BMW và hydro: động cơ đốt trong

Các dự án của công ty đã bắt đầu cách đây 40 năm với phiên bản hydro của dòng 5

BMW từ lâu đã tin tưởng vào khả năng di chuyển bằng điện. Ngày nay, Tesla có thể được coi là chuẩn mực trong lĩnh vực này, nhưng mười năm trước, khi công ty Mỹ trình diễn khái niệm về nền tảng nhôm tùy chỉnh, sau đó được hiện thực hóa dưới dạng Tesla Model S, BMW đã tích cực làm việc trên Megacity. Dự án xe. 2013 được bán trên thị trường với tên gọi BMW i3. Chiếc xe tiên phong của Đức không chỉ sử dụng cấu trúc giá đỡ bằng nhôm với pin tích hợp mà còn có thân xe làm từ polyme gia cố carbon. Tuy nhiên, không thể phủ nhận điều mà Tesla vượt trội so với các đối thủ là phương pháp đặc biệt của họ, đặc biệt là ở quy mô phát triển pin cho xe điện – từ mối quan hệ với các nhà sản xuất pin lithium-ion đến xây dựng các nhà máy sản xuất pin khổng lồ, bao gồm cả những nhà máy có ứng dụng không dùng điện. tính cơ động.

Nhưng hãy quay trở lại với BMW bởi vì, không giống như Tesla và nhiều đối thủ cạnh tranh, công ty Đức vẫn tin tưởng vào tính di động của hydro. Gần đây, một nhóm do Phó chủ tịch phụ trách Pin nhiên liệu hydro của công ty, Tiến sĩ Jürgen Gouldner, dẫn đầu, đã công bố pin nhiên liệu I-Hydrogen Next, một máy phát điện tự hành chạy bằng phản ứng hóa học ở nhiệt độ thấp. Thời điểm này đánh dấu kỷ niệm 10 năm ra mắt phát triển xe chạy pin nhiên liệu của BMW và kỷ niệm 7 năm hợp tác với Toyota về pin nhiên liệu. Tuy nhiên, sự phụ thuộc vào hydro của BMW đã có từ 40 năm trước và "nhiệt độ nóng" hơn nhiều.

Đây là hơn một phần tư thế kỷ phát triển của công ty, trong đó hydro được sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong. Trong phần lớn thời gian đó, công ty tin rằng động cơ đốt trong chạy bằng hydro gần gũi với người tiêu dùng hơn là pin nhiên liệu. Với hiệu suất khoảng 60% và kết hợp với động cơ điện có hiệu suất hơn 90%, động cơ pin nhiên liệu hiệu quả hơn nhiều so với động cơ đốt trong chạy bằng hydro. Như chúng ta sẽ thấy trong những dòng tiếp theo, với hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp và tăng áp, các động cơ thu nhỏ ngày nay sẽ cực kỳ phù hợp để cung cấp hydro—với điều kiện là có sẵn hệ thống kiểm soát quá trình phun và đốt cháy thích hợp. Nhưng trong khi động cơ đốt trong chạy bằng hydro thường rẻ hơn nhiều so với pin nhiên liệu kết hợp với pin lithium-ion, thì chúng không còn nằm trong chương trình nghị sự nữa. Ngoài ra, các vấn đề về tính di động của hydro trong cả hai trường hợp vượt xa phạm vi của hệ thống đẩy.

Và tại sao lại là hydro?

Hydro là một nguyên tố quan trọng trong nỗ lực của nhân loại nhằm sử dụng ngày càng nhiều các nguồn năng lượng thay thế như cầu nối để lưu trữ năng lượng từ mặt trời, gió, nước và sinh khối bằng cách chuyển hóa nó thành năng lượng hóa học. Nói một cách dễ hiểu, điều này có nghĩa là điện được tạo ra từ các nguồn tự nhiên này không thể được lưu trữ với khối lượng lớn, nhưng có thể được sử dụng để sản xuất hydro bằng cách phân hủy nước thành oxy và hydro.

Tất nhiên, hydro cũng có thể được chiết xuất từ ​​​​các nguồn hydrocacbon không thể tái tạo, nhưng điều này từ lâu đã không được chấp nhận khi sử dụng nó làm nguồn năng lượng. Một thực tế không thể phủ nhận là các vấn đề công nghệ sản xuất, lưu trữ và vận chuyển hydro đều có thể giải quyết được - trên thực tế, ngay cả bây giờ, một lượng lớn khí này được sản xuất và sử dụng làm nguyên liệu thô trong ngành hóa chất và hóa dầu. Tuy nhiên, trong những trường hợp này, chi phí cao của hydro không gây chết người, vì nó "tan chảy" với chi phí cao của các sản phẩm mà nó tham gia.

