© WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional

TECHNIEK Nieuwsoverzicht Bosch systemen

Directeur van de divisie autotechniek BerndBohr veroorlooft zich een sneer richting poli-tiek, in verband met het verhitte ‘feinstaub’-debat in Duitsland. “Bij autogebruikers moetenwe zowel rekening houden met rationele wen-sen zoals zuinigheid en schoon uitlaatgas, alsmet emotionele wensen in de sfeer van rijple-zier. Maar we moeten ook rekening houden metsteeds verder gaande wettelijke eisen. Als inDuitsland een norm voor fijn stof wordt afge-kondigd die in de frisse lucht van de Noordzee-eilanden al nauwelijks haalbaar blijkt komt ookde vraag op hoe rationeel wetgevers denken.”Toch verwacht Bosch geen ernstige terugslag inde dieselverkoop door zulke nieuwe kritiek enstijgende kosten voor schonere dieseltechniek.“Voor de middellange termijn zal de stijgingvan het dieselaandeel aanhouden. We denkendat dit jaar voor het eerst in Europa meer per-sonenwagens met diesel dan met benzinemotorverkocht zullen worden.”

Realistisch bekekenBosch kijkt breder dan het eigen land, dat blijktook als het roetfilter ter sprake komt. “In 2006zullen we een nieuw soort roetfilter brengen opsintermetaal basis. Tot op zekere hoogte doenwe niet mee met de eerste golf van filtertoepas-sing, die voornamelijk in Duitsland plaatsvindt.

Hier gaat het om minder dan een vijfde van deEuropese markt. Als heel Europa voor de EU5-normen komt te staan (in 2010 – red) zullen wetijdig de vereiste stappen nemen.” Een sinter-

metaal roetfilter raakt minder snel verstoptdan de huidige keramische filters en heeft eenbeoogde levensduur van meer dan een kwartmiljoen kilometer. De EU5-eisen zullen nietmeer zonder roetfilter haalbaar zijn.Even realistisch kijkt Bosch aan tegen deopkomst van hybride aandrijving. “We zienzeker voordelen in druk stop-and-go verkeer.Een kosten-batenanalyse toont echter dat omverbruik en CO2-uitstoot te verminderen tenopzichte van een benzinemotor een diesel goed-koper en op langere afstanden zuiniger blijft

Directe injectie zal ook bij benzinemotoren eenforse opkomst beleven. De tweede generatie is bijBosch klaar, die voorziet in hogere inspuitdruk eninjectieventielen met een zodanig inspuitbeeld datstraalgeleide mengselvorming mogelijk wordt.

Met directe injectie en een turbo kan de benzine-motor in verbruik en trekkracht de diesel gaanbenaderen, toont deze voorspellende grafiek.Bosch ziet een trend in ‘downsizing’, toepassingvan relatief kleine benzinemotoren met relatiefhoge prestaties.

Ontwikkeling

in Bosch motor-,

veiligheids- en

hulpsystemen

Hogedrukinspuitventielen

Druksensor

Brandstof-verdeelstuk

Stuureenheid MED

Hogedruk pomp

Toerental (t/min)

Mot

orko

ppel

(Nm

) (t/

min

)

400

350

300

250

150

100

50

0

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

220 kW

150 kW

147 kW

100 kW

2.0 DI-benzine, turbo, potentiële mogelijkheden2.0 DI-benzine,turbo, variabele in- en uitlaattiming2.0 DI-benzine,turbo, variabele inlaattiming2.0 DI-benzine,vrij aanzuigend

200

Meer koppel door directe injectie, variabele klepbediening en turbo

Nuchter vooruitziDiscussies over roet, stof en de volgende stap in uitlaat-

gaseisen houden de autowereld flink bezig. Ook de vei-

ligheid op steeds overvollere wegen krijgt ieders aan-

dacht, de auto wordt steeds meer partner in plaats van

slaaf voor de berijder. Dat leidt nogal eens tot wilde

toekomstspeculaties. Bosch blijft met beide benen op

de grond en ontwikkelt onverstoorbaar verder.

1 © WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional

gebruiken als mild ofsterk. De eerste soortheeft doorgaans nietmeer dan 25 kW elek-trisch vermogen,waarmee de benzine-motor ondersteundwordt tijdens accele-ratie. De sterke soortheeft een elektromo-tor van rond 50 kWen kan ook alleendaarop rijden, voorkorte afstanden.

