保護氣候需要發明創造
改善內燃機引擎的燃燒效率,是汽車工業節能與減少排放的重要課題。追求兼具經濟、乾淨與樂趣的駕駛經驗,需要的不是減少科技,而是更卓越的科技。2008年,博世公司近8%的營業額,都用於研發部門,因此我們每天可發明15件專利產品。而其中有40%以上的博世專利產品,係以保護環境及資源為設計目標-當中更有約一半的產品,目的在減少燃料消耗及隨之產生的二氧化碳排放。
過去沒人會將柴油跟「乾淨」聯想在一起,更別提「時尚 (sporty)」了。但現在時代不同了。新一代的乾淨柴油引擎(Clean Diesel ) — 無論其配裝之車種為何— 驗證了,更多元精良之技術及最大燃料精省,如何與最強動力性能及最佳環境保護效力的理想緊密結合。與柴油引擎相關的科技進展,包括直壓噴射系統和電子柴油控制系統(EDC),在過去15年來,已減少氧化亞氮與碳氫化合物95%而懸浮微粒達98%以上的排放量。與此同時,柴油引擎之性能則提升了約15%,與其燃料消耗之減少比率相當。
博世共軌系統 (Common Rail Systems)
乾淨柴油技術的一項成功實例,即為博世的共軌系統。在這個電子控制的燃料噴射系統中,是利用高壓幫浦將柴油以所需要的壓力注入燃料軌。今日尖端的共軌柴油技術,使用的是高速注射器,其可減少噪音和廢氣排放。共軌系統和廢氣處理系統是經濟、乾淨及強力之柴油引擎的基礎。
打從第一套柴油噴射引擎在1927年問世,而後應用於小客車製造,數十年來,柴油引擎技術的改進與精煉未曾間斷。至今博世已為柴油引擎系統註冊了超過1萬項專利,並在全球售出超過1億8千萬套噴射引擎。目前博世在全球32個國家有225個柴油引擎系統買主。
1997年,博世開始量產客車的共軌系統。近來則開始生產最先進的共軌系統和廢氣後處理系統,其可減少更多的燃料消耗和二氧化碳排放。在廢氣後處理的項目上,博世供應氧化亞氮觸媒轉化器用的電子控制及測量系統。乾淨柴油引擎符合全球最嚴格的廢氣排放標準。
柴油引擎的優點
經濟
乾淨柴油引擎是經濟的。節能省油的轎車不再是未來概念,他們現在已經出現 —— 且物美價廉。此節能省油的新車款配備了經過檢測及驗證的乾淨柴油引擎技術。證明其可節省成本。和15年前的傳統柴油車相較,現代的乾淨柴油引擎之燃油精省效益多了15%。在當今大部分的歐洲國家,柴油也比汽油便宜。但即使在柴油比汽油貴一點的地方,柴油引擎還是比汽油引擎經濟,因為和汽油車相較,柴油車可以節省超過30%的燃料。
乾淨
乾淨柴油引擎系統所排放的二氧化碳量,比起同級汽油引擎車種,可減少25%。估計台灣的柴油引擎小客車市佔率每增加1%,每年即可省下2千5百20萬公升的油料,或減少56,448噸的二氧化碳排放。此數值約等於24,000輛車各行駛15,000公里總計之燃料消耗或碳排放量。生質柴油則為資源保存開啟了新契機。使用經濟的乾淨柴油引擎系統,駕駛人不但幫助保存自然資源,也減少了溫室效應廢氣的排放。
在以碳排放量計算汽車稅的國家,乾淨柴油引擎系統是最好的選擇。若您打算購買一輛低二氧化碳排放的車子,柴油引擎車會是您最有可能的選擇:因其為減少碳排放量最多的車種。而許多成長中的都市深受空氣中高濃度懸浮微粒所苦。乾淨柴油引擎也是解決此問題的可能方法之一:比起1990年時的一般柴油車,其微粒排放可減少98%以上。另外還有乾淨燃料燃燒及有效微粒過濾裝置。以上系統互相搭配,幾乎可完全過濾甚至最小的奈米微粒。
