Motoryzacja

Trzycilindrowce odchodzą do lamusa

10 kwietnia 2019 /

Czy zastanawiali się Państwo po co skonstruowano trzycylindrowy silniczek o pojemności 1,0 (grupa VW) lub 1,2 (grupa PSA)? Odpowiedź jest prosta… DLA UZYSKANIA WIRTUALNYCH NORM EMISJI DWUTLENKU WĘGLA.

Emisja CO2 jest (w przypadku sprzedaży samochodu na Zachodzie) ogromne ważna i to od emisji zależy wiele zwyżek/zniżek jakie otrzymuje nabywca. Stąd też jest niezmiernie istotne, aby model miał minimalną emisję CO2. Ponieważ zaś emisja jest wartością wynikającą z ilości spalonego paliwa (Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu podaje, że spalenie 1 l benzyny generuje powstanie 2370g CO₂, a spalenie 1 l oleju napędowego – 2650 g CO₂), ważne stało się opracowanie silników zużywających minimalne ilości paliwa. Oczywiście nie ma w tym nic złego, ale prace konstrukcyjne nie poszły jedynie w kierunku budowy silników ekologicznych i ekonomicznych do danego typu pojazdu, ale w kierunku budowy silników… mieszczących się w normie!!!

  1. NEDC – przyczynek powstania silników trzycylindrowych

Aby unormować emisję spalin oraz ujednolicić wskazania zużycia paliwa we wszystkich badanych pojazdach, opracowano test NEDC (New European Driving Cycle). Polega on na pokonaniu na hamowni określonej drogi ruchu, w której jest rozpędzanie, zwalnianie i jazda z określoną prędkością, a także zatrzymanie pojazdu. Dokładny schemat drogi ruchu prezentujemy poniżej.

Jak widać, aby przebyć „drogę ruchu” należy pokonać cykl miejski, trwający 780 sekund, czyli 13 minut i cykl pozamiejski trwający 400 sekund. W pierwszej części pojazd poddawany jest czterem identycznym cyklom: rozpędzanie samochodu do prędkości 15 km/h, do 32 km/h oraz do 50 km/h, a po każdym rozpędzeniu następuje trwające określony czas zatrzymanie pojazdu.

W przypadku cyklu pozamiejskiego, wymagane jest stałe rozpędzenie samochodu do 70 km/h, do 100 km/h i do 120 km/h. W tym wypadku nie ma już zatrzymywania pojazdu, a jedynym odstępstwem od stałego przyrostu prędkości jest pojedyncze zmniejszenie z prędkości 70 km/h do 50 km/h.

Test ten sprawił, że producenci rozpoczęli badania nad:

  1. zatrzymaniem silnika Start&Stop
  2. silnikami o niewielkich pojemnościach

Producentom zależało bowiem na systemie start/stop wyłączającym silnik (przypominam długotrwałe wyłączanie silnika w czasie testu) i na stworzeniu małych silników z turbodoładowaniem (przy niskich obrotach i delikatnym wzroście obrotów turbina nie wpływa na zwiększone zużycie paliwa).

To w tym celu powstały silniki 1,2 Pure Tech i 1,0 TSI. Silniki doskonałe pod względem technologicznym, ale… nie do wszystkich modeli. O ile w małym samochodzie jak Polo, up!, Ibiza, Citroen C3 czy Peugeot 208 mają one rację bytu, o tyle w Octavii, Golfie Sportsvan czy Oplu Grandland i Peugeot 3008 są jedynie przerostem „ekologicznych ambicji” nad rzeczywistością. Wprawdzie test NEDC pokonują one wzorcowo, ale podczas normalnej eksploatacji nie są ani oszczędne, ani komfortowe.

  1. WLTP (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedures) – powrót do rzeczywistości.

Od 1 września 2017 pojazdy poddawane są testowi WLTP (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedures), który opracowano sugerując się na warunkach bardziej zbliżonych do rzeczywistości. W efekcie powstało kilka różnic jak:

  • Wydłużenie czasu trwania testu z 20 minut do 30 minut

  • Ograniczenie postoju z niepracującym silnikiem z 25% do 13% ( z 5 minut do niecałych 4 minut mimo dłuższego testu)

  • Zwiększenie średniej prędkości całej trasy z 34 km/h do 46,6 km/h, oraz maksymalnej prędkości w czasie testu o 10 km/h (ze 121 km/h do 131 kmh)

  • Temperatura w komorze testowej wynosi 14 st C (w NEDC model był bardziej nagrzany i temperatura wynosił 20-30 st C)

  • Sprawdzanie dwóch egzemplarzy jednego modelu – wersji najlżejszej o najniższych oporach (wąskie opony, ubogie wyposażenie, najmniejszy silnik) oraz najcięższej o najwyższych oporach (zazwyczaj wersja z górnej półki cenowej).

  • W przypadku NEDC test zakładał 66% w cyklu miejskim i 38% w pozamiejskim. W WLTP wartości te to odpowiednio 52% i 48%

Tak jak w przypadku testu NEDC, prezentujemy schemat testu WLTP.

Na początku sprawdzane jest zapotrzebowanie na paliwo podczas poruszania się z niskimi prędkościami. Czas trwania tej sesji to 589 sek, auto pokonuje 3 km, rozpędzając się maksymalnie do 56,5 km/h. W tym etapie testu samochód samochód stoi przez ok 26,5%.

Drugi etap to eksploatacja ze średnią prędkością. Etap ten trwa 433 s, w czasie którego auto pokonuje 4,7 km, rozpędzając się do 76,6 km/h i stojąc przez 11,1% czasu testu.

Trzeci etap sprawdza zapotrzebowanie na paliwo przy wyższych prędkościach. Próba ta trwa 455 sek. auto pokonuje dystans 7,2 km i rozpędza się do 97,4 km/h. W tym etapie testu samochód jest nieruchomy przez 6,8% trwania próby.

Ostatnim etapem jest test autostradowy. Ta część próby trwa 323 s, w tym czasie auto pokonuje 8,3 km i rozpędza się do 131,3 km/h. Samochód stoi przez 2,2 proc. czasu testu.

Wprowadzenie większego rygoru badawczego (różnice między samochodami w obu testach prezentuje poniższa tabela), zmiana charakteru trasy (mniej zatrzymania i więcej jazdy „pozamiejskiej”) oraz wymuszenie eksploatacji z wyższymi prędkościami urealnił nieco wyniki badań.

W efekcie, według cyklu WLTP samochody spalają już więcej paliwa, a dodatkowo… silniki trzycylindrowe w dużych samochodach przestają być „super ekologiczne”.

Czy trzycylindrowe silniczki znikną z rynku?

Z całą pewnością nie. Przemawiają za tym dwa aspekty.

Pierwszy to koszt wprowadzenia nowych silników na rynek (badanie laboratoryjne, projekty i produkcja) które jest bardzo kosztowne, a musi zostać zamortyzowane przez produkcję.

Drugi to… jakość i nowoczesna technologia tych silników. Musimy bowiem przyznać, że silniki te są bardzo nowoczesne i ekonomiczne/ekologiczne, a tylko stosowanie ich w dużych samochodach jest błędem.

Zapewne norma WLTP sprawi, że w kolejnych dużych samochodach, po zmianie modelowej, ten „ekologiczny żarcik” ustąpi miejsca silnikom większym.

Na zakończenie chciałem się podzielić jeszcze jedną informacją, którą zauważyłem przygotowując materiał. Otóż wraz z ograniczeniem sprzedaży Diesla, na którego od pewnego czasu jest ogromna nagonka, wzrosła emisja CO₂…