Konsekwentny rozwój silnika Diesla dla pojazdów mechanicznych ma bogate tradycje w 125-letniej historii przedsiębiorstwa. Przed 75 laty przedsiębiorstwo ze Stuttgartu dostarczyło pierwszy na świecie napęd Diesla dla samochodu osobowego. W roku 1922 założyciel przedsiębiorstwa, Robert Bosch, osobiście zlecił prace rozwojowe nad pompą wtryskową do silnika Diesla – początkowo pompa miała być przeznaczona do stosowania w pojazdach ciężarowych. Już w 1924 roku w Niemczech wszedł na rynek pierwszy seryjnie produkowany samochód ciężarowy z napędem Diesla, a w 1927 rozpoczęto wielkoseryjną produkcję technologii wtrysku do silników Diesla. Bosch przyczynił się w ten sposób do triumfu silników Diesla w motoryzacji, który trwa do dziś.
1936 – 2011: 75 lat innowacji do silników Diesla w samochodach osobowych
W latach trzydziestych Daimler-Benz planował wprowadzenie silnika Diesla z wtryskiem Bosch także do samochodów osobowych. Pierwszy na świecie, seryjnie produkowany samochód osobowy z silnikiem Diesla, Mercedes-Benz 260 D, miał swoją premierę podczas Wystawy Samochodowej w Berlinie, w 1936 roku. Samochód zużywał o jedną trzecią mniej paliwa niż wersja benzynowa tej samej mocy. Sukces handlowy był początkowo umiarkowany, ponieważ ani pod względem osiągów, ani kultury pracy silnika diesle nie dorównywały jeszcze wówczas samochodom osobowym z silnikami benzynowymi. Mimo to, uczyniono ważny krok, a w latach powojennych znaczenie silnika Diesla w segmencie aut osobowych systematycznie rosło. W 1950 roku Bosch odnotował jubileusz wyprodukowania miliona pomp wtryskowych do silników Diesla w samochodach osobowych i ciężarowych. Ze względu na swoją oszczędność samochody osobowe z silnikami wysokoprężnymi cieszyły się coraz większą popularnością, szczególnie w wymagającej branży taksówkarskiej. Już wtedy Bosch stawiał na kompetencje systemowe i oprócz pomp wtryskowych dostarczał inne, doskonale dopasowane komponenty, jak pompy paliwa, filtry paliwa, wtryskiwacze czy świece żarowe.
Już w roku 1960 Bosch wyprodukował pierwszą rozdzielaczową pompę wtryskową. Była ona lżejsza i bardziej kompaktowa od stosowanych dotychczas pomp rzędowych. Dzięki temu utorowała drogę silnikom Diesla w mniejszych samochodach osobowych. Konstruktorzy ze Stuttgartu, odpowiedzialni za rozwój pomp, dość wcześnie rozpoznali trend, który później, w połowie lat siedemdziesiątych przekształcił się w prawdziwy boom na diesle. Modę na diesle zapoczątkował model VW Golf Diesel. Pojawił się na rynku w 1975 roku i był pierwszym samochodem z silnikiem wysokoprężnym w klasie kompakt. Golf był wyposażony w szybkoobrotowy silnik Diesla, którzy dzięki zastosowaniu rozdzielaczowej pompy wtryskowej Bosch osiągał wysoką moc, a jednocześnie był oszczędny. Turbodoładowanie i dynamiczny wygląd sprawiły, że Golf w wersji „GTD“ zyskał z czasem status pojazdu kultowego jako pierwszy sportowy samochód osobowy z silnikiem Diesla. Producenci samochodów w całej Europie rozpoczęli ofensywę, wprowadzając na rynek kolejne modele z silnikiem Diesla w „klasie Golfa”. Fundamentem sukcesu była rozdzielaczowa pompa wtryskowa firmy Bosch, którą zastosowano w wielu, masowo sprzedawanych modelach samochodów.
