Politechnika Śląska dla sektora LPG

Ograniczenie emisji

Dążenie do coraz większego ograniczenia emisji dwutlenku węgla w spalinach emitowanych przez współczesne silniki spalinowe powoduje, że coraz większa liczba producentów opracowuje i wdraża różnego rodzaju technologie mające na celu spełnienie wymagań emisyjnych. Jednym z prostszych wydaje się zastosowanie systemu Start&Stop czyli jak to niektórzy nazywają tzw. mikrohybrydy (Micro Hybrid).

fot. Politechnika ŚląskaPoszczególne marki na wykresie emisji dwutlenku węgla z uwzględnieniem masy samochodów

Układ wyłącza silnik w czasie postoju, np. kiedy samochód stoi w korku i uruchamia automatycznie jednostkę napędową, kiedy chcemy ruszyć. Według opinii producentów pojazdów system ten pozwala na obniżenie zużycia paliwa w ruchu miejskim nawet o około 10%.

Polski rynek samochodów

Polski rynek motoryzacyjny w znacznym stopniu odbiega od standardów europejskich. W Unii Europejskiej średnia wieku samochodu to 8 lat. W Polsce wynosi ona powyżej 15 lat, a ponad 70% pojazdów ma więcej niż 10 lat. W 2009 r. w Polsce było więcej samochodów w wieku powyżej 31 lat niż nowych do 2 lat. Powoduje to, że nowe ekologiczne i energooszczędne technologie, w które wyposażane są nowoczesne samochody mają niewielki wpływ na obniżanie zużycia paliwa i emisji spalin pojazdów w Polsce.

Wychodząc naprzeciw zapotrzebowaniu polskiego rynku, w którym znaczący udział mają samochody zasilane LPG naukowcy ze Śląska opracowali specjalny układ, który oprócz systemu Start&Stop podgrzewa także układ chłodzenia silnika i może być z powodzeniem wykorzystywany w silnikach zasilanych autogazem.

Smart Hybrid

Układ o nazwie Smart Hybrid, dzięki zastosowanym rozwiązaniom zapewnia:

• rozruch silnika od razu na LPG z pominięciem fazy rozgrzewania jednostki napędowej na benzynie,
• zmniejszenie zużycia paliwa w fazie nagrzewania silnika,
• zmniejszenie zużycia paliwa w czasie jazdy miejskiej.

Charakteryzuje go także niski koszt zakupu.

fot. Politechnika ŚląskaWariant Mild Hybrid w samochodzie z instalacją LPG (z reduktorem ogrzewanym pośrednio)

Opracowanie technologii Smart Hybrid miało na celu ograniczenie zużycia paliwa w samochodach zarówno już użytkowanych jak i nowych przy założeniu zwrotu nakładów w zakładanym okresie eksploatacji. Technologia Smart Hybrid składa się z dwóch osobnych wariantów układu napędowego nazwanych Mild Hybrid oraz Modul Hybrid.

Wariant Mild Hybrid

Wykorzystuje on typowe (nieco zmodyfikowane) podzespoły stosowane w każdym samochodzie (rozrusznik i alternator) oraz dodatkowo podwójny zasobnik energii elektrycznej o bardzo wysokiej gęstości mocy (superkondensator do rozruchu silnika i akumulator żelowy, zasilający elektryczną pompę cieczy i grzałki elektryczne do wstępnego podgrzewania układu chłodzenia silnika i reduktora-parownika LPG). Wstępnie podgrzewany (na postoju), układ chłodzenia powoduje, że znacznie skraca się faza nagrzewania silnika, kiedy sterownik wydłuża czasy wtrysku, wzbogacając mieszankę. W przypadku zasilania LPG wstępne podgrzanie układu chłodzenia pozwala na pewny rozruch silnika od razu na gazie.

Jeśli układ Start&Stop w systemie Smart Hybrid będzie włączony zbyt wcześnie uzysk z braku emisji przy wyłączonym silniku spalinowym może zostać stracony przez jego pracę ze zwiększoną dawką rozruchową niezbędną do zasilania nie w pełni nagrzanego silnika. Powoduje to wzrost zużycia paliwa i emisji, zatem w proponowanych rozwiązanich układ Start&Stop jest aktywowany po 400 s od momentu uruchomienia silnika.

dr inż. Rafał Setlak - jeden z twórców Smart Hybrid, pracownik Zakładu Maszyn Elektrycznych i Inżynierii Elektrycznej w Transporcie na Wydziale Elektrycznym Politechniki Śląskiej w Gliwicach