Beide laatste hybridenkunnen circa 30% brandstof-

besparing leveren. In 2007 gaat een‘koeriersauto’ met door Bosch ontwikkel-

de hybride aandrijving in productie.Bosch kan het bieden, maar ziet zoals eerdervermeld een beperkte markt. Er liggen nog welandere mogelijkheden om op benzine lopendeauto’s zuiniger te maken. Ook hier zou directeinjectie nu krachtig gaan opkomen. Specifiekzou dat in combinatie met een turbo en verstel-bare nokkenassen erg gunstig zijn. RolfLeonhard, hoofd van de afdeling benzinesyste-men, voorspelt dat zulke benzinemotoren weltot 200 Nm koppel en 100 kW vermogen perliter cilinderinhoud zullen leveren. Vergelekenmet indirect ingespoten benzinemotoren diegelijke prestaties leveren scoort een DI-turboeen tot 15% lager verbruik, omdat daarbij eenkleinere cilinderinhoud toereikend is (‘downsi-zing’). Als voorbeeld was op het Bosch testter-rein een Ford Fiesta prototype op bezoek. Uiteen direct ingespoten 1.1 turbo driecilinderhaalt die 160 Nm koppel en 92 kW vermogen.

Hogere drukkenEr kan met directebenzine-injectie ook15% bespaard worden

dan een hybride. We voorzien voor 2015 eenaandeel van 5% hybrides in Japan, 4% in de VSen 2% in Europa.”Nog een voorbeeld komt van Rainer Kallenbach,verantwoordelijk voor onder meer bestuurders-hulpsystemen. Daarbij wordt radar gebruikt,het valt op dat daarin alleen het gebruikelijke77 GHz type voorkomt. Er is toch juist in de VSen Europa licentie verleend om ook 24 GHz tegebruiken? “Dat moet u zien als een groothoekradar, voor middellange afstand. Ook wij heb-ben ons sterk gemaakt om die frequentie vrijge-geven te krijgen, maar onze ontwikkeling isgestopt. De licentie loopt maar tot 2012, danmoet de radarfrequentie naar 79 GHz. Wij dek-ken de middellange afstand met andere senso-ren, en zien geen heil in tijdelijke toepassingvan 24 GHz radar.” Kortom, Bosch waaitbepaald niet met elke mode mee maar zietzeker wel de trends. Dus hebben ze bij huntweejaarlijkse nieuwsshow voor de pers weerhet een en ander te tonen.

Hybride en downsizingHet zal wel blijken of Bosch de sterk herleefdebelangstelling voor hybride aandrijving op dejuiste waarde heeft geschat. Vorig jaar pas werdeen Projectorganisatie Hybride systemen opge-zet, vanuit de gedachte dat in een hybride ver-

schillen-de motoren,

remsysteem, trans-missie en meer systemen

efficiënt moeten samenwerken. Erzijn dus experts van verschillende afde-

lingen nodig voor de ontwikkeling.Een ‘microhybride’ systeem noemt men SmartPower System, een generator die zowel 14 als 42volt kan leveren. Met hogere spanning kan degenerator veel meer vermogen afgeven (8 kW,in plaats van 3 kW op 14 V), dat via een omvor-mer het normale boordnet in gaat. Zo kanzware elektrische belasting opgevangen wor-den, eventueel is het mogelijk regeneratie vanremenergie eraan te koppelen. Het elektrischenergieverbruik van moderne auto’s geeftimmers steeds meer problemen. Ook bij Boschhoren we dat een 42 V boordnet er niet gaatkomen, zoals eerder verwacht werd: een te dureen ingrijpende verandering.Verder definieert Bosch hybriden die eenelektromotor mede voor de voortstuwing

De opkomst van hybriden gaat ook aan Bosch nietvoorbij. Zoals bij veel systemen denkt men aaneen modulaire opzet, met als uitgebreidste de hierafgebeelde variant. Een elektromotor/generatorvan 50 kW tussen motor en transmissie, een speci-ale accu achterin, en regeneratie van remenergie.

Opmerkelijk bij dit inspuitventiel voor de volgen-de generatie common rail systemen is dat terug-gegrepen wordt naar een magneetbediening.Dankzij een heel kleine magneetklep wordt hetinspuitventiel niet groter dan nu gebruikelijk. Eensnellere piëzo bediening zou een belangrijk grote-re inbouwlengte meebrengen.

