Innowacje firmy Schaeffler na targach IAA 2019

W celu obniżenia temperatury o dwa stopnie określone w klimatycznym porozumieniu paryskim niezbędny jest dalszy rozwój napędów elektrycznych, hybrydowych i ekologicznych opartych na silnikach spalinowych. Firma Schaeffler przewiduje, że silnik spalinowy nadal będzie odgrywał decydującą rolę w przyszłości. W roku 2030 jednostki spalinowe zostaną zamontowane w około 70% pojazdów, z czego 30% będzie wyposażonych wyłącznie w silnik spalinowy, a 40% skorzysta z rozwiązań hybrydowych.

– Rozwiązania, które zostały zaprezentowane na targach IAA, umożliwiają oszczędność paliwa do 15% w zależności od klasy silnika i pojazdu – wyjaśnia Matthias Zink, dyrektor generalny Automotive OEM w grupie Schaeffler. – Dajemy naszym klientom wiele korzyści, dzięki którym możemy spełnić surowe wymogi prawne i zredukować emisję CO2 również podczas rzeczywistej eksploatacji.

Układ zmiennych faz rozrządu

Na targach IAA, Schaeffler przedstawił najnowszą wersję systemu regulacji zmiennych faz rozrządu UniAir. System ten jest nie tylko bardziej kompaktowy, ale także o 30% lżejszy od poprzedniej wersji, co pozwala zoptymalizaować przepływ powietrza w silniku i osiągnąć maksymalną dynamikę przy zmianach obciążenia i prędkości. Składa się on z modułu zainstalowanego pomiędzy wałkiem rozrządu a zaworem. Schaeffler wykorzystuje swoje doświadczenie w zakresie termodynamiki, by pomóc klientom dopasować system do konkretnego silnika i wybrać odpowiednie strategie działania.

eRocker

Rozwiązanie eRocker firmy Schaeffler zostało zaprojektowane do sterowania zaworów wydechowych. Elektromechaniczne sterowanie układu nie wymaga ciśnienia magistrali olejowej w silniku, co daje możliwość zastosowania rozwiązania w wielu nowoczesnych konstrukcjach samochodowych.

Elektryczny mechanizm sterowania zmiennymi fazami rozrządu (ECP)

System ten dokonuje szybkich regulacji zmiany faz rozrządu w oparciu o prędkość i temperaturę oraz pozwala na optymalizację pracy układu, ponieważ silniki spalinowe w pojazdach hybrydowych muszą być uruchamiane ze znacznie większą częstotliwością niż w rozwiązaniu klasycznym. Elektryczne sterowanie zmiennych faz rozrządu powoduje, że proces uruchamiania odbywa się szybko, sprawnie i – co ważne – przy niskim poziomie drgań.

Miękka hybryda 48 V

Wykorzystanie silnika elektrycznego jako elementu wspomagającego silnik spalinowy zmniejsza jego obciążenie, a proces odzyskiwania energii z hamowania poprawia ogólną sprawność systemu.

Najnowsza wersja systemu UniAir jest nie tylko bardziej kompaktowa, ale także o około 30% lżejsza od poprzedniej wersji

Na targach IAA, firma Schaeffler przedstawiła rozwiązanie 48 V z wykorzystaniem rozrusznika z napędem pasowym, co pozwala na zmniejszenie zużycia paliwa i emisji o 5 do 7%. Rozwiązanie tego typu umożliwia komfortową i efektywną pracę podczas rozruchu oraz zatrzymania silnika i może być skonfigurowane do pracy wspomagającej.

Moduł zarządzania temperaturą

Zarządzanie temperaturą jest kluczowym elementem zwiększającym wydajności silnika. Indywidualnie regulowany moduł zarządzania temperaturą silnika (TMM) firmy Schaeffler dla napędów spalinowych, hybrydowych i elektrycznych zapewnia lepszą kontrolę temperatury pracy całego układu napędowego, obejmującego silnik, przekładnie i komponenty elektryczne (akumulator, elektronika i silnik elektryczny). Moduł umożliwia precyzyjną regulację przepływu płynu chłodniczego za pomocą zaworów kulowych sterowanych przez czujniki położenia. Oprócz zmniejszenia emisji CO2 krótsza faza rozgrzewania powiększa komfort pasażerów.

Mniejsze tarcie wewnątrz silnika

Innowacyjne rozwiązania w zakresie wykorzystania łożysk tocznych jako elementów podporowych wałków wyważających, rozrządu i wałów korbowych znacznie zmniejszają straty mocy w silniku, a tym samym – ograniczają zużycie paliwa i emisję zanieczyszczeń. Np. wałki wyważające z podporami wykorzystującymi łożyska toczne generują około 50% mniejsze tarcie w porównaniu z wałkami na łożyskach ślizgowych. Firma Schaeffler opracowała zoptymalizowaną konstrukcję wałków wyważających o 40% lżejszych bez utraty ich funkcjonalności.

Zrównoważona mobilność

Jeżeli świat ma osiągnąć dwustopniowy cel ustanowiony w paryskim porozumieniu klimatycznym, sektor mobilności musi znacznie zredukować emisję CO2. Grupa Schaeffler skorzystała ze swej obecności na targach motoryzacyjnych IAA 2019 we Frankfurcie, by w ramach wystawy Making Mobility Sustainable and Autonomous zaprezentować swoją wizję zrównoważonej mobilności opartej na innowacjach.