W połowie lat osiemdziesiątych, w segmencie samochodów z silnikami Diesla rozpoczęła się epoka elektroniki. W 1986 roku Bosch wprowadził pierwszy elektroniczny system sterowania pomp rozdzielaczowych i rzędowych Bosch. W 1987 roku BMW, jako jeden z pierwszych producentów samochodów, zastosował elektronicznie sterowane pompy rozdzielczowe w swoim modelu. Sześciocylindrowy silnik modelu BMW 524 td oferował „przyjemność jazdy” i był pierwszym turbodieslem koncernu z Monachium oraz najszybszym wówczas na świecie, seryjnie produkowanym samochodem osobowym z silnikiem Diesla. W 1989 pierwsza rozdzielaczowa pompa wtryskowa przeznaczona do systemów bezpośredniego wtrysku paliwa w silnikach Diesla zrewolucjonizowała znaną przecież od dawna koncepcję zasilania silników wysokoprężnych. Pompę zamontowano po raz pierwszy w modelu Audi 100 TDI (Turbodiesel Direct Injection). Nowa technologia opracowana przez firmę Bosch, umożliwiała wtrysk paliwa pod bardzo wysokim jak na tamte czasy ciśnieniem 1 000 barów, bezpośrednio do cylindrów, co zapewniało wysoką efektywność spalania. Rezultat: wyraźnie wyższa moc, spokojniejsza praca silnika, niskie zużycie paliwa oraz niski poziom emisji spalin. Systemy bezpośredniego wtrysku paliwa stały się w ciągu kilku lat standardem w samochodach osobowych i ciężarowych. Pod koniec lat dziewięćdziesiątych popularyzacja Diesla weszła w kolejny etap rozwoju wraz z opracowaniem trzech różnych wysokociśnieniowych technologii wtrysku: wielotłokowa rozdzielaczowa pompa promieniowa typ VP44 (1996), system Common Rail (1997) oraz technologia pompowtryskiwaczy (znana także pod nazwą „Unit Injector“, 1998), którą zastosowano np. 4-ro cylindrowym silniku Volkswagena 1,9 TDI stosowanym min. w Golfie IV oraz w nowym 3 cylindrowym silniku 1,2 TDI stosowanym w samochodzie VW Lupo 3L.
Common Rail: technologia wtrysku XXI wieku
Ze wszystkich alternatywnych systemów wtryskowych, jakie pojawiły się w późnych latach dziewięćdziesiątych, wiodącą okazała się technologia Common Rail. Już w rok po wprowadzeniu na rynek tego systemu wtrysku Bosch świętował wyprodukowanie miliona egzemplarzy systemu. W roku 2000 na rynku było już trzy miliony systemów Common Rail. Innowacja pojawiła się w 1997 roku w modelu Mercedes-Benz 220 CDI oraz w modelu Alfa Romeo 156 JTD. System posiadał wspólną szynę zasilającą („Common Rail“), w której zmagazynowane jest wysokie ciśnienie wytworzone przez pompę CR dochodzące do 1350 barów, zasilające jednakowo wszystkie wtryskiwacze CRI pracujące w danym silniku. System Common Rail umożliwił po raz pierwszy realizację koncepcji wtrysku wielofazowego polegającego głównie na podziale wtrysku na wstępny (PI – Pilot Injection) oraz główny (MI – Main Injection), przy czym ilość wtrysków pilotażowych może być większa niż jeden, a po wtrysku głównym może jeszcze występować dotrysk paliwa używanego np. w procesie oczyszczania spalin. W 2003 roku Bosch zaprezentował trzecią generację systemów wtrysku Common Rail, wyposażoną we wtryskiwacze piezoelektryczne typu Inline. W porównaniu z poprzednimi generacjami, nowy system po raz kolejny obniżył zużycie paliwa oraz, ograniczył emisję spalin oraz wyciszył pracę silnika. W 2005 roku prezydent Republiki Federalnej Niemiec wręczył ekspertom Bosch za ten wynalazek Niemiecką Nagrodę Przyszłości. Do dziś wyposażono w systemy Common Rail firmy Bosch ponad 66 milionów silników Diesla.
Diesel w walce o sekundy
W czasach pierwszej wielkiej fali boomu na diesle w połowie lat siedemdziesiątych wszyscy wiodący w Europie producenci samochodów dostrzegli nowy trend i zaczęli oferować silniki Diesla w samochodach produkowanych seryjnie. Różne prototypy Diesla miały udowodnić codzienną przydatność silników wysokoprężnych. Podczas gdy Opel, który w 1972 roku wypuścił na rynek model eksperymentalny GT z napędem Diesla, który pobił 20 międzynarodowych i dwa absolutne rekordy światowe dla aut wszelkiej kategorii, Mercedes ze swoim modelem C111-III z 1978 roku zrobił furorę na świecie. Pionier technologii Diesla zapewnił sobie we włoskim Nardo dziewięć światowych rekordów szybkości, najwyższa prędkość tego bardzo atrakcyjnego także optycznie prototypu wyniosła 338 km/h, a średnia prędkość 325 km/h. Podstawą sukcesu był pięciocylindrowy silnik o pojemności 3 l pochodzący z nowego wtedy Mercedesa-Benz 300 D. Niespełna 30 lat później napędy Diesla w modelach Audi i Peugeot odniosły zwycięstwo w wyścigu Le Mans, w czym pomogła im innowacyjna technologia wtrysku Common Rail firmy Bosch. Niezawodność i wysoka odporność na obciążenia już cztery razy zaprowadziła firmy Audi oraz Bosch na podium tej legendarnej imprezy wyścigowej. Decydującą zaletą było w tym przypadku wyraźnie niższe zużycie paliwa, które pozwoliło kierowcom pokonać dłuższy dystans, rzadziej tankować i zyskać cenną przewagę czasową nad konkurencją z silnikami benzynowymi.
