyskuje się głównie poprzez zmniejszanie tarcia spoczynkowego hamulców oraz stosowanie energooszczędnych opon.
2. Wdrożenie nowych technologii w konwencjonalnych silnikach i skrzyniach biegów
Renault kontynuuje realizację strategii downsizingu, polegającą na zmniejszaniu pojemności skokowej silników, a więc tym samym zużycia paliwa i emisji CO2 przy jednoczesnym zachowaniu ich mocy i osiągów.
–> Upowszechnienie downsizingu w silnikach spalinowych
10-letnie doświadczenie w konstrukcji silników wysokoprężnych
Optymalizacja konstrukcji tradycyjnych silników (benzynowych i wysokoprężnych) jest nadal jednym z najbardziej ekonomicznych sposobów na ograniczenie zużycia paliwa i w konsekwencji – emisji gazów cieplarnianych. Downsizing to zmniejszenie pojemności skokowej silnika w celu obniżenia spalania przy zachowaniu jego osiągów na niezmienionym poziomie. Mniejszy silnik doładowany turbosprężarką pracuje z większą wydajnością, zarówno przy zasilaniu benzyną jak i olejem napędowym, co pozwala również na znaczące zmniejszenie emisji CO2 (o około 6%).
Downsizing stosowany w konstrukcji silników posiada dwie główne zalety: zmniejszenie pojemności skokowej prowadzi do ograniczenia emisji CO2, a jednocześnie powoduje zwiększenie jednego z istotnych parametrów decydujących o osiągach (wartość momentu obrotowego i mocy z jednego litra pojemności). Sposobem na osiągnięcie tego celu jest zastosowanie układu doładowania z turbosprężarką, a w tej dziedzinie Renault posiada bogate doświadczenia. System ten odzyskuje część energii gromadzącej się w układzie wydechowym do sprężenia powietrza dolotowego. Właśnie odzyskiwanie energii oraz fakt, że silnik pracuje w zakresie swej największej sprawności (dla danego samochodu), prowadzą do obniżenia zużycia paliwa, a więc i emisji CO2.
Renault dysponuje ponad 10-letnim doświadczeniem we wdrażaniu downsizingu w silnikach wysokoprężnych, odznaczającym się istotnymi postępami w kolejnych generacjach samochodów wprowadzanych na rynek. W modelu Laguna silnik wysokoprężny o pojemności 2.2 l, który w 1996 roku rozwijał moc 115 KM, został dziś zastąpiony silnikiem 1.5 dCi o mocy 110 KM. Oznacza to, że w ciągu mniej niż 15 lat uzyskano zmniejszenie emisji CO2/km o blisko 70 g i ograniczenie zużycia paliwa o 35% (-2,5 l/100 km).
Na przykładzie LAGUNY |
1996 |
2001 |
2007 |
2010 |
Zmiana 1996->2010 |
Silnik wysokoprężny |
2.2 dT |
1.9 dCi |
1.5 dCi |
1.5 dCi |
– |
Moc (KM) |
115 |
110 |
110 |
110 |
– |
Zużycie paliwa (l/100 km) |
7,2 |
5,6 |
4,9 |
4,7 |
-35% |
Emisja CO2 (g/km) w cyklu mieszanym |
190 |
150 |
130 |
122 |
-35% |
Zalety silników dCi
Silnik wysokoprężny z bezpośrednim wtryskiem paliwa (Common Rail) i doładowany turbosprężarką odznacza się dziś najlepszą wydajnością energetyczną wśród różnych silników. Samochód z silnikiem wysokoprężnym spala średnio od 20% do 30% mniej paliwa niż samochód z silnikiem benzynowym o tym samym poziomie mocy.
* Silniki 1.5 dCi nowej generacji
Silnik 1.5 dCi (typ K9K) zajmuje szczególną pozycję w gamie samochodów z silnikiem wysokoprężnym. Jest to najlepiej sprzedający się silnik Renault – jego produkcja w 2009 roku w zakładach w Valladolid (Hiszpania) i w Bursie (Turcja) osiągnęła ilość 900.000 sztuk. Jest on oferowany w kilku odmianach mocy (obecnie od 65 KM do 110 KM) i montowany w licznych modelach Renault (od Twingo po Lagunę) i Dacia. Prostota jego konstrukcji oraz niskie opory tarcia części ruchomych sprawiają, że jest to silnik o wyjątkowo korzystnej relacji osiągów do ceny.