Tuy nhiên, vấn đề sử dụng khí nhẹ làm nguồn năng lượng và với số lượng lớn phức tạp hơn một chút. Các nhà khoa học đã lắc đầu trong một thời gian dài để tìm kiếm một giải pháp thay thế chiến lược khả thi cho dầu nhiên liệu, và sự gia tăng tính di động của điện và hydro có thể cộng sinh chặt chẽ. Trọng tâm của tất cả những điều này là một thực tế đơn giản nhưng rất quan trọng – việc khai thác và sử dụng hydro xoay quanh chu trình tự nhiên là kết hợp và phân hủy nước… Nếu loài người cải thiện và mở rộng các phương pháp sản xuất sử dụng các nguồn tự nhiên như năng lượng mặt trời, gió và nước, hydro có thể được sản xuất và sử dụng với số lượng không giới hạn mà không thải ra khí thải độc hại.
sản xuất

Hơn 70 triệu tấn hydro tinh khiết hiện đang được sản xuất trên thế giới. Nguyên liệu chính để sản xuất nó là khí tự nhiên, được xử lý trong một quá trình được gọi là "cải cách" (một nửa tổng số). Một lượng nhỏ hydro được tạo ra bởi các quá trình khác, chẳng hạn như điện phân các hợp chất clo, oxy hóa một phần dầu nặng, khí hóa than, nhiệt phân than để sản xuất than cốc, và cải cách xăng. Khoảng một nửa sản lượng hydro trên thế giới được sử dụng để tổng hợp amoniac (được sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất phân bón), trong quá trình lọc dầu và tổng hợp metanol.

Các kế hoạch sản xuất này gây gánh nặng cho môi trường ở các mức độ khác nhau và thật không may, không có kế hoạch nào trong số đó đưa ra giải pháp thay thế có ý nghĩa cho hiện trạng năng lượng – trước hết là do chúng sử dụng các nguồn không thể tái tạo và thứ hai là do quá trình sản xuất thải ra các chất không mong muốn như carbon dioxide. Phương pháp hứa hẹn nhất để sản xuất hydro trong tương lai vẫn là phân hủy nước bằng điện, được biết đến ở trường tiểu học. Tuy nhiên, việc khép kín chu trình năng lượng sạch hiện chỉ có thể thực hiện được bằng cách sử dụng năng lượng tự nhiên, đặc biệt là năng lượng mặt trời và gió để tạo ra điện năng cần thiết để phân hủy nước. Theo Tiến sĩ Gouldner, các công nghệ hiện đại được "kết nối" với các hệ thống gió và mặt trời, bao gồm các trạm hydro nhỏ, nơi sản xuất sau này được sản xuất tại chỗ, là một bước tiến lớn mới theo hướng này.
Vị trí lưu trữ

Hydro có thể được lưu trữ với số lượng lớn ở cả hai pha khí và lỏng. Những bể chứa lớn nhất như vậy, trong đó hydro được giữ ở áp suất tương đối thấp, được gọi là "đồng hồ khí". Các bể vừa và nhỏ hơn được điều chỉnh để lưu trữ hydro ở áp suất 30 bar, trong khi các bể đặc biệt nhỏ nhất (thiết bị đắt tiền được làm bằng thép đặc biệt hoặc vật liệu composite sợi carbon) duy trì áp suất không đổi 400 bar.
Hydro cũng có thể được lưu trữ ở pha lỏng ở -253°C trên một đơn vị thể tích chứa năng lượng gấp 1,78 lần so với khi được lưu trữ ở 700 bar – để đạt được lượng năng lượng tương đương trong hydro hóa lỏng trên một đơn vị thể tích, khí phải được nén tới 1250 thanh. Do hiệu suất năng lượng cao hơn của hydro được làm lạnh, BMW đang hợp tác với tập đoàn điện lạnh Linde của Đức cho các hệ thống đầu tiên của mình, tập đoàn này đã phát triển các thiết bị đông lạnh tiên tiến nhất để hóa lỏng và lưu trữ hydro. Các nhà khoa học cũng đưa ra các giải pháp thay thế khác, nhưng ít được áp dụng hơn vào lúc này, để lưu trữ hydro - ví dụ, lưu trữ dưới áp suất trong bột kim loại đặc biệt, ở dạng hydrua kim loại và các loại khác.

Mạng lưới truyền dẫn hydro đã tồn tại ở những khu vực tập trung nhiều nhà máy hóa chất và nhà máy lọc dầu. Nói chung, kỹ thuật tương tự như kỹ thuật truyền khí tự nhiên, nhưng không phải lúc nào cũng có thể sử dụng kỹ thuật này cho nhu cầu hydro. Tuy nhiên, ngay cả trong thế kỷ trước, nhiều ngôi nhà ở các thành phố châu Âu đã được thắp sáng bằng khí đốt đường ống, chứa tới 50% hydro và được sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong tĩnh đầu tiên. Trình độ công nghệ hiện tại đã cho phép vận chuyển xuyên lục địa hydro hóa lỏng thông qua các tàu chở dầu đông lạnh hiện có, tương tự như các tàu chở khí tự nhiên.

