Technologia nowoczesnych silników benzynowych
Europejskie koncerny wprowadzają ekonomiczne techniki budowy silników Koncerny co rusz donoszą o wynalazku alternatywnych napędów, które zrewolucjonizują branżę motoryzacyjną. Nikt nie ma jednak złudzeń, że jeszcze długie lata na świecie królować będą silniki spalinowe. A mają one wiele możliwości rozwoju.
Co tam zresztą dużo mówić - to właśnie silnik spalinowy pozwolił przeskoczyć z ery powozów do epoki samochodu.
REKLAMA
Dziś konstrukcja nowych silników jest przy tym chyba trudniejsza nawet niż w epoce pionierów motoryzacji. W grę wchodzą gigantyczne inwestycje na prowadzone latami prace badawcze. Kupić odpowiednie technologie jest też bardzo trudno, gdyż koncerny samochodowe nie darmo wydają fortuny na utrzymanie armii inżynierów, aby dzielić się własnymi patentami z konkurencją. A na dodatek ustawodawcy na całym świecie wprowadzają coraz bardziej surowe przepisy dotyczące emisji spalin. Skonstruować silnik, który przez kilkanaście lat będzie spełniał coraz bardziej wymagające normy, a przy tym nie pozbawi kierowców przyjemności z jazdy - to naprawdę sztuka. Na dodatek taka, w której nie wypowiedziano jeszcze ostatniego słowa. Koncerny samochodowe nie ustają wprawdzie w poszukiwaniu źródeł napędów alternatywnych wobec klasycznych silników spalinowych. Jednocześnie nie zaniedbują jednak prac nad udoskonaleniem hałaśliwego, zadymiającego świat wynalazku sprzed ponad wieku.
Być może za kilkanaście lat na drogach wiele będzie pojazdów napędzanych połączonymi ze sobą silnikami spalinowo-elektrycznymi. Pojazdy o takim mieszanym, "hybrydowym" napędzie zużywają bardzo mało paliwa i w nikłym stopniu zatruwają świat spalinami. Są już one produkowane seryjnie przez japońskie koncerny Toyota i Honda.
Być może nieco później w branży samochodowej pierwsze skrzypce grać będą pojazdy z silnikami elektrycznymi zasilanymi przez pokładowe elektrownie złożone np. z ogniw paliwowych. Wytwarza się w nich prąd, łącząc wodór z tlenem. Z rury wydechowej pojazdu o takim napędzie wydobywać się będzie głównie nieszkodliwa dla przyrody para wodna. A wodoru i tlenu jest tak dużo na świecie, że w tej przyszłej erze motoryzacji kryzysy paliwowe będą uważane za nierealny koszmar przeszłości. Taki, jakim dla wielu młodych osób są opowieści o tym, jak to jeszcze w połowie lat 80. w naszych sklepach był tylko jeden gatunek kawy, samochody sprzedawano na talony, a książki spod lady.
Auta o napędzie hybrydowym lub samochody z ogniwami paliwowymi to jednak mniej lub bardziej odległa przyszłość. A na razie dzięki nowym patentom silnik spalinowy przeżywa drugą młodość.
Pomysł Diesla dla benzyny
Już w najbliższych tygodniach francuski koncern PSA (Peugeot-Citroen) zaprezentuje swój pierwszy samochód z silnikiem HPi (prawdopodobnie następcę modelu Xantia), wykonanym w technologii bezpośredniego wtrysku benzyny. To jedna z najbardziej rewolucyjnych dziś innowacji w konstrukcji "benzyniaków". O co w niej chodzi?
W tradycyjnym silniku benzynowym do cylindrów zasysana jest gotowa już mieszanina paliwa z powietrzem. Benzyna wtryskiwana jest zaś do kanału tuż przed cylindrem. Natomiast w systemie bezpośredniego wtrysku paliwo jest wpuszczane bezpośrednio do cylindra, podobnie jak w silnikach Diesla, i dopiero tam miesza się z powietrzem. Co to daje? Po prostu można ściślej dawkować ilość benzyny, jaka potrzebna jest w konkretnych warunkach jazdy. Można nawet połączyć w jedno zalety klasycznego silnika benzynowego z silnikiem na ubogą mieszankę. Ten pierwszy optymalnie pracuje wtedy, kiedy spala mieszaninę o ściśle określonej proporcji - jednej porcji paliwa na 15 porcji powietrza. W tym drugim typie silnika jedna porcja paliwa wystarcza czasem na aż 30 porcji powietrza.