Inżynierowie Renault, konstruując silniki dCi 85 KM i 105 KM, dołożyli szczególnych starań, aby wykorzystać maksymalnie ich potencjał pod względem obniżenia emisji CO2 bez negatywnego wpływu na osiągi tych jednostek.
– wydłużenie wszystkich przełożeń skrzyni biegów: dostępność wysokiego momentu obrotowego w silniku dCi pozwoliła na modyfikacje konstrukcji przy zachowaniu dobrego poziomu osiągów.
– zmniejszenie oporów tarcia w skrzyni biegów oraz wprowadzenie oleju o niskiej lepkości.
Parametry pracy silnika ustawione są na obniżenie spalania i emisji CO2. Renault wprowadzi jeszcze szereg istotnych modyfikacji w tej 4-cylindrowej jednostce o pojemności 1.5 l. Zmiany te pojawią się w 2012 roku i pozwolą na zmniejszenie emisji CO2 o około 20 g/km.
Downsizing w samochodach dostawczych:
Ostatnio wprowadzony na rynek duży furgon – Nowy Renault Master został wyposażony w nowy silnik wysokoprężny 2.3 dCi. W samochodzie tym jednostka 2.3 dCi jest oferowana w trzech odmianach mocy: 100, 125 i 150 KM. W przyszłości silnik ten będzie montowany również w innych samochodach sojuszu Renault-Nissan.
Silnik ten, wywodzący się z jednostki 2.0 dCi (typ M9R) oferowanej już w samochodach Laguna i Espace, zastąpił silnik 2.5 dCi (typ G9U) oraz 4-cylindrowy silnik wysokoprężny 3.0 dCi (typ ZD30)1. W Nowym Masterze silnik 2.3 dCi wykazuje się niższym zużyciem paliwa (średnio od 1l/100 km do 2,7l/100 km mniej w wersjach z napędem na tylną oś), mniejszą emisją CO2 (średnio o -10%), wyższym momentem obrotowym (+30 Nm) oraz najniższymi kosztami użytkowania w tej kategorii samochodów.
Wynik ten osiągnięto dzięki zmniejszeniu pojemności skokowej silnika oraz zastosowaniu układu wtrysku paliwa najnowszej generacji z wtryskiwaczami o 7 otworach. Nowa konstrukcja silnika 2.3 dCi jest na tyle wszechstronna, że spełnia potrzeby wszystkich odmian Nowego Mastera i jest ponadto oferowana w wersji z przednim napędem (ustawienie poprzeczne) i z napędem na tylną oś (ustawienie wzdłużne).
1 Jednostki tej nie należy mylić z silnikiem V6 dCi również o pojemności 3.0 l. W gamie Renault ten 6-cylindrowy silnik przeznaczony do samochodów wysokiej klasy jest montowany w modelu Laguna.
Dane techniczne silnika 2.3 dCi:
– 2 rodzaje układu napędowego: napęd na koła przednie i napęd na tylną oś;
– 2 typy skrzyń biegów: mechaniczna i zautomatyzowana, współpracująca z podwójnym kołem zamachowym;
– 2 normy czystości spalin: Euro4 (baz filtra cząstek stałych) i Euro5 (z filtrem cząstek stałych);
– 3 poziomy mocy: 75 kW, 92 kW (z turbosprężarką o stałej geometrii) i 110 kW (z turbosprężarką o zmiennej geometrii).
Dane techniczne silnika 2.3 dCi | |
Rodzina silników (typ) | M9T |
Pojemność skokowa (cm³) | 2.298 |
Średnica x skok tłoka (mm) | 85 x 101,3 |
Liczba cylindrów/zaworów | 4/16 |
Stopień sprężania | 16 : 1 |
Moc maksymalna | 74 kW (100 KM) przy 3.500 obr./min 92 kW (12 5KM) przy 3.500 obr./min 107 kW (145 KM) przy 3.500 obr./min) |
Maksymalny moment obrotowy | 285 Nm przy 2.000 obr./min 310 Nm przy 2.500 obr./min 350 Nm przy 2.750 obr./min |
Typ układu wtrysku: | Wielopunktowy sekwencyjny |
Norma emisji spalin | Euro4/Euro5 |
Skrzynia biegów | Mechaniczna 6-biegowa Zautomatyzowana 6-biegowa |
Układ przeniesienia napędu | Napęd przedni Napęd tylny |
* Przyszły silnik 1.6 dCi 130
Całkowicie nowy silnik o pojemności skokowej 1.6 litra będzie posiadał moc 96 kW (130 KM). Oznacza to zmniejszenie pojemności o 16% w porównaniu do obecnie oferowanego silnika 1.9 l o tej samej mocy.
