В США испытали новый турбинный водородный двигатель

Специалисты Юго-Западного исследовательского института США (СвРИ) разработали и испытали инновационный двигатель внутреннего сгорания, использующий водород вместо традиционного бензина или дизельного топлива. По данным иксбт.ком, устройство в основном предназначено для среднетоннажного коммерческого транспорта и может стать важным шагом на пути к экологичным технологиям. Об этом сообщает Иксбт.ком сообщает .

В отличие от автомобилей с распространёнными сегодня топливными элементами, в этом двигателе водород не преобразуется в электрическую энергию, а непосредственно сгорает в цилиндрах, приводя в движение поршни. По сути, это классический двигатель внутреннего сгорания, в котором вместо бензина используется водород. Двигатель оснащён системой искрового зажигания, как обычные бензиновые моторы.

Водородный двигатель сохранил характеристики дизеля

Инженеры стремились придать новому агрегату важную особенность дизельных двигателей — высокий крутящий момент уже на низких оборотах. Именно такие характеристики необходимы коммерческой технике. Сначала специалисты СвРИ испытали технологию на экспериментальном одноцилиндровом двигателе, изучив особенности горения водорода и различные стратегии впрыска, после чего решения перенесли на полноценный многоцилиндровый мотор.

В процессе разработки специалистам пришлось решить ряд сложных задач, включая предотвращение преждевременного воспламенения, неравномерного горения и обеспечение согласованной работы всех систем. Для получения необходимой мощности на низких оборотах двигатель оснастили турбонаддувом. Турбокомпрессор увеличил объём воздуха, поступающего в цилиндры, что позволило сжигать больше водорода и повышать крутящий момент.

Технические новшества и экологические аспекты

Поскольку водород горит значительно быстрее бензина, инженеры существенно изменили впускную систему. Геометрия обычного бензинового двигателя здесь не подошла, поэтому СвРИ разработал специальные впускные каналы и увеличенные клапаны. Они обеспечивают достаточный поток воздуха и помогают эффективнее формировать топливовоздушную смесь. Работу двигателя в реальном времени контролирует специальное программное обеспечение.

Из-за высокой воспламеняемости водорода одной из самых сложных задач стало предотвращение его самовоспламенения под воздействием горячих деталей или остаточных газов до появления искры свечи. Такие ситуации могут привести к нестабильной работе двигателя, потере мощности и даже его повреждению. Поэтому значительная часть испытаний была посвящена борьбе именно с такими неисправностями.

С экологической точки зрения, поскольку водород не содержит углерода, при его сгорании практически не выделяется КО₂, а основным продуктом реакции становится вода. Однако назвать его полностью экологичным нельзя: при высокой температуре азот и кислород воздуха могут образовывать оксиды азота (НОкс). Поэтому необходимы точное управление процессом и система очистки выхлопных газов.

Согласно выводам СвРИ, главное преимущество этой технологии заключается в возможности сохранить существующую автомобильную инфраструктуру. Производителям не придётся полностью отказываться от традиционных двигателей, трансмиссий, оборудования и процессов обслуживания ради перехода на аккумуляторные силовые установки или топливные элементы.