Silnik z bezpośrednim wtryskiem benzyny może zatem przy spokojnej jeździe w mieście zmniejszyć nasze wydatki, gdyż będzie zadowalać się niewielkimi dawkami paliwa. A kiedy na autostradzie będziemy chcieli w nim zbudzić dzikie zwierzę, bez oporu przejdzie na tryb pracy taki jak w klasycznym motorze. Dzięki układowi bezpośredniego wtrysku taka zmiana charakteru pracy mechanizmu nastąpi w sposób płynny, niezauważalny dla kierowcy.
Na dodatek ta nowa technologia pozwala wycisnąć z urządzenia więcej mocy i zredukować spalanie - w gruncie rzeczy niezależnie od warunków jazdy.
A konkretnie? Francuski silnik z bezpośrednim wtryskiem benzyny HPi ma dwa litry pojemności. Jego moc (143 KM) jest o 3 proc. większa od najnowszego, klasycznej budowy silnika koncernu PSA o pojemności dwóch litrów, który został wprowadzony jesienią 1999 r. W porównaniu ze starszej generacji "benzynowcem" PSA o tej samej pojemności konstrukcja HPi ma moc o 6 proc. większą. Przy tym zużycie paliwa przez silnik HPi jest o 10 proc. niższe niż w najnowszym motorze PSA, a o prawie jedną piątą w porównaniu z silnikiem starszej generacji. Silnik HPi ma też tzw. moment obrotowy o wyższej wartości od poprzedników. W konsekwencji prowadzenie auta staje się przyjemniejsze, gdyż pojazd przyspiesza łatwiej i płynniej.
Zawartość trucizn w spalinach silnika HPi odpowiada normom, które w Unii Europejskiej zaczną obowiązywać dopiero od 2005 r.
Zbiornik na spaliny
Zmniejszenie zawartości trucizn w spalinach silników z bezpośrednim wtryskiem benzyny to dodatkowe wyzwanie dla konstruktorów. Kiedy bowiem do cylindrów wtłaczamy mieszaninę, w której na jedną porcję paliwa przypada więcej niż 15 porcji powietrza, z rury wydechowej wydobywa się zbyt dużo szalenie szkodliwych tlenków azotu. Aby poradzić sobie z tym problemem, francuscy inżynierowie przykręcili do silnika HPi skomplikowany układ rur wydechowych zbudowany wraz ze spółką niemieckiego koncernu Degussa-Huels.
Auto ma dwa katalizatory, przy czym jeden służy jako pochłaniacz trujących tlenków azotu. Są one wiązane w warstwie soli baru, rzadkiego pierwiastka użytego do produkcji wewnętrznej powłoki tego katalizatora wraz z tradycyjnie stosowanymi do tego celu szlachetnymi metalami - platyną, palladem i rodem. Przez trzy sekundy w ciągu każdej minuty pracy silnika komputer wydaje komendę wtrysku większej ilości paliwa. Temperatura spalin rośnie, zmienia się też skład spalin i dzięki temu zgromadzone wcześniej na powłoce katalizatora tlenki azotu wskutek reakcji chemicznych są przekształcane w mniej szkodliwe związki.
Ów specjalny katalizator jest szczególnie przydatny w warunkach jazdy po mieście, na krótkich trasach, gdzie także auta z normalnymi silnikami benzynowymi z trudem radzą sobie z ograniczeniem emisji szkodliwych tlenków azotu.
Wszystkie dane o emisji spalin dotyczą urządzeń wykorzystujących benzyny spełniające dzisiejsze normy Unii Europejskiej. Producenci aut często żalą się, że jest to paliwo o zbyt wysokiej zawartości siarki. Stosując paliwo mniej zasiarczone, takie, jakie można kupić już w Szwecji lub Kalifornii, z rury wydechowej wydobywałoby się jeszcze mniej trucizn.
Aby silnik HPi pracował prawidłowo, trzeba go było wyposażyć również w nową pompę wtryskującą paliwo. Wtłacza ona benzynę do cylindrów pod ciśnieniem od 30 do 100 barów, czyli od dziesięciu do ponad trzydziestu razy wyższym niż w urządzeniach wtryskowych stosowanych w najnowszych silnikach o klasycznym wtrysku paliwa. Dzięki wysokiemu ciśnieniu skraca się czas wtrysku i to dodatkowo ułatwia dawkowanie paliwa w ściśle określonych dozach. Urządzenie wtryskowe to dzieło inżynierów francuskiego koncernu oraz niemieckiego Siemensa.