Downsizing uzyskano przez zmniejszenie skoku tłoka i układu ruchomego (czop korbowy + korbowód). Mniejsza objętość czynna cylindra pozwoliła na ograniczenie zużycia paliwa spalanego w każdym cyklu pracy silnika, zaś jego osiągi utrzymano na tym samym poziomie dzięki wprowadzeniu układu doładowania. Rozwiązanie takie umożliwia zmniejszenie ilości paliwa zużywanego w każdej komorze spalania przy tej samej liczbie cylindrów. Downsizing tego silnika był możliwy dzięki wprowadzeniu nowych technologii, co przekłada się na średnio o 6% lepsze parametry niż w poprzednim silniku.
Nowy silnik dCi 130 KM będzie przygotowany do spełnienia norm emisji spalin Euro6. Nowa konstrukcja, objęta 15 patentami Renault, będzie stanowiła trzon oferty silników w segmencie C oraz kluczową jednostkę silnikową w segmencie D i w gamie furgonów. Jego wprowadzenie na rynek jest przewidziane na 2011 rok. Projekt ten, oznaczony symbolem R9M, jest realizowany wspólnie w ramach Aliansu Renault-Nissan. Silnik będzie produkowany we Francji, w zakładzie w Cleon. W połączeniu z nowymi rozwiązaniami, które zostaną wprowadzone w przyszłości w samochodach (w zakresie masy, aerodynamiki, oporów tarcia), silnik ten pozwoli na zmniejszenie emisji CO2 o 30 g/km oraz ograniczenie zużycia paliwa o ponad 20% w porównaniu do obecnie oferowanej jednostki dCi 130 KM.
Downsizing w silnikach benzynowych:
Renault było jednym z pierwszych producentów, którzy zastosowali strategię downsizingu w silnikach benzynowych. Zapoczątkował ją silnik TCe 100 KM wprowadzony na rynek w 2007 roku w modelach Twingo, Clio i Modus. Jednostka o pojemności 1.149 cm³ zapewnia przyjemne prowadzenie samochodu.
Cechuje się niskim zużyciem paliwa typowym dla jednostki o tej pojemności przy mocy na poziomie silnika 1.4 l i momencie obrotowym porównywalnym z silnikiem 1.6 l. Jest on wyposażony w niewielką turbosprężarkę, dzięki czemu jego osiągi i zużycie paliwa stają się wzorcowe w tej kategorii silników. Jego najnowsza wersja Euro5 została wprowadzona na rynek na początku bieżącego roku w modelu Clio. Clio TCe 100 KM emituje zaledwie 129g CO2/km, czyli o 8 g CO2/km mniej niż poprzednia odmiana tego silnika.
Dane techniczne TCe 100 | |
Rodzina silników (typ) | D4Ft |
Pojemność skokowa (cm³) | 1.149 |
Średnica x skok tłoka (mm) | 69 x 76,8 |
Liczba cylindrów/zaworów | 4/16 |
Stopień sprężania | 9.5 : 1 |
Moc maksymalna | 74 kW (100 KM) przy 5.500 obr./min |
Maksymalny moment obrotowy | 152 Nm przy 3.000 obr./min |
Typ układu wtrysku | Wielopunktowy sekwencyjny |
Norma emisji spalin | Euro4/Euro5 |
Skrzynia biegów | Mechaniczna 5-biegowa (JH3) |
Gama modeli | Twingo, Modus, Clio |
Równolegle w 2009 roku w rodzinie Nowego Megane pojawił się silnik TCe 130 KM. Osiągająca moc silnika 1.8 l (130 KM – 96 kW) oraz moment obrotowy silnika 2.0 l (190 Nm) nowa jednostka po zabiegach downsizingu i pojemności skokowej 1.397 cm³ jest wyjątkowo ekonomiczna i przyjazna dla środowiska.
