Historie NGK

09 Opracowanie czujnika NOx, realizacja obsesji przez inżynierów

Rozpoczęcie prac nad czujnikami NOx nastąpiło nieoficjalnie ze względu na przekonanie, że NGK nie powinna zaprzestawać produkcji czujników. Podczas procesu testowania różnych rozwiązań nastąpiła zmiana w sposobie myślenia, która doprowadziła do pierwszego na świecie udanego wdrożenia. Było to możliwe dzięki nie poddawaniu się, nieustępliwemu charakterowi i obsesji na punkcie praktycznego zastosowania.

Zainicjowane przez zaledwie dwóch inżynierów nieoficjalne prace badawczo-rozwojowe

Nasza podróż badawczo-rozwojowa rozpoczęła się od zaledwie dwóch inżynierów.

Samochodowe czujniki tlenu zostały opracowane w ramach działalności NGK, ale w 1989 roku firma porzuciła tę dziedzinę ze względu na możliwość założenia spółki joint venture z NGK Spark Plug. W 1992 roku Dział Czujników z Funkcjonalnego Działu Produktów został przemianowany na Biuro ds. Czujników, którego celem był transfer technologii i zarządzanie częściami serwisowymi i do którego przydzielono zaledwie dwóch inżynierów.

Z punktu widzenia personelu zajmującego się czujnikami tlenu decyzja ta była godna pożałowania. Od 1960 roku NGK prowadziła badania nad ceramiką cyrkonową i od tego czasu zdobyła dużą wiedzę. Czy było w porządku, aby przerywać kontynuowanie tradycji tworzenia czujników wykorzystujących technologię ceramiczną? „Nie możemy się poddać. Nie chcemy się poddać”. Tak właśnie myśleli obaj inżynierowie, którzy zostali przydzieleni do Biura ds. Czujników, więc rozpoczęli prace nad czujnikiem NOx. Nieoficjalnie. Zaczęli pracować w ukryciu, działając przez cały czas nieoficjalnie.

: Czujnik tlenu

Jeden niezwykle ważny tydzień

Powodem, dlaczego Ci dwaj inżynierowie skupili się na opracowywaniu czujnika NOx było to, że pomiędzy czujnikiem tlenu a czujnikiem NOx istniały technologiczne powiązania. Wkrótce jednak napotkali przeszkodę. Przeprowadzanie wysoko precyzyjnych pomiarów było trudniejsze niż początkowo sądzili. Rozwiązanie, które ostatecznie udało im się wypracować po dużych trudnościach, wymagało zmiany sposobu myślenia z „Co trzeba usunąć z komory” na „Co może zostać w komorze”. Odkryli oni podstawową zasadę działania praktycznego czujnika NOx — coś, czego nikt na świecie nigdy wcześniej nie uczynił.

21 kwietnia 1994 roku złożyli wniosek o patent podstawowy pod oboma nazwiskami. Później okazało się, że czas złożenia tego wniosku był dość niezwykły. Zgłoszenia patentowe dotyczące tego samego odkrycia zostały złożone tydzień po zgłoszeniu NGK przez firmę z Wielkiej Brytanii oraz trzy miesiące później przez inną firmę z Japonii. Różnica zaledwie jednego tygodnia. Jeden z inżynierów powiedział: „Mieliśmy zwyczajne szczęście”, lecz nie było to tylko szczęście. Gdyby nie kontynuowali prac badawczo-rozwojowych natychmiast po zaprzestaniu produkcji czujnika tlenu, nigdy nie mieliby tego szczęścia. Losy działalności NGK w zakresie czujników NOx rozegrały się w ciągu zaledwie jednego tygodnia.