Światło ze Wschodu
Koncern Peugeot-Citroen nie jest jednak ani pierwszą firmą na świecie, ani nawet w Europie, która zademonstrowała silnik z bezpośrednim wtryskiem benzyny.
Seryjną produkcję takich silników jako pierwsi na świecie zaczęli dbający o przyrodę Japończycy, a konkretnie koncern Mitsubishi (było to w 1996 r.). Swoje konstrukcje firma z Kraju Kwitnącej Wiśni oznacza skrótem GDI. Peugeot-Citroen podpisał nawet z Mitsubishi umowę w sprawie zakupu japońskiej licencji. Sprawa transferu technologii jest jednak zagmatwana, bo Francuzi tłumaczą, że podjęli tę decyzję, aby uniknąć prawnych sporów z Japończykami, ponieważ ich własne opracowania miały być bardzo zbliżone do rozwiązań Mitsubishi. Intrygujące jest też podobieństwo działania katalizatora zastosowanego w silniku HPi do oryginalnej konstrukcji opatentowanej przez Toyotę. Ten największy z japońskich koncernów wkrótce po Mitsubishi zaczął produkować własne auta z silnikami o bezpośrednim wtrysku benzyny, ale do tej pory nie sprzedaje ich poza Azją. Czy i w tym przypadku doszło do zapożyczenia przez firmę z Europy pomysłów z Japonii? Nie wiadomo.
W zeszłym roku własnej konstrukcji silnik z systemem bezpośredniego wtrysku benzyny opracowanym przez Siemensa przedstawił koncern Renault. Na razie nie jest on jednak montowany do seryjne produkowanego pojazdu. Kilka miesięcy po Renault, także w zeszłym roku, własny silnik w technice bezpośredniego wtrysku o pojemności 1,4 litra i mocy 105 KM zaprezentował Volkswagen. Mechanizm wtrysku w tym przypadku opracowano wraz z Boschem. Model Lupo wyposażony w to urządzenie ma spalać średnio ok. 5 litrów benzyny na 100 km, a przy tym pozwolić na bardzo dynamiczną jazdę: do setki rozpędza się w ok. 10 s, a prędkość maksymalna wynosi blisko 200 km/godz. Niemiecki koncern zapowiadał, że Lupo z nowym silnkiem pojawi się w salonach w połowie tego roku. Do tej pory tak się jednak nie stało.
Koncern Peugeot-Citroen, który najpóźniej przedstawił swój wynalazek, ma zatem szansę jako pierwszy z europejskich firm samochodowych rozpocząć sprzedaż pojazdów z nowatorskim napędem.
ANDRZEJ KUBLIK
Wicepremier, Minister Rozwoju i Finansów, Mateusz Morawiecki poinformował, że podległe mu departamenty pracują nad zmianami zasad płatności akcyzy za samochody osobowe. Ich stawki miałyby zależeć już nie tylko od pojemności silnika lecz także od wieku samochodu. Nie wyklucza się także innych kryteriów.
Za pośrednictwem Polskiej Agencji Prasowej (PAP) Morawiecki potwierdził taki plan działań – „Rzeczywiście w ciągu paru miesięcy nowy projekt ujrzy światło dzienne. Jeżeli Rada Ministrów to zaakceptuje i przejdzie wszystkiej szczeble legislacyjne. Nie pracujemy oczywiście nad żadnymi zakazami – to jest ważny element naszej gospodarki.”
Obecnie w przypadku wysokości stawek akcyzowych za samochody osobowe obowiązują dwie opłaty, zależne od pojemność silnika. Za pojazd z jednostką napędową do 2000 cm3 pojemności uiszczana jest kwota akcyzowa w wysokości – 3,1 proc. wartości pojazdu. Sprowadzając samochód z większym silnikiem, a więc powyżej 2000 cm3 stawka sięga 18,6 proc. wartości samochodu.
Równocześnie poza kryterium pojemności jednostki silnika oraz wieku, pośrednio uwzględniony zostałby czynnik środowiskowy, gdyż przedziały przyjęte na potrzeby ustalania wieku pojazdu wynikają z okresu stosowania poszczególnych norm dopuszczalnych emisji spalin zgodnie z europejskim standardem emisji (tzw. normy euro)” – poinformowało biuro prasowe MF.
