Голямото завръщане на двигателя с вътрешно горене

Най-великите инженери в света увериха, че бензиновият мотор има бъдеще

Всяка година Виена се превръща в световна столица на технологиите за двигатели. След години, доминирани от реториката за електрификацията, дискусиите тази година се пренасочиха към двигателя с вътрешно горене въпреки политическия даден краен срок от 2035 г., пише Automobile Magazine. Според най-великите инженери в света добре познатата ни технология остава съществена и по-жизненоважна от всякога.

Експертите в австрийската столица

не отрекоха възхода на електрическите коли,

но настояха да не си затваряме очите за един очевиден факт: по света вече има повече от милиард автомобили с двигатели с вътрешно горене и игнорирането им е стратегическа грешка.

Позицията на специалистите е, че е по-добре да ги направим по-чисти, отколкото да мечтаем за пълна подмяна в краткосрочен план. Защото това няма да се случи. Според професор Бернхард Герингер няма единно решение за “дефосилизация” (намаляване на използване на изкопаеми горива) на транспорта - топлинни, електрически, хибридни или водородни двигатели ще трябва да съществуват едновременно.

Проблемът вече не е във вида на двигателя, а в енергията, която той консумира. В резултат на това експертите се съгласиха, че ако електричеството (съхранявано в батерията на електромобилите) не се произвежда без въглерод, возилото, задвижвано от батерии, не е екологично.

От друга страна, двигател с вътрешно горене, задвижван от CO2 неутрално синтетично гориво, може да стане образцов.

Саудитският гигант Aramco ръководи изненадваща

програма за разработване на електронни горива,

която има за цел да трансформира зеления водород и уловения CO2 в течни или газообразни горива, способни да заменят бензина, дизела или керосина.

Тези продукти вече се тестват за авиацията и морския транспорт,

но биха могли бързо да се появят и на автомобилния пазар. Предстои да видим какво ниво на производство ще може да се достигне. Има опасения, че няма да има достатъчно за всички.

Освен това цената на електронните горива остава по-висока от тази на изкопаемите, но тяхната съвместимост със съществуващите двигатели би позволила постепенното им приемане, вариант, който експертите във Виена считат за по-ефективен от пълната електрификация на автопарка.

Horse, съвместно предприятие между Renault, Geely и Aramco, също представи своята удивителна концепция за присаждане на двигател с термогенератор към 100% електрически модел.

Системата комбинира малък три- или четирицилиндров бензинов двигател с  инвертор и електрически мотор,

всички поместени без голяма трансформация на шасито. Това решение би могло да даде нов живот на някои електрически модели с по-малък пробег или да позволи поддържане на задвижване с нулеви емисии.

Horse предлага на производителите цялостен комплект двигател с вътрешно горене - генератор/инвертор/електрически мотор, за да превърне модел, първоначално проектиран да бъде 100% електрически, в хибрид.

Сред обещаващите иновации е една и на френския стартъп Valvijet, който представя концепция за предгоривни камери, вдъхновени както от старомодните дизели, така и от двигателите от Формула 1. Цялото нещо би подобрило хомогенността на горенето и би намалило разхода на гориво с 10 до 15%. Привлекателна е ограничената цена на този подход и фактът, че той би могъл лесно да бъде внедрен. Говори се за масово приложение на пазара в рамките на пет години.

Така според технократите двигателят с вътрешно горене има бъдеще като преработен, по-ефективен и захранван от нови енергийни източници като синтетични горива или водород.

Има добро решение за движение извън града и по магистрали

Може да се постигне с агрегат на водород

Друго решение за водорода би било изгарянето му в двигатели с вътрешно горене с леки модификации на всмукателния им въздух (турбокомпресор с променлива геометрия, компресор и др.) и системите за контрол на емисиите, за да се адаптират към този газ.

Френски инженери от Phinia (бивша Delphi) и Forvia (бивша Faurecia) говориха подробно за своята работа, базирана на дизелови двигатели: 2,2-литров Peugeot и 2,0-литров Renault. Във Виена бе изложен прототип на голям ван с такова задвижване. Необходим е значителен вътрешен обем, за да се поберат големите резервоари за H2, разработени от Phinia и подкрепено от петролната компания Aramco.

Въпреки че базовият двигател е 2,2-литровият дизел, когато изгаря водород, звукът му остава като на двигател с вътрешно горене, но бензинов. 

С турбокомпресор с променлива геометрия и адаптирано впръскване (налягане около 30 бара), този 2,2-литров двигател предлага почти същата крива на въртящия момент като дизела, като разходът на гориво на магистрала варира от 3 до 4 кг/100 км в сравнение с 12 до 14 л/100 км за дизел.

Инженери смятат, че сегашните дизелови двигатели могат да станат лесно екологично чисти, като се преобразуват в горене на водород.

Тази технология върши отлична работа при движение извън града и по магистрали. В населените места обаче електрическият двигател би останал по-ефективен. Предимството на този дизелов двигател, конвертиран на водород, се състои в почти нулевите му емисии на CO2, когато работи на зелен водород. Само изгарянето на малко количество масло от смазочната система е отговорно за измерените емисии под 1 г/км.

Вредните емисии са поне три пъти по-ниски от бъдещия стандарт Евро 7, планиран за края на 2026 г. Следователно решението изглежда наистина обещаващо особено за големи превозни средства.

Идва колата с най-добра топлинна ефективност

Ако се получи, китайци ще произвеждат по-качествени системи и от Toyota

Omoda и Jaecoo, експортни марки на китайския автомобилен гигант Chery Group, разкриха планове за двигател с вътрешно горене, който постига термична ефективност от 48%. Ако това се случи, китайският мотор би превъзхождал драстично стандарта в индустрията и дори водещите в класа  хибридни силови агрегати на Toyota.

Термичната ефективност измерва колко енергия от изгорялото гориво захранва превозното средство в сравнение с това колко се губи като топлина. Повечето съвременни бензинови двигатели са с ефективност между 38 и 45%, докато хибридните системи на Toyota достигат около 41%. Целта на Chery от 48% би представлявала огромен скок.

Всеки процент, спечелен в термичната ефективност, се превръща в приблизително 2,5% по-добра икономия на гориво, което означава, че двигателят на Chery теоретично би могъл да осигури значително по-добра икономия на гориво от най-ефективните хибриди, като същевременно пропорционално намалява емисиите на CO2.

Екипът за научноизследователска и развойна дейност на Chery се стреми към това, което нарича радикална иновация: постигнати са ултрависока степен на компресия от 26:1 и 35% рециркулация на отработените газове (EGR), както и са използвани усъвършенствани топлоизолационни покрития.

За сравнение повечето двигатели имат степени на компресия от около 10:1 до 13:1. Удвояването на компресията, като същевременно се справя с екстремни температури и налягане, е сериозна инженерна амбиция.

Докато двигателят с 48% компресия все още е в процес на разработка, настоящата технология на Chery заслужава да се отбележи. Суперхибридната система комбинира 1,5-литров TDGI двигател с цикъл на Милър с два електрически двигателя и интелигентна DHT трансмисия, постигайки топлинна ефективност от 44,5% днес.

Засега не е известно кога ще пристигне този нов двигател. Chery вече пристигна в Европа и не би било изненадващо, ако тя го представи в някой от новите си модели. Този тактически ход на Chery обаче е поредното ясно предупреждение към европейската индустрия.