Dane techniczne TCe 130 | |
Rodzina silników (typ) | H4Jt |
Pojemność skokowa (cm³) | 1.397 |
Średnica x skok tłoka (mm) | 78 x 73,1 |
Liczba cylindrów/zaworów | 4/16 |
Stopień sprężania | 9,2 : 1 |
Moc maksymalna | 96 kW (130 KM) przy 5.500 obr./min |
Maksymalny moment obrotowy | 190 Nm przy 2.250 obr./min |
Typ układu wtrysku | Wielopunktowy sekwencyjny |
Norma emisji spalin | Euro 5 |
Skrzynia biegów | Mechaniczna 6-biegowa (TL4) |
Gama modeli | Rodzina Nowego Megane |
Przyszłe, modularne silniki TCe o mocy od 90 KM do 115 KM
Wraz z przejściem z normy Euro5 na normę Euro6, silniki benzynowe staną się bardziej atrakcyjne. Nowa rodzina silników TCe produkcji Renault wyprzedza te zmiany przepisów. Po wprowadzeniu na rynek w 2012 roku, w okresie do roku 2015, ma ona stanowić 85% sprzedaży silników benzynowych Renault.
Te modularne silniki o pojemności od 0,9 l do 1,2 l będą oferowane w wersjach 3- i 4-cylindrowych o zakresach mocy od 65 kW do 85 kW (od 90 KM do 115 KM). Wiele samochodów wyposażonych w te jednostki będzie emitowało poniżej 100 g CO2/km.
Nowe technologie prowadzące do obniżenia emisji CO2 w silnikach spalinowych
Podejście oparte na downsizingu będzie nadal kontynuowane. Następny etap polega na wprowadzeniu nowych rozwiązań umożliwiających uzyskanie niespotykanie niskich emisji CO2 w nowych generacjach silników benzynowych i wysokoprężnych. Konstrukcje przyszłości będą oparte na downsizingu z wykorzystaniem najnowszych technologii.
Renault przedstawia sześć nowych rozwiązań, które pozwolą na znaczne obniżenie emisji CO2 w przyszłych konstrukcjach silników:
– Thermo management;
– Recyrkulacja gazów spalinowych w układzie chłodzonym (EGR niskiego ciśnienia);
– Technologia zmiennego zawirowania mieszanki;
– Pompa oleju o zmiennej pojemności;
– Strategia potrójnego wtrysku po zapłonie;
– Technologia Stop & Start.
Obniżenie emisji CO2:
TECHNOLOGIE |
Szacowane obniżenie emisji (%) |
Downsizing |
-5,5% |
EGR niskiego ciśnienia |
-3% |
Stop & Start |
-3% |
Zmienne zawirowanie mieszanki |
-0,5% |
Pompa oleju o zmiennej pojemności skokowej |
-1% |
Thermo management |
-1% |
RAZEM |
-14% |
–> Technologia Thermo management
Praca zimnego silnika (do temperatury 80°C) stwarza niekorzystne warunki z dwóch powodów:
– gdy komora spalania nie jest rozgrzana (ponieważ otaczający ją płyn chłodzący jest jeszcze zimny), proces spalania nie przebiega sprawnie i mieszanka nie jest całkowicie spalana. Powstaje wówczas duża ilość węglowodorów i tlenku węgla, a spalanie mieszanki nie daje optymalnego skutku.
– olej o niskiej temperaturze jest gęsty, co powoduje zwiększenie energii potrzebnej do jego rozprowadzenia po układzie smarowania silnika, jak również zwiększenie oporów tarcia, a więc i wzrost zużycia paliwa.
Technologia Thermo management ma na celu przyspieszenie wzrostu temperatury pracy silnika.
Układ składa się z elektrozaworu umieszczonego w układzie chłodzenia przed głowicą i blokiem silnika. Przy rozruchu na zimno, zawór zamyka się, nie dopuszczając do cyrkulacji płynu chłodzącego wokół komór spalania. Umożliwia to przyspieszenie wzrostu temperatury silnika. Po uzyskaniu optymalnej temperatury pracy silnika, zawór otwiera się i układ chłodzenia przyjmuje swój normalny tryb pracy. Płyn chłodzący zaczyna przepływać przez blok silnika i głowicę, regulując ich temperaturę i zapewniając niezawodne działanie silnika.
Technologia Thermo management pozwala na ograniczenie zużycia paliwa i zmniejszenie oporów tarcia układów ruchomych silnika w fazie nagrzewania. Szacuje się, że rozwiązanie to pozwoli obniżyć emisję CO2 o 1%.