4e generatie common rail voor personenwagensHydraulically Amplified Diesel Injector (HADI)KenmerkenSysteemdruk tot 1350 barDrukversterking ca. 1:2Inspuitdruk tot 2500 barLineaire drukopbouwGelijk inbouwvolume als 2e gen. injectorProductiestart 2008

en

Foto’s/Tekeningen: Bosch

© WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional 2

DenoxtronicKenmerkenNoodzakelijk voor voorschriften US07/US10Geen perslucht nodigProductie vanaf 2008

Doseersproeier

Pomp-eenheid

Batterij

Ureum tank

TECHNIEK Nieuwsoverzicht Bosch systemen

door over te gaan op magere mengsels, zonder‘downsizing’. Concreet stelt Rolf Leonhard detweede generatie DI-Motronic voor, met 200 inplaats van 120 bar inspuitdruk en meergats ver-stuivers. Met verschillende gaatjespatronen kande inspuitstraal aangepast worden aan de ver-brandingskamervorm. Net als bij de nieuwstecommon rail dieselinjectie heeft de door denokkenas bediende brandstofpomp geen terug-voer naar de tank, maar variabele opbrengstnaar gelang het gevraagd volume in plaats vanafregeling op druk. Eind dit jaar moet de eersteauto met deze DI-Motronic verschijnen.Het is tevens een aanloop naar hernieuwde toe-passing van arme mengsels, waartoe Bosch alpiëzo injectoren klaar heeft, geschikt voor 200bar werkdruk. Ze kunnen meervoudige inspui-ting leveren, waarbij gelaagde verbrandingrond de inspuitstraal optreedt. Voorheen werk-ten armmengselmotoren met wandgeleide ver-branding. Inlaatkanalen en verbrandingskamer-vorm zorgen dan voor zodanige wervelingendat de mengselvorming niet homogeen ver-loopt, maar in het midden van de cilinder rij-ker dan langs de wanden. Het nadeel is dat ditmaar in een beperkt belastinggebied van demotor goed werkt. Veelbelovend is straalgeleideverbranding, waarbij een zeer fijn verstoveninspuitkegel meteen zorgt voor het rijkmengsel-gebied en rond die kegel verarming optreedt.Sterke werveling in de cilinder is niet nodig,waardoor vulling en spoeling van de cilinder

verbeteren. Tevens kan dan tot hogere motorbe-lasting een arm mengsel worden gebruikt.Voor diesels is het verhaal niet veel anders:hogere inspuitdruk en beter geregelde injectie.Als derde generatie heeft Bosch common railmet piëzo injectoren gebracht, waarin men deinspuitdruk nu nog van 1600 naar 2000 bar wilverhogen. De vierde generatie gaat 500 barhoger, met hydraulisch versterkte injectie. Dankan de druk in het brandstofsysteem weerlager, pas in de verstuiver wordt met een zuigerdrukversterking tot 2500 bar bereikt. Daarbijzal de drukopbouw geleidelijk zijn, zodat deinjectie begint met lage druk, dus kleineinspuithoeveelheid en minder roetvorming.Bij de pompverstuiver zijn we aan de (nog teverschijnen) derde generatie toe, die tot 2200bar komt. De belangrijkste vernieuwing is hierdat er twee magneetventielen inzitten, van eennieuw sneller schakelend type. Zo wordt deregeling van druk en inspuitmoment geschei-den, tot nu toe door één magneetventielgestuurd. Daarmee kan de pompverstuiver netals een common rail systeem tot vijf inspuitin-gen per verbrandingscyclus leveren. De ver-nieuwing op het dieselfront wordt afgerondmet een nieuw EDC17-motormanagement. Dathoudt rekening met drukvariaties in de com-mon rail, die de inspuithoeveelheid beïnvloe-den. Zo kan het MME per cilinder bijregelen.

AdBlue voor personaneuto’sVerbeterde dieselinjectie helpt aan schonereuitlaatgassen, maar niet genoeg om het stren-

ger worden van de uitlaatgaseisen bij te hou-den. Bovendien hoopt men ook Amerikanenaan de zuinige diesel te krijgen, want daar zijnin 3,5 jaar de brandstofprijzen verdubbeld. Daargelden echter zeer strenge uitlaatgaseisen,waarbij een NOx-katalysator noodzakelijk is.Hiervoor zijn twee wegen, een opslagkatalysa-tor of een SCR-katalysator. De eerste zamelt NOx

op en ontdoet zich op gezette tijden daarvandoor tijdelijke mengselverrijking in de motor,waarmee de katalysator NOx kan omzetten inwaterdamp, kooldioxide en stikstof. Er zet zichechter ook zwavel in de katalysator af, datregelmatig weggebrand moet worden. Daartoeontwikkelt Bosch regelstrategieën voor hetmotormanagement.De tweede optie, SCR selectieve katalytischereductie, vereist de injectie van ureum in deuitlaat vóór de katalysator. Dat wordt nu alingevoerd voor vrachtwagens, het zou dus ookkomen voor personenauto’s. Hiervoor wordentweede generatie doseersystemen ontwikkelddie werken zonder perslucht om ureum in tespuiten, daar personenauto’s geen luchtdruk-systeem hebben zoals trucks. Het ureum, waar-uit ammoniak vrijkomt dat de katalysatornodig heeft om NOx om te zetten, zit in eenwaterige oplossing die bekend staat als AdBlue.