Silnik Diesla podbija światowe rynki
Na początku nowego tysiąclecia technologia Bosch Common Rail jeszcze bardziej wzmocniła boom na diesle. O ile jeszcze w roku 1997 tylko 22% wszystkich sprzedawanych w Europie samochodów osobowych było wyposażonych w silniki Diesla, o tyle już w 2006 roku ich udział wzrósł do ponad 50%. Technologia Common Rail kryje w sobie jeszcze duży potencjał postępu technicznego, umożliwia nawet spełnienie najbardziej restrykcyjnych na świecie limitów emisji spalin, jakie obowiązują w amerykańskim stanie Kalifornia. W poprzednich latach kilku europejskich, amerykańskich i azjatyckich producentów samochodów rozpoczęło w USA wielką ofensywę Diesla. Oprócz marki Mercedes-Benz, także Audi i BMW postawiły na napęd Diesla właśnie w USA. Bosch liczy, że udział samochodów z silnikami Diesla zwiększy się z obecnych 5% do ok. 10% w roku 2015. Jeszcze szybszą popularność powinien zyskać „czysty diesel” na azjatyckich rynkach wschodzących, ponieważ obowiązujące tam normy emisji spalin można spełnić tylko przy zastosowaniu wysokociśnieniowej technologii wtrysku. Obecnie Bosch sprzedaje w Indiach i Chinach ok. miliona systemów Common Rail.
Większa sprawność gwarancją oszczędnych i proekologicznych silników Diesla
Przepisy dotyczące obniżenia zużycia paliwa znacznie zaostrzyły się w ostatnich latach, a przejście z normy Euro 5 na Euro 6 będzie wymagać także obniżenia emisji NOX o ponad połowę. W tym celu konstruktorzy Bosch pracują nad większym wykorzystaniem zjawiska recyrkulacji spalin, podwyższeniem ciśnienia doładowania powietrza potrzebnego w procesie spalania oraz nad zwiększeniem ciśnień wtrysku w szerszym zakresie charakterystyki pracy silnika, co pozwoli osiągnąć spalanie przy niskiej emisji tlenku azotu. Oprócz tego inżynierowie wykorzystują wtórne oczyszczanie spalin do dalszej poprawy sprawności silnika Diesla. Konstruktorzy Bosch przystosowali sprawdzony w samochodach ciężarowych system Denoxtro¬nic redukujący tlenki azotu w spalinach do potrzeb samochodów osobowych. Pierwsze samochody Diesla z tą technologią zostały wprowadzone na rynek w 2009 roku z myślą o bardzo restrykcyjnych przepisach w USA, a w Europie są dostępne w samochodach spełniających normę Euro 6. Aby spełnić coraz ostrzejsze limity emisji oraz obniżyć zużycie paliwa i emisję CO2, Bosch pracuje obecnie nad systemami, w których ciśnienie wtrysku wynosi ponad 2 000 barów, co odpowiada sile działania ciężaru dwóch ton na jeden centymetr kwadratowy. W przypadku wtryskiwaczy piezoelektrycznych, które umożliwiają realizację do ośmiu wtrysków na jeden skok roboczy, czas wtrysku wynosi obecnie poniżej jednej milisekundy, ponieważ prędkość wtrysku odpowiada ponad dwukrotnej prędkości dźwięku.
Przyszłość należy do Diesla
Technologia Diesla oferowana przez firmę Bosch umożliwi w najbliższych latach stworzenie jeszcze bardziej efektywnego napędu do samochodów osobowych. Z wielu pojedynczych rozwiązań związanych z funkcjonowaniem silnika spalinowego powstają koncepcje silników, które ok. roku 2015 będą gotowe do wprowadzenia na rynek 2015. Z powodu ekstremalnego downsizingu silniki Diesla przyszłości będą miały już tylko trzy cylindry i pojemność skokową ok. 1,1 l. Mimo to dzięki mocy wynoszącej ok. 100 kW będą oferować dynamikę i wysoką kulturę pracy. Będą także wyposażone w wiele dodatkowych rozwiązań technicznych, które w jeszcze większym stopniu poprawią efektywność układu napędowego:
Silniki Diesla w samochodach osobowych będą w przyszłości jeszcze efektywniejsze dzięki zastosowaniu rozwiązań technicznych firmy Bosch. W roku 2015 samochód z silnikiem Diesla będzie zużywał zaledwie 3,6 l paliwa na 100 km. W porównaniu ze standardowym dieslem z roku 2009 będzie to oszczędność rzędu ok. 30%. Dzięki wprowadzeniu koncepcji hybrydowych zapotrzebowanie silnika Diesla na paliwo spadnie nawet o ok. 40%. Konstruktorzy Bosch już dziś pracują nad systemami do przyszłych koncepcji silnikowych producentów samochodów, co jeszcze bardziej wzmocni trend rozwojowy silników spalinowych.
