Необычный турбонаддув решил проблему токсичности водородных ДВС

Двигатели на водороде не образуют углекислого газа, но в их выхлопе содержится много оксидов азота – токсичных газов, при накоплении в атмосфере способных вызвать кислотные дожди.
Необычный турбонаддув решил проблему токсичности водородных ДВС
Cummins
Для Cummins оксиды азота (NOx) больная тема: в 2024 году этот производитель двигателей был оштрафован властями США на $1,7 миллиарда, когда выяснилось, что он мухлил с выхлопами дизельных двигателей в пикапах Ram.

Теперь компания стремится очистить репутацию с помощью водородных двигателей. С безопасностью их выхлопа существуют сложные инженерные проблемы. Водород горит иначе, чем бензин или дизельное топливо, продуцируя довольно много NOx.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Теоретически известно, что образование оксидов азота сильно зависит от температуры горения топлива. Поэтому для того, чтобы сделать двигатель экологичнее, температуру в камерах сгорания надо понизить. Делают это следующими способами:

  • увеличивают долю воздуха в топливо-воздушной смеси, получая обедненную смесь,
  • изменяют геометрию двигателя, чтобы добиться более равномерного горения по всему объему цилиндра,
  • применяют «умную» стратегию, переходя от богатых к бедным смесям в зависимости от режима работы двигателя.
турбонаддув для двигателя на водороде
Cummins
шильдик Cummins Turbo Diesel
Cummins
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Турбонаддув для водорода

Чтобы реализовать эти подходы на практике, Cummins разработал особый турбокомпрессор, получивший название CCS H2 ICE. Чтобы избежать турбоямы и обеспечить хорошие условия горения, инженеры применили конструкцию турбины с изменяемой геометрией и регулируемыми соплами. Она компенсирует более низкую плотность энергии и более высокую потребность в воздушном потоке водорода по сравнению с нефтяными видами топлива, объясняет пресс-релиз компании.

Инженеры чудят, надышавшись водородом

Тот же Cummins хотя и продолжает работать над электрическими приводами, увеличил инвестиции в водородные топливные ячейки и ДВС. Bosch и Toyota тоже активно работают в этом направлении.

 

Чтобы «подружить» легкий газ с поршневыми двигателями, порой применяются довольно необычные подходы.

Kawasaki недавно разработала водородный мотоцикл, который байкеры уже прозвали «увлажнителем на колесах», потому что он ведет себя не так, как бензиновые байки.

 

А Ferrari вообще хочет перевернуть ДВС вверх ногами.