Źródło: PAP, mf.gov.pl
fot. sxc.hu
Computerworld Dostawcy technologii muszą być o krok przed rynkiem, by skutecznie odpowiadać na jego potrzeby. Huawei mocno postawił na działalność R&D, by zaprząc najnowsze technologie do swoich rozwiązań wspierających proces transformacji cyfrowej.
Rozwój technologii w ostatniej dekadzie poszybował w górę, na skalę dotychczas niespotykaną. Dzięki nowym rozwiązaniom organizacje mogą szybciej reagować, optymalizować swoje procesy, zmieniać modele biznesowe i generować nowe strumienie przychodów. Technologie dysruptywne (desruptive technologies) wywróciły dotychczasowy układ na rynku. Dziś, gdy nastąpiła demokratyzacja IT, nawet mniejsze organizacje mogą budować przewagę konkurencyjną, korzystając z tych samych dostępnych rozwiązań, które do niedawna zarezerwowane były dla wielkich organizacji. Jednocześnie zmienia się model ekonomiczny świata. To dane stają się walutą, a o sukcesie organizacji decyduje sposób ich przetwarzania, wywoływania, zachowanie ciągłości dostępu, umiejętność analizy i wykorzystania. To nowy świat Data Economy, napędzany inteligentnym silnikiem. Rewolucja technologiczna mocno wkroczyła zarówno w infrastrukturę sprzętową jak i sieciową. Rozwiązania są stale automatyzowane, podnosząc poprzeczkę wydajności i efektywności kosztowej.
Przyszłość ma na imię AI
Czego więc dziś potrzebują organizacje? Jakie technologie zmieniły obraz świata i uwolniły potencjał ukryty w danych? O tym między innymi mogli dowiedzieć się uczestnicy wydarzenia Huawei ICT Day. Spotkanie, w którym kilkuset uczestników miało możliwość zobaczenia i podyskutowania on-line z ekspertami technologicznymi, to kolejny przykład na to, że o nowych technologiach można opowiadać za pomocą nowoczesnych form przekazu i cyfrowo malować obraz zmieniającego się świata.
W zmieniającym się otoczeniu technologicznym Huawei wywalczyło sobie mocną pozycję. Rynek konsumencki w Polsce zna tego dalekowschodniego producenta przede wszystkim z oferty urządzeń mobilnych i notebooków, jednak to rozwiązania klasy enterprise stanowią o wielkości i innowacyjności firmy. „Ponad połowa pracowników Huawei pracuje w działach R&D. 10 % przychodu przeznaczamy globalnie na badania i rozwój. Dzięki temu znajdujemy się w piątce najbardziej innowacyjnych firm na świecie” – mówił podczas Huawei ICT Day Dariusz Dobkowski, dyrektor sprzedaży rozwiązań Data Center&Rozwoju Ekosystemu AI. Jak zaznaczył ekspert, w najbliższym czasie rynek czeka coraz większy wpływ Sztucznej Inteligencji na otaczający nas świat. W badaniu ze stycznia 2018 IDC zapytało firmy, czy wykorzystują AI w swoim podstawowym biznesie. Odpowiedzi twierdzącej udzieliło 4% respondentów. Według predykcji tej firmy analitycznej w 2025 takich organizacji będzie już 80%. „Beneficjentami tej zmiany technologicznej będą ci producenci, którzy będą w stanie zaproponować nowoczesne rozwiązania i zapewnić nowe potrzeby organizacji” – zauważył Dariusz Dobkowski.
Inteligentne Dorado V6
Huawei w swoich centrach badawczych cały czas pracuje nad implementacją AI w rozwiązaniach znajdujących się w szerokim portfolio firmy. Czas pandemii uwypuklił potrzeby nowego podejścia do inteligentnych technologii. Stąd na przykład zaangażowanie producenta w projekt wind obsługiwanych bezdotykowo, dostaw za pomocą dronów, czy badań temperatury w dużych skupiskach ludzkich, takich jak lotniska czy hipermarkety. W Polsce trwa na przykład pilotaż w zakresie wsparcia AI w służbie zdrowia. Zaszyta inteligencja dotyka też infrastruktury. Przykładem może być chociażby nowa generacja inteligentnych pamięci masowych Dorado V6, z gwarancją efektywnej pojemności użytkowej (tutaj link do sesji webinarowej), czy gwarancją nowej technologii flash ever. „W macierzy all-flash Dorado V6 najnowszej generacji nastąpiła zmiana pokoleniowa’ – wyjaśniał Konrad Tutak, IT Product Manager Huawei „Te macierze, są wyposażone w nasze własne procesory ARM. Dodatkowo posiadają własne chipsety w dyskach SSD, chipsety sieciowe, chipsety AI. Dorado V6 zapewnia obecnie najwyższą niezawodność w branży”.