Kamienie milowe 75-letniej historii technologii Diesla w samochodach osobowych
1921 r. Pierwsze próby z wtryskiem paliwa z wykorzystaniem olejarek Bosch
1922 r. Oficjalne rozpoczęcie prac rozwojowych nad wtryskiem paliwa do silników Diesla
1923 r. Pierwsze prototypowe egzemplarze pomp wtryskowych
1927 r. Seryjna produkcja pomp wtryskowych i wtryskiwaczy do pojazdów użytkowych
1930 r. Jubileusz produkcji: 10 000 wyprodukowanych pomp wtryskowych do Diesla
1931 r. Regulatory pomp wtryskowych
1934 r. Pneumatyczny regulator pomp wtryskowych
1934 r. Jubileusz produkcji: 100 000 wyprodukowanych pomp wtryskowych do Diesla
1936 r. Rozpoczęcie produkcji układów wtrysku paliwa do samochodów osobowych
1950 r. Jubileusz produkcji: 1 000 000 wyprodukowanych pomp wtryskowych do Diesla
1960 r. Pierwsza pompa rozdzielaczowa (typ VM) - mechaniczna
1975 r. Pompa rozdzielaczowa VE - mechaniczna
1986 r. Elektroniczny sterownik silnika Diesla EDC dla pompy rozdzielaczowej
1987 r. Elektroniczny sterownik silnika Diesla EDC dla pompy rzędowej
1989 r. Pompa rozdzielaczowa VE EDC typu VP37 do układów wtrysku bezpośredniego w samochodach osobowych
1996 r. Pompa rozdzielaczowa wielotłokowa promieniowa VP44
1997 r. Rozpoczęcie produkcji seryjnej pompy wysokociśnieniowej CP1 w fabryce w Bari (Włochy)
Rozpoczęcie produkcji wtryskiwaczy CRI1 w fabryce w Bamberg
Ciśnienie wtrysku: do 1 350 barów
1998 r. Unit Injector (pompowtryskiwacze) do samochodów osobowych
1998 r. „Nagroda Paula Pietscha“ dla firm Bosch i Fiat za system Common Rail uznany za przełomową innowację techniczną
1999 r. Jubileusz produkcji: milion wyprodukowanych systemów Common Rail
2001 r. Druga generacja systemów Common Rail dla samochodów osobowych
Ciśnienie wtrysku: do 1 600 barów
2001 r. Produkcja komponentów do systemów Common Rail w Charleston (USA)
2002 r. Jubileusz produkcji: 10 milionów wyprodukowanych systemów Common Rail
2003 r. Common Rail dla samochodów osobowych, 3. generacja w wtryskiwaczami piezoelektrycznymi
Ciśnienie wtrysku: do 1 800 barów
2005 r. „Niemiecka Nagroda Przyszłości“ za opracowanie wtryskiwaczy piezoelektrycznych do systemów wtryskowych Diesla
2005 r. Rozpoczęcie produkcji komponentów do systemów Common Rail w Nashik (Indie)
2006 r. Udział samochodów z silnikami Diesla w Europie Zachodniej przekroczył 50%
2006 r. Zwycięstwo Audi R10 TDI z silnikiem Diesla i technologią wtrysku Bosch w wyścigu Le Mans. Kolejne zwycięstwa w Le Mans w latach: 2007, 2008 i 2010
2007 r. Pierwszy na świecie system wtrysku paliwa Bosch z ciśnieniem wtrysku 2 000 barów
2008 r. System Bosch Denoxtronic do wtórnego oczyszczania spalin w samochodzie osobowym z silnikiem Diesla oraz nagroda środowiskowa „Öko-Globe“ w kategorii „Innowacja producentów wyposażenia “
2008 r. PSA Peugeot Citroën oraz Robert Bosch GmbH zawierają umowę o partnerstwie strategicznym na rzecz rozwoju technologii hybrydowej dla silników Diesla
2009 r. Jubileusz produkcji: 50 milionów wyprodukowanych systemów Common Rail
2009 r. Pierwsze pojazdy na rynku spełniające normę Euro 6 – „Czyste diesle” (5 lat przed wprowadzeniem w życie normy Euro 6)
2011 r. Uruchomienie produkcji seryjnej pierwszego hybrydowego napędu Diesla w PSA Peugeot Citroën powstałego we współpracy z firmą Bosch