Przy rozruchu na zimno, zawór zamyka się nie dopuszczając do cyrkulacji płynu chłodzącego wokół komór spalania. Po uzyskaniu optymalnej temperatury pracy silnika, zawór otwiera się i układ chłodzenia przyjmuje swój normalny tryb pracy.
Brak cyrkulacji płynu chłodzącego wokół komór spalania umożliwia szybszy wzrost ich temperatury.
Szybszy wzrost temperatury w komorach spalania:
– mniejsza emisja zanieczyszczeń;
– mniejsze opory tarcia ruchomych elementów silnika, a więc mniejsza emisja CO2.
–> Recyrkulacja gazów spalinowych w układzie zimnym (EGR niskiego ciśnienia)
EGR jest technologią stosowaną w celu ograniczenia podstawowych zanieczyszczeń emitowanych przez silnik. Polega ona na odzyskiwaniu gazów spalinowych i ponownym wtryskiwaniu ich do komory spalania w celu obniżenia temperatury spalania mieszanki i zmniejszenia nadmiaru zawartości tlenu, co jest głównym czynnikiem sprzyjającym powstawaniu tlenków azotu. W przypadku tradycyjnego układu EGR, spaliny są odzyskiwane tuż przy wylocie z komory spalania i od razu ponownie wtryskiwane do układu dolotowego, gdzie mieszają się z powietrzem. W ten sposób ogranicza się powstawanie tlenków azotu w procesie spalania mieszanki, ale jednocześnie powoduje się wzrost temperatury w układzie dolotowym i obniżenie ciśnienia doładowania. Te dwa czynniki wpływają niekorzystnie na sprawność silnika.
W technologii EGR niskiego ciśnienia, gazy spalinowe są odzyskiwane w dalszym odcinku po przejściu przez turbinę i filtr cząstek stałych. Są chłodzone w wymienniku niskociśnieniowym, co pozwala na ich wprowadzenie do układu turbo w połączeniu z powietrzem i na podwyższenie ciśnienia doładowania. Następnie są one schładzane w chłodnicy układu doładowania i powtórnie wykorzystane w procesie spalania. Ten układ zamkniętego obiegu zimnych spalin powala na zwiększenie ilości odzyskiwanych gazów, a jednocześnie utrzymanie właściwej temperatury i ciśnienia w układzie dolotowym. Większa jest też skuteczność ograniczania emisji tlenków azotu niż w układzie EGR wysokociśnieniowym z zachowaniem optymalnej wydajności silnika. Spalanie mieszanki jest również dokładniejsze, co wpływa na obniżenie emisji CO2.
Zastosowanie technologii EGR niskociśnieniowego wpływa na konstrukcję silnika, w której zmniejszona jest odległość zespołu katalizatora i filtra cząstek stałych od wlotu powietrza do silnika. Bliskie usytuowanie tych elementów silnika pozwala na:
– podwyższenie temperatury pracy katalizatora i filtra cząstek stałych, co wpływa korzystnie na skuteczność ich działania;
– stworzenie wydajnego układu niskociśnieniowego EGR o niewielkich wymiarach;
– obniżenie emisji CO2 o 3%.
–> Technologia zmiennego zawirowania mieszanki
Nazwa Swirl oznacza zjawisko zawirowania powietrza wzdłuż osi cylindra. Wir ten powstaje w suwie ssania i potęguje się w suwie sprężania przed momentem zapalenia mieszanki. Ruch wirowy wpływa korzystnie na przebieg procesu spalania, lecz by jego działanie było optymalne, musi on być dostosowany do prędkości obrotowej i obciążenia silnika.
Technologia zmiennego zawirowania mieszanki polega na kontrolowaniu intensywności tego ruchu wirowego za pośrednictwem przepustnicy umieszczonej w górnym kanale doprowadzającym powietrze. Zamknięcie tej przepustnicy powoduje zwiększenie przepływu powietrza w kanałach, gdzie nie napotyka ono na żadne przeszkody i pozwala na uzyskanie silniejszego zawirowania.
W ten sposób tworzy się optymalna mieszanka paliwowo-powietrzna w fazie wtrysku, co zmniejsza zużycie paliwa (obniżenie CO2) oraz emisję innych zanieczyszczeń (mniej tlenków azotu lub cząstek stałych) we wszystkich zakresach prędkości obrotowej silnika. Technologia ta umożliwia ograniczenie emisji CO2 o 0,5%.