– Obecne przemiany w zakresie mobilności postrzegamy jako okazję do wykorzystania naszej wiedzy fachowej w dziedzinie techniki napędowej i podwozia w celu innowacyjnego kształtowania sektora mobilności przyszłości – powiedział dyrektor generalny Schaeffler AG Klaus Rosenfeld.

Firma na targach IAA zaprezentowała zintegrowane spojrzenie na cały łańcuch energetyczny sektora mobilnego i przedstawiła własne innowacyjne rozwiązania systemowe. Jednym z najważniejszych wydarzeń było pierwsze w historii publiczne zaprezentowanie produkowanych obecnie silników elektrycznych Schaeffler, skonstruowanych w różnych klasach mocy. Inne atrakcje to hybrydowe układy napędowe do konkretnych modeli, inteligentny moduł skrętu firmy Schaeffler z kątem skrętu 90 stopni, technologia drive-by-wire, umożliwiajaca samodzielną jazdę samochodu oraz Schaeffler Mover jako nowa koncepcja mobilności w przestrzeni miejskiej.

Kompleksowe spojrzenie na łańcuch energetyczny

Jako globalny dostawca z branży motoryzacyjnej i przemysłowej Schaeffler postrzega łańcuch energetyczny jako całość i jest w stanie zaoferować kompleksowe rozwiązania np. w zakresie wytwarzania energii odnawialnej.

– Dla zabezpieczenia zrównoważonego rozwoju trzeba spojrzeć na cały łańcuch energetyczny. Samo przesunięcie emisji z jednego punktu w łańcuchu do drugiego nie ma wpływu na ogólny bilans CO2 – mówi Klaus Rosenfeld. Zauważając potrzebę stosowania technologii, magazynowania energii elektrycznej w celu wyrównania wahań w dostępności odnawialnych źródeł energii, zwraca uwagę na rosnące znaczenie rozwiązań alternatywnych, takich jak wodór. W początkowych pracach rozwojowych nad komponentami ogniw paliwowych firma Schaeffler wykorzystuje swoje doświadczenie w zakresie technologii materiałowej, formowania materiału i technologii powierzchni. Główna siła firmy polega na tym, że jest ona silnie osadzona w sektorze przemysłowym i motoryzacyjnym, a zatem zaangażowana na każdym etapie łańcucha energetycznego, od wytwarzania energii po jej wykorzystanie w pojazdach.

Silniki elektryczne trafiają do produkcji seryjnej

Jednym z obiecujących sposobów redukcji emisji CO2 jest elektryfikacja układu napędowego. Na targach IAA Schaeffler zaprezentował sposób wspierania producentów samochodów w ich elektrycznej mobilności.

– Mamy produkty dla wszystkich opcji w zakresie elektryfikacji, od pojazdów hybrydowych i hybrydowych z zasilaniem sieciowym, aż po wysokowydajne silniki elektryczne do pojazdów wyłącznie elektrycznych – wyjaśnia Matthias Zink.

Firma rozpoczyna obecnie końcowy etap rozwoju i seryjną produkcję silników elektrycznych w klasach napięciowych od 48 do 800 V i o mocy od 15 do 300 kW. Na przykład w 2021 roku rozpocznie produkcję silnika elektrycznego do kilku modeli pojazdów elektrycznych wytwarzanych przez wiodącego europejskiego producenta samochodów. W zakresie hybrydyzacji firma koncentruje się na przekładni hybrydowej (DHT) – technologii, w której silnik elektryczny i przekładnia są tak w pełni zintegrowane, że tworzą jedną fizyczną i funkcjonalną jednostkę.

Schaeffler Mover jako koncepcja mobilności w przestrzeni miejskiej

Kolejnym czynnikiem kształtującym mobilność w przyszłości, obok celów klimatycznych, jest urbanizacja. Na targach IAA zaprezentowano Schaeffler Mover – samobieżną i wysoce elastyczną platformę rozwojową, która łączy w sobie wiele nowych technologii firmy Schaeffler. Sercem tego nowego pojazdu koncepcyjnego jest rolowane podwozie wyposażone w technologię space drive-by-wire, którą Schaeffler postrzega jako kluczowy czynnik umożliwiający samodzielną jazdę samochodem. Podwozie składa się z czterech inteligentnych modułów kątowych – piasty z czterema kołami, w której wszystkie elementy napędu i zawieszenia są zintegrowane w jedną, oszczędzającą miejsce jednostkę. Konstrukcja może być skalowana i dostosowana do szerokiego zakresu zastosowań. Pojazd koncepcyjny został niedawno nagrodzony niemiecką nagrodą za mobilność oferowaną przez niemieckie Federalne Ministerstwo Transportu i Infrastruktury Cyfrowej.

Innowacyjny rozrusznik z napędem pasowym zmniejsza zużycie paliwa nawet o 7%

– Schaeffler nie tylko dostarcza innowacyjne technologie napędowe, ale również opracowuje rozwiązania dla nowoczesnych koncepcji mobilności. To właśnie mamy na myśli, kiedy mówimy, że bierzemy aktywny udział w kształtowaniu przyszłej zrównoważonej mobilności – komentuje Klaus Rosenfeld.