Nieuwe hulpsystemenHet zijn niet alleen motoren waar Bosch zichmee bezig houdt, ook met veiligheids- en hulp-systemen. Met name voor de verbreiding vanhet ESP-stabilisatiesysteem maakt Bosch zich

Ook bij pompverstui-vers gaat de ontwikke-ling door, ze krijgeneven flexibele moge-lijkheden als de nieuw-ste common rail syste-men.

Met name voor de Amerikaanse markt ziet Boschook bij personenwagens de van trucks bekendeselectieve katalytische reductie komen, met injec-tie van de ureumoplossing AdBlue.

3e generatie pompverstuiver

Magneetventiel 2,

openen/sluiten verstuiver

Drukregelkamer

(overeenkomstig common-rail)

Magneetventiel 1,

vullen, drukopbouw/drukafbouw

Max. vijf variabele inspuitingen per cyclus

Tijd

Insp

uitd

ruk

max. 2200 bar

Variabel

Variabel

3 © WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional

In bochten meet de sensor de dwarsversnellingen rekent in combinatie met de rijsnelheid inde bocht uit hoe hoog het zwaartepunt van deauto ligt. ESP met Load Adaptive Control ver-

schijnt nog dit jaar.Onofficieel horen we dat ook verkeerstekenher-kenning eigenlijk al klaar is: een videocameraachter de voorruit, en programmatuur die hetbeeld analyseert. In een demonstratie ziet hetsysteem feilloos alle borden met snelheidbeper-kingen die voor de gelegenheid langs de test-baan zijn geplant. “Valt nog niet mee”, zegt deprojectbegeleider, “er zijn erg veel ronde din-gen op de wereld waaruit de beeldanalyse moetonderscheiden wat verkeersborden zijn, en watdaarop staat. Driehoekige en vierkante voorwer-pen onderscheidt het systeem ook, zoals voor-rangsborden. Een kwestie van toegestane kost-prijs, wat het systeem in een productieversie zalherkennen.” In de testauto verschijnt op eendisplay het gesignaleerde verkeersbord in mini-atuur, en klinkt een waarschuwende stem.Maar ook directe beïnvloeding van de auto zoumogelijk zijn. De projectbegeleider zegt dat hetsysteem met een jaar of twee in productie kan,zodra een autofabrikant interesse toont. ●

sterk. Volgend jaar brengt men ESP Premiumop de markt, waarin een nieuwe pomp ruimdriemaal sneller remdruk kan opbouwen. Duskan dit ESP eerder reageren en worden deingrepen kleiner, minder voelbaar. Tevens is hetheel geschikt voor ACCPlus, een intelligentesnelheidsregelaar die automatisch tot stilstandkan afremmen in fileverkeer. In 2006 komt het,belooft Bosch.Nog een interessante is ESP voor bestelwagens,dat rekening houdt met belading en zwaarte-punt die fors kunnen variëren. Knap is dat mengeen nieuwe sensoren toevoegt. Bij het optrek-ken meet de versnellingssensor van het ESP deacceleratie. Daarmee wordt het gewicht van deauto berekend door de acceleratiemeting tecombineren met gegevens uit het motormana-gement over het gebruikte aandrijfvermogen.

Beproefd op het Boschtestcentrum te Boxberg:de automatisch rem-mende auto. De Audiringen zijn vervangendoor een radarsensormiddenin de grille, hetveiligheidsschort isomdat je bewust nietmoet remmen voor eenkunststof blok op deweg. De auto ‘ziet’ heten voert zelf een nood-stop uit om de aanrij-ding te verzachten.

Een superkleine videocamera, zie de luciferernaast, maakt nieuwe hulpsystemen voor debestuurder mogelijk. De ontwikkeling van diesystemen is al in vergevorderd stadium.

Peter Fokker

Het meest uitgebreide ESP-systeemkrijgt er een extra module bij, hiermiddenin de afbeelding, met eenzeszuiger pomp die snellere reactiesmogelijk maakt.

Video sensor

Rijbaanherkenning,nachtzichtversterking

© WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional 4