Sterowanie zawirowaniem powietrza pozwala na uzyskanie optymalnej mieszanki paliwowo-powietrznej.
–> Pompa oleju o zmiennej pojemności
Technologia ta pozwala na dostosowanie pojemności pompy oleju w zależności od potrzeb silnika, które zmieniają się stosownie do warunków jego pracy (szczególnie prędkości obrotowej). Prowadzi to do ograniczenia energii zużywanej do napędzania pompy. W tradycyjnej pompie oleju, pojemność jest stała, a ciśnienie oleju jest ograniczane zaworem redukcyjnym. Powoduje to niepotrzebne zużycie energii na bezużyteczne dla działania silnika przepompowywanie oleju przez zawór redukcyjny. Pompa o zmiennej pojemności ogranicza ciśnienie oleju poprzez zmniejszenie swej pojemności, co pozwala na wyeliminowanie zaworu redukcyjnego i uniknięcie niepotrzebnego zużycia energii. Wynikające z tego rozwiązania obniżenie emisji CO2 wynosi około 1%.
Niskie obroty silnika
Pierścień sterujący (2) jest maksymalnie odsunięty od osi obrotu wirnika: pojemność pompy jest maksymalna.
Po uzyskaniu ciśnienia regulującego
Pod wpływem różnicy ciśnienia między punktem (a) i (b), pierścień sterujący ustawia się centralnie zmniejszając pojemność pompy.
Energia potrzebna do napędzania pompy jest zmniejszona do minimum, co przekłada się na obniżenie emisji CO2.
–> Strategia potrójnego wtrysku po zapłonie
Rozwiązanie to polega na dodatkowym wtrysku paliwa po zapłonie mieszanki. Okresowo, paliwo jest wtryskiwane do komory spalania w trzech bardzo małych i krótkotrwałych dawkach sterowanych przez komputer wtrysku. Ilość paliwa wtryskiwanego w dwóch ostatnich dawkach wpływa na pracę katalizatora poprzez wcześniejsze podwyższenie temperatury w układzie wydechowym wywołane wtryskiem pierwszej dawki paliwa po zapłonie.
Pozwala to na uzyskanie temperatury niezbędnej do regeneracji filtra cząstek stałych w każdych warunkach użytkowania silnika.
Strategia potrójnego wtrysku po zapłonie jest wykorzystywana do optymalizacji dawki paliwa potrzebnej do regeneracji filtra cząstek stałych i ograniczenia rozpuszczania paliwa w oleju. Wpływa to na zmniejszenie emisji CO2 i wydłużenie przebiegów między kolejnymi wymianami oleju.
–> Technologia Stop & Start
Zgodnie z nazwą, technologia Stop & Start polega na automatycznym wyłączaniu silnika od razu po zatrzymaniu samochodu. W ten sposób wstrzymana zostaje wszelka emisja zanieczyszczeń, w tym również CO2. System ten jest szczególnie skuteczny w ruchu miejskim i w korkach.
Układ składa się z modułu kontrolnego Stop & Start, który wysyła polecenie wyłączenia silnika do komputera sterującego jego pracą. W tym celu spełnione muszą być trzy warunki: dźwignia zmiany biegów – na luzie, zwolniony pedał sprzęgła i prędkość samochodu bliska 0 km/h. Gdy kierowca wciśnie pedał sprzęgła by włączyć pierwszy bieg i ponownie ruszyć, moduł kontrolny wyśle do komputera silnika polecenie ponownego jego uruchomienia.
Rozruch ten jest natychmiastowy i samochód może od razu ruszyć w drogę. Aby umożliwić wielokrotne rozruchy silnika, samochód jest wyposażony we wzmocniony rozrusznik. Technologia ta pozwalana na ograniczenie emisji CO2 o 3%.
AUTOMATYCZNA SKRZYNIA BIEGÓW EDC
Komfort skrzyni automatycznej, szybkość reakcji i oszczędność skrzyni mechanicznej
Renault oferuje nową, 6-biegową skrzynię automatyczną EDC (Efficient Dual Clutch), zapewniającą znacznie niższy poziom spalania i emisji CO2 w porównaniu do tradycyjnych skrzyń automatycznych (o około 30 g CO2/km).