氮氧化合物是煙霧污染最主要的來源。乾淨柴油引擎氮氧化合物的排放,比起1990年時的一般柴油引擎,已減少了96%以上。而使用博世公司製造的選擇性觸媒催化還原(SCR)控制系統,還可再進一步減少其中85%的污染成分。
強力
柴油引擎車馬力十足,給人愉悅的駕駛經驗。無論是靜止起動、上坡或公路上的緩慢行進,乾淨柴油引擎的效能都讓人印象深刻。此外它也相當安靜與平穩。乾淨柴油引擎的扭矩較同級汽車引擎高出50%以上。即使在低引擎轉速中也可保持相同扭矩。無論您是在號誌燈前起動加速,或在公路或上坡路段行駛,都可感受該引擎的強大馬力。高扭矩即高拖力。每具乾淨柴油引擎都備有高扭矩的性能,長距離載重亦勝任無虞。
乾淨柴油引擎在最艱難的賽車運動環境條件下亦表現卓絕。如過去三年勒芒24小時耐力車賽(24 hours of Le Mans),其贏家都是乾淨引擎車系。2008年達喀爾拉力賽(Rally Dakar)的冠軍也首次由乾淨引擎車拿下。
事實上,平穩運轉的乾淨柴油引擎已廣泛運用於各式車種。即便對聲音極度敏感的人,也會對安靜運轉的乾淨柴油引擎感到滿意。所以現在幾乎所有車種,包括豪華型轎車,都選配柴油引擎。乾淨柴油引擎行駛起來既安靜又平穩;和汽車引擎相較幾無殊異。
而對重型卡車和貨車來說,選用柴油引擎還有其他好處。柴油引擎不只經濟、乾淨、馬力十足,還能輸出相當大的扭矩。需勤跑業務的公司,為求壓低運輸成本維持競爭優勢,紛紛改換使用柴油引擎用車。此外還有一個重要理由,柴油引擎車的引擎壽命較長,汰換率低。
科技展望
柴油引擎遠景
預估幾年後,一輛中價位的壓燃引擎車跑100公里大約僅需3公升的燃油 —— 且其每公里之碳排放僅有99公克或更少。而博世公司相信,更低價位或符合未來廢氣排放標準的柴油引擎車款,也可在不增加成本的情況下達成。目前已具備達成這些目標的技術基礎;在博世與馬勒(Mahle)集團的合作案中,將以加強噴射壓力及渦輪增壓的方式,縮減現行引擎的體積重量。此技術之進展可減少引擎的汽缸數量。確信不久之將來,即可研發出更多3汽缸之引擎並製造上市。
另一個重要的進展是自動降速控制技術。特別設計的傳動裝置得以減少引擎的運轉,因此可降低由於摩擦所造成之馬力流失,進而增進效能。其他技術進展,如透過熱管理(thermal management)系統,可讓冷卻系統配合引擎運轉需求發揮功能,起動/停止系統(start-stop system)則控制車輛引擎,則在車子靜止不動時使之關閉,並在需要時自動啟動。這些技術均在節能與減少碳排放上促成了莫大效益。
亞洲柴油引擎的遠景
在歐洲,每兩輛車即有一輛是柴油引擎車,在北美及亞洲,高效能、乾淨與強力的柴油引擎車也預期將很快達成突破性的市佔率。事實上,倘若美國每3輛「輕型車」便有一輛配備現代柴油引擎,則美國根本不需要從沙烏地阿拉伯進口原油。而新的排放標準在未來幾年也將適用於亞洲發展中國家,迫使其必須採用高壓點火系統才能符合該標準所需。
展望
未來20年,內燃引擎仍會是汽車動力傳動技術的首選要角。乾淨柴油引擎技術將更進一步改善創新。憑藉引擎管理及噴射技術的進展,博世公司將能達成更多減少燃油消耗與二氧化碳排放的目標。
博世未來將持續以發展柴油引擎技術為優先項目 —— 預期未來幾年便可成功發展出節能30%以上的新型柴油引擎。與此同時,數百位專家亦打破專業部門分立的限制,共同在博世公司的「混合動力計畫 (Hybrid Project House)」下為發展混合動力車及電動車而努力。因此,博世公司致力於汽車動力研發 —— 不僅著想於將來,更著想於將來的未來。