Ekosystem partnerów
To jedne z przykładów wykorzystania AI w biznesie i otaczającej nas rzeczywistości. Rynek chłonie AI jak gąbka wodę, inteligentny silnik napędzający nowe modele biznesowe stał się produktem pożądanym. Huawei widzi w tym szansę dla siebie, jedocześnie potrafi zainwestować odpowiednio w przyszłość. „W świecie Sztucznej Inteligencji Huawei pozycjonuje się jako dostawca platformy technologicznej. To oczywiście nie wszystko, ponieważ ważna jest też myśl technologiczna, wykonanie. Dlatego do tego ekosystemu zapraszamy partnerów”- tłumaczy Dariusz Dobkowski. „Fundacja Digital Poland przeanalizowała polski rynek AI. 2/3 firm, które zajmują się Sztuczną Inteligencją nie ma żadnego dodatkowego finansowania, a ¾ firm większość swoich przychodów osiąga za granicą. Chcemy to zmieniać. Huawei zaproponował program wsparcia rozwoju ekosystemu AI dla Europy. W ciągu 5 lat wydamy na rozwój i aktywizację organizacji branżowych 100 mln EUR, chcemy też pozyskać w tym czasie 500 partnerów i wykształcić 100 tys. deweloperów”.
Nowa jakość SD-WAN
Plany są ambitne. „Przyświeca nam wizja budowy w pełni inteligentnego obliczeniowego świata, wszechobecnej łączności, by użytkownikowi dostarczyć ją w dowolnym miejscu na świecie" – mówił podczas swojego wystąpienia Tomasz Frender, IT Solutions Manager z Huawei. „Chcemy optymalizować obliczenia, wyjść poza ograniczenia procesora, pojedynczej maszyny, wyjść poza centra danych. Odciążamy procesory poprzez innowacyjne rozwiązania Sztucznej Inteligencji. Tworzymy moduły AI – od małych, z zastosowaniem do dronów i analizy już na poziomie urządzenia, do wielkich klastrów obliczeniowych, uwalniając pełen potencjał obliczeniowy”. Sztuczna Inteligencja stała się powszechna w ofercie Huaweia. Również w jego rozwiązaniu SD-WAN, które wprowadza nową jakość w obszarze sieci rozległych. Inteligentne sterowanie ruchem pozwoliło na optymalne wykorzystanie łączy o różnej jakości i bezpieczne oraz proste połączenie oddziałów firm korzystających z tego rozwiązania.
„Szóstka” rządzi!
Huawei jest mocno kojarzony z siecią 5G. Ale równie skutecznie działa na polu łączności WI-FI. Stale zwiększająca się liczba użytkowników sieci i niesamowity wręcz przyrost podłączonych do niej urządzeń wpłynęły na technologiczne zmiany, których owocem jest nowy światowy standard WI-FI 6. Biznes, ale też konsumenci potrzebują lepszych sieci, z mniejszymi opóźnieniami, większą przepustowością i pojemnością. Sieć 5G nie zastąpi WI-FI z wielu względów, stąd wzrost zainteresowania nowymi możliwościami oferowanymi przez WI-FI 6. „To przede wszystkim większe pasmo i niższe opóźnienie w przesyle danych. Dzięki wykorzystaniu tej technologii możliwa jest obsługa większej ilość stacji jednocześnie, co dziś stanowi jedno z kluczowych ograniczeń. Z kolei inteligentne anteny gwarantują zdecydowanie lepszy zasięg. Użytkownik końcowy ma zagwarantowany lepszy zasięg oraz wyższą przepustowość. WI-FI 6 ogranicza ilość <
Tematów technologicznych, które pojawiły się na Huawei ICT Day było więcej. Wszystkie miały jedną przesłankę – to na dostawcach technologii spoczywa ciężar zmiany dotychczasowych ekosystemów i sprawienie, by technologie wspierały rozwój gospodarczy.