W tym celu przyjęto następujące rozwiązania techniczne:
– podwójne sprzęgło suche, uruchamiane elektrycznymi siłownikami – pierwsze tego typu rozwiązanie na świecie
– ustawienia parametrów pracy pozwalające na ograniczenie zużycia paliwa
Skrzynia biegów EDC została wprowadzona po raz pierwszy w samochodach z gamy Megane na wiosnę 2010 roku w wersji z najbardziej popularnym silnikiem dCi 110 FAP. Dzięki zmniejszonej emisji CO2, modele Megane i Scenic wyposażone w tę skrzynię są pierwszymi samochodami z automatyczną skrzynią biegów, które uzyskają znak Renault eco².
Atuty automatycznej skrzyni biegów EDC:
Nowa skrzynia EDC Renault należy do rodziny skrzyń automatycznych. W samochodzie nie ma pedału sprzęgła, a dźwignia przełożeń jest typowa dla skrzyń automatycznych (PRND) z impulsowym trybem sterowania (+/-). Biegi zmieniane są automatycznie, zapewniając pełen komfort. Blok elektroniczny wybiera przełożenie najlepiej dostosowane do warunków jazdy.W celu optymalizacji sprawności i zużycia paliwa, firma Renault zdecydowała się na skrzynię EDC z podwójnym sprzęgłem suchym. Układ zawiera dwa sprzęgła: pierwsze jest przeznaczone do obsługi biegów nieparzystych (1., 3., 5.), drugie do biegów parzystych (2., 4., 6.) i biegu wstecznego. Koła zębate są osadzone na czterech wałkach: dwóch koncentrycznych wałkach sprzęgłowych (każdy z nich jest połączony ze sprzęgłem) i dwóch wałkach zdawczych. Wybieranie biegów następuje poprzez synchronizatory, jak w mechanicznej skrzyni biegów. Elektryczne siłowniki sterowane przez blok elektroniczny sterują synchronizatorami i sprzęgłami.
–> Zużycie paliwa i emisja CO2 – porównywalne z samochodami wyposażonymi w mechaniczną skrzynię biegów
W tym celu zdecydowano się na szereg rozwiązań konstrukcyjnych:
– Technologia podwójnego, suchego sprzęgła, pozwalająca na ograniczenie oporów tarcia znanych z mokrych sprzęgieł lub przekładni hydrokinetycznych w tradycyjnych skrzyniach automatycznych.
– Sterowanie dwoma sprzęgłami i synchronizatorami za pośrednictwem siłowników elektrycznych o niskim zapotrzebowaniu na energię.
– Optymalne dostosowanie strategii zmiany przełożeń w celu uzyskania jak najniższego spalania: system zapewnia szybką zmianę biegów, aby w możliwie najkrótszym czasie dojść do najwyższego biegu dla danej prędkości jazdy, co pozwala na zmniejszenie zużycia paliwa i emisji CO2.
– Skrzynia EDC posiada podobną sprawność jak skrzynia mechaniczna.
–> Płynna, elastyczna i bezstresowa jazda
Szybka i płynna zmiana biegów w trybie automatycznym
Jak we wszystkich skrzyniach automatycznych, zmiana biegu następuje płynnie: nie ma przerwy w przenoszeniu momentu obrotowego między silnikiem a kołami samochodu. W czasie jazdy, gdy nie następuje zmiana przełożenia skrzyni, jedno sprzęgło pozostaje włączone (przenosi moment obrotowy silnika poprzez aktualnie włączony bieg), podczas gdy drugie jest wyłączone i związane z następnym biegiem już włączonym. W odpowiednim momencie następuje zmiana biegów poprzez przełączenie napędu z jednego sprzęgła na drugie: pierwsze sprzęgło wtedy rozłącza się, natomiast drugie jednocześnie się włącza, co pozwala na nieprzerwane napędzanie kół w czasie zmiany biegów – zmiana jest niezwykle płynna. Zmiany biegów następują w sposób łagodny i bez szarpnięć, co zapewnia użytkownikom pojazdu wysoki komfort jazdy.
Natychmiastowa reakcja na działania kierowcy
Dzięki 6 przełożeniom i krótkiemu czasowi reakcji (290 ms), nowa automatyczna skrzynia biegów EDC wykazuje się niezwykłą reaktywnością i zapewnia przyjemność prowadzenia porównywalną ze skrzynią mechaniczną, zarówno w trybie automatycznym jak i impulsowym.