NGK Insulators, Ltd. Podstawowa zasada działania wysoko precyzyjnego czujnika NOx

1. W komorze 1 najpierw usuwany jest tlen obecny w gazach spalinowych.
2. W komorze 1 spalane są gazy palne obecne w gazach spalinowych.
3. W komorze 1 NO₂ obecne w gazach spalinowych zastępowane jest przez NO.
4. W komorze 2 NO jest rozkładane za pomocą katalizatora redukcyjnego, po czym następuje pomiar ilości tlenu wytworzonego w czasie rozkładu.
Example; 2NO N₂ + O₂

Zgłoszenie patentowe:
Metoda konwencjonalna (schemat po lewej stronie) służyła do pomiaru przy użyciu dwóch niezależnych komór. Nowa metoda (schemat po prawej stronie) polega na pomiarze obu komór przy przechodzeniu spalin od numeru 12 do numeru 14.

Utrzymujące się trudności pomimo podjęcia decyzji o wprowadzeniu na rynek

W 1995 roku opracowaliśmy szczegółowe projekty i przeprowadziliśmy dogłębne weryfikacje w oparciu o podstawową koncepcję, tworząc w tym czasie ponad 200 próbek, a po wielu próbach produkt zaczynał przybierać swój ostateczny kształt.

Kontynuując testowanie naszych produktów, zaczęliśmy oferować czujniki NOx producentom samochodów. Jednakże odzew ze strony wszystkich japońskich producentów samochodów brzmiał następująco: „Nie potrzebujemy tego”. Choć odzew ze strony europejskich producentów samochodów był lepszy, nikt nie zdecydował się na zakup.

W 2001 roku jeden z europejskich producentów samochodów zdecydował się jednak na wykorzystanie opracowanych przez nas czujników. Skorzystaliśmy z okazji i wprowadziliśmy je na rynek. Nie otrzymaliśmy jednak na nie zamówień w pełnej skali, przez co musieliśmy czekać na kolejną okazję.

Zysk osiągnięty po 10 latach wytrwałości

Nasza działalność w zakresie czujników NOx była nieustannie nieopłacalnym przedsięwzięciem od momentu wprowadzenia na rynek w roku 2001 aż do 2010 roku. W 2009 roku utworzyliśmy rezerwy na wady jakościowe i wprowadziliśmy zmiany w zarządzaniu. Postanowiliśmy jednak nie przerywać realizacji projektu, ponieważ mocno wierzyliśmy, że czujniki NOx to przyszłościowe rozwiązanie.

W 2010 roku nastąpił gwałtowny, długo wyczekiwany wzrost zamówień na nasze czujniki NOx. Było to spowodowane tym, że oprócz zaostrzenia przepisów dotyczących samochodów ciężarowych, rząd zaczął stosować odpowiednie przepisy również do samochodów osobowych.

: Czujnik NOx

Dobre było również to, że byliśmy w stanie zmonopolizować rynek dzięki uzyskanemu patentowi. Patent ten wygasł jednak w 2015 roku, więc zajęliśmy się badaniami nad nowymi technologiami i rozwojem nowych produktów.

Zainicjowana przez zaledwie dwóch inżynierów chęć podjęcia wyzwania stworzenia czujnika NOx doprowadziła do osiągnięcia znakomitych rezultatów. Było to możliwe dzięki niezłomnemu duchowi inżynierów i przekonaniom członków kadry zarządzającej, którzy przetrwali trudne czasy, gdy firma borykała się z deficytami. Nie byłoby to możliwe bez obsesji dwóch inżynierów, którzy uważali, że nie należy zaprzestawać produkcji czujników. Jeden z tych dwóch inżynierów, Nobuhide Kato, zmarł w 2002 roku, nie widząc owoców projektu związanego z czujnikami NOx. Kato zawdzięczamy dalszy rozwój sektora czujników, ponieważ to dzięki jego ciężkiej pracy na rzecz rozwoju tego sektora, poczynając od czasu spędzonego nad czujnikiem tlenu, doszło do stworzenia czujnika NOx.

Fabryka w Ishikawie NGK CERAMIC DEVICE, w której produkowane są elementy czujników

NGK CERAMICS POLSKA SP. Z O.O. — miejsce montażu czujników

Liczba pojazdów z pokładowymi czujnikami NOx i ogólne zapotrzebowanie na czujniki (na dzień prezentacji wyników finansowych za rok obrotowy 2018)