Характеристики мотора пока не раскрыты
Наука и космос056 минут назад
Инженеры американского Юго-Западного исследовательского института (SwRI) разработали и протестировали новый двигатель внутреннего сгорания на водороде, который в первую очередь предназначен для среднетоннажного коммерческого транспорта. В отличие от автомобилей, использующих топливные элементы, здесь водород не преобразуется в электрическую энергию, а непосредственно сгорает в цилиндрах, приводя в движение поршни. По сути, это традиционный ДВС, но вместо бензина используется водород.
Двигатель оснащен искровым зажиганием, как и бензиновые моторы, однако инженеры стремились придать ему характеристики дизеля — высокий крутящий момент на низких оборотах. Эта особенность особенно важна для коммерческого транспорта.
Изначально специалисты SwRI отрабатывали технологию на экспериментальном одноцилиндровом двигателе. На нем они изучали особенности сгорания водорода и различные стратегии впрыска, после чего перенесли решения на полноценный многоцилиндровый мотор. Одновременно пришлось решить множество проблем, включая преждевременное воспламенение, нестабильное горение и согласованную работу всех систем двигателя.
Чтобы обеспечить необходимую тягу на низких оборотах, двигатель оснастили турбонаддувом. Турбокомпрессор увеличивает объем воздуха, поступающего в цилиндры, что позволяет сжигать больше водорода и повышает крутящий момент.
Система впуска также была значительно переработана. Водород сгорает гораздо быстрее бензина, поэтому стандартная геометрия бензинового двигателя здесь не подходит. SwRI создали специальные впускные каналы и увеличенные клапаны, которые обеспечивают необходимый поток воздуха и способствуют более эффективному формированию топливовоздушной смеси.
Еще один ключевой элемент — специализированные водородные форсунки. Работу двигателя контролирует программное обеспечение в реальном времени: оно регулирует впрыск, момент зажигания, давление наддува и состав смеси.
Одной из самых сложных задач стало предотвращение преждевременного воспламенения. Водород обладает высокой воспламеняемостью и может загореться от горячих элементов двигателя или остаточных газов еще до того, как свеча искрит. Это может привести к нестабильной работе, потере мощности и повреждению двигателя. Поэтому значительная часть испытаний была посвящена именно борьбе с такими режимами.
Основное преимущество водородного ДВС с точки зрения выбросов заключается в самом топливе: в нем отсутствует углерод, поэтому при сгорании практически не выделяется CO₂. Основным продуктом реакции становится вода.
Тем не менее, полностью экологически чистым этот двигатель назвать нельзя. При высокой температуре сгорания азот и кислород из воздуха могут образовывать оксиды азота (NOx), поэтому потребуется точное управление процессом сгорания и, возможно, система очистки выхлопных газов.
В SwRI считают одним из главных достоинств водородного ДВС возможность сохранить значительную часть существующей автомобильной инфраструктуры. Производителям потенциально не придется полностью отказываться от привычных технологий двигателей и трансмиссий, производственного оборудования, сервисных процессов и накопленных знаний ради перехода на топливные элементы или аккумуляторные силовые установки.
Точные характеристики нового двигателя SwRI пока не раскрываются. Неизвестны его рабочий объем, мощность, максимальный крутящий момент, расход водорода и сроки возможного серийного производства.
DexterИсточники:Interesting EngeneeringНаука и космос0Наука56 минут назад
Источник