W trybie automatycznym blok elektroniczny wybiera optymalne przełożenie w zależności od różnych parametrów jazdy. System błyskawicznie dostosowuje się do działań kierowcy włączając bieg, który zapewni odpowiednią do warunków i potrzebną w danym momencie moc silnika. Kierowca może w każdej chwili przejąć kontrolę nad systemem dzięki trybowi sterowania impulsowego.
Zoptymalizowany wolny bieg zapewniający płynną jazdę
Podobnie jak w tradycyjnej skrzyni automatycznej, gdy silnik pracuje na wolnych obrotach, samochód powoli i stopniowo rusza po zwolnieniu pedału hamulca. Funkcja ta jest szczególnie ceniona podczas jazdy w korkach lub podczas parkowania.
System wspomagania ruszania pod górę
Podczas ruszania pod górę, gdy kierowca zwalnia pedał hamulca, system utrzymuje ciśnienie w układzie hamulcowym, aby utrzymać unieruchomiony samochód jeszcze przez kilka sekund. W połączeniu z funkcją wolnego biegu, system ten zapobiega cofnięciu się samochodu i pozwala na bezpieczne ruszanie pod górę.
Nowa skrzynia biegów EDC zostanie wprowadzona w samochodach z gamy Mégane na wiosnę 2010 w wersji z silnikiem wysokoprężnym dCi 110 FAP. Wyposażone w nią modele Megane, Megane Coupe, Megane Grandtour będą emitować jedynie 114 g CO2/km. Natomiast emisja modeli Scenic, Grand Scenic i Megane Cabriolet będzie wynosiła 130 g CO2/km. Będą to pierwsze samochody z automatyczną skrzynią biegów, jakie uzyskają znak Renault eco² Renault eco².
Dane techniczne skrzyni EDC
Maksymalny moment obrotowy |
240 Nm |
Masa |
82 kg (łącznie z podwójnym amortyzowanym kołem zamachowym) |
Długość |
384 mm |
Odległość między wałkami sprzęgłowymi |
188mm |
Pojemność skrzyni |
1,7 l |
Przełożenie na pierwszym biegu |
15,6 (Megane) – 17 (Scenic) |
Przełożenie na szóstym biegu |
2,4 (Megane) – 2,6 (Scenic) |
Zakres przełożeń |
6,6 |
Blok elektroniczny |
Zintegrowany |
Hamulec biegu wstecznego |
Mechaniczny |
Siłowniki zmiany biegów |
Elektromechaniczny |
Włączniki sprzęgła |
Elektromechaniczny |
3. Obniżenie poziomu emisji CO2 w obecnej gamie
Renault prezentuje cztery flagowe modele programu Renault eco², z których dwa emitują poniżej 100 g CO2/km:
– Twingo dCi 85 Renault eco²
– Clio dCi 85 Renault eco²
– Mégane dCi 110 FAP Renault eco²*
– Laguna dCi 110 FAP Renault eco²
* Megane (wersja 5-drzwiowa) dCi 110 EDC Renault eco² ma taki sam poziom emisji CO2 jak Megane dCi 110 FAP z 6-biegową skrzynią mechaniczną.
Twingo dCi 85 Renault eco² |
Clio dCi 85 Renault eco² |
Megane dCi 110 FAP Renault eco² |
Laguna dCi 110 FAP Renault eco² |
|
Emisja CO2 (g/km) |
94 |
98 |
114 |
122 |
Zużycie paliwa w cyklu mieszanym (l/100) |
3,6 |
3,7 |
4,4 |
4,7 |
Tak istotne zmniejszenie emisji CO2 było możliwe dzięki licznym modyfikacjom silnika i pojazdu.
SILNIKI: wydłużenie wszystkich przełożeń skrzyni i zmniejszenie oporów tarcia w silniku i skrzyni biegów (zastosowanie olejów o niskim wskaźniku lepkości i zmiana geometrii oraz obróbki powierzchni części ruchomych silnika i rozrządu). Rozwiązania te zostaną wprowadzone do wszystkich silników 1.5 dCi Euro5.
SAMOCHÓD: poprawa właściwości aerodynamicznych (specjalny spojler przedni, osłony nadkoli przednich kół, spoilery na tylnej osi w niektórych modelach) oraz zmniejszenie oporów toczenia (opony zapewniające zmniejszone zużycie paliwa, zmniejszenie rezydualnego momentu hamowania).
Źródło: Renault Polska
Najnowsze komentarze