BMW và động cơ đốt trong

"Nước. Sản phẩm cuối cùng duy nhất của động cơ BMW sạch sử dụng hydro lỏng thay vì nhiên liệu dầu mỏ và cho phép mọi người tận hưởng công nghệ mới với lương tâm trong sáng.”

Những lời này là một câu nói trong chiến dịch quảng cáo cho một công ty của Đức vào đầu thế kỷ 745. Nó nên được quảng cáo phiên bản hydro XNUMX giờ khá kỳ lạ của chiếc xe đầu bảng của nhà sản xuất ô tô Bavaria. Kỳ lạ, bởi vì, theo BMW, việc chuyển đổi sang các lựa chọn thay thế nhiên liệu hydrocacbon mà ngành công nghiệp ô tô đã nuôi dưỡng ngay từ đầu sẽ đòi hỏi một sự thay đổi trong toàn bộ cơ sở hạ tầng công nghiệp. Vào thời điểm đó, người Bavaria đã tìm ra một con đường phát triển đầy hứa hẹn không phải ở các pin nhiên liệu được quảng cáo rộng rãi, mà ở việc chuyển đổi động cơ đốt trong sang hoạt động với hydro. BMW tin rằng việc trang bị thêm đang được xem xét là một vấn đề có thể giải quyết được và đang đạt được tiến bộ đáng kể đối với thách thức quan trọng là đảm bảo hiệu suất động cơ đáng tin cậy và loại bỏ xu hướng đốt cháy bằng hydro tinh khiết. Thành công theo hướng này là nhờ vào năng lực trong lĩnh vực điều khiển điện tử các quá trình động cơ và khả năng sử dụng các hệ thống được cấp bằng sáng chế của BMW để phân phối khí linh hoạt Valvetronic và Vanos, nếu không có thì không thể đảm bảo hoạt động bình thường của "động cơ hydro".

Tuy nhiên, những bước đầu tiên theo hướng này có từ năm 1820, khi nhà thiết kế William Cecil tạo ra một động cơ chạy bằng nhiên liệu hydro hoạt động theo cái gọi là "nguyên lý chân không" - một sơ đồ hoàn toàn khác với sơ đồ được phát minh sau này với động cơ bên trong. đốt cháy. Trong sự phát triển đầu tiên của động cơ đốt trong 60 năm sau, nhà tiên phong Otto đã sử dụng khí tổng hợp có nguồn gốc từ than đá đã được đề cập với hàm lượng hydro khoảng 50%. Tuy nhiên, với việc phát minh ra bộ chế hòa khí, việc sử dụng xăng đã trở nên thiết thực và an toàn hơn rất nhiều, và nhiên liệu lỏng đã thay thế tất cả các lựa chọn thay thế khác tồn tại cho đến nay. Nhiều năm sau, ngành công nghiệp vũ trụ đã phát hiện ra các tính chất của hydro với vai trò là nhiên liệu, ngành này nhanh chóng phát hiện ra rằng hydro có tỷ lệ năng lượng/khối lượng tốt nhất trong số các loại nhiên liệu mà nhân loại từng biết.

Vào tháng 1998 năm 2, Hiệp hội Công nghiệp Ô tô Châu Âu (ACEA) đã cam kết giảm lượng khí thải CO140 cho các phương tiện mới đăng ký trong Liên minh xuống mức trung bình 2008 gam / km vào năm 25. Trên thực tế, điều này có nghĩa là giảm 1995% lượng khí thải so với năm 6,0 và tương đương với mức tiêu thụ nhiên liệu trung bình trong đội xe mới là khoảng 100 l / XNUMX km. Điều này làm cho nhiệm vụ đối với các công ty xe hơi trở nên vô cùng khó khăn và theo các chuyên gia BMW, có thể được giải quyết bằng cách sử dụng nhiên liệu carbon thấp hoặc bằng cách loại bỏ hoàn toàn carbon khỏi thành phần nhiên liệu. Theo lý thuyết này, hydro xuất hiện trong mọi vinh quang của nó trên lĩnh vực ô tô.
Công ty Bavaria trở thành nhà sản xuất ô tô đầu tiên bắt đầu sản xuất hàng loạt xe chạy bằng hydro. Tuyên bố lạc quan và tự tin của Hội đồng quản trị BMW Burkhard Göschel, Thành viên Hội đồng quản trị BMW chịu trách nhiệm về những phát triển mới, rằng "công ty sẽ bán xe chạy hydro trước khi 7 Series hết hạn" đã trở thành sự thật. Với Hydrogen 7, một phiên bản của loạt thứ bảy đã được giới thiệu vào năm 2006 và có động cơ 12 xi-lanh 260 mã lực. thông điệp này trở thành hiện thực.

Ý định có vẻ khá tham vọng, nhưng vì lý do chính đáng. BMW đã thử nghiệm động cơ đốt cháy hydro từ năm 1978, với 5-series (E12), phiên bản 1984 giờ của E 745 được giới thiệu vào năm 23, và vào ngày 11 tháng 2000 năm 15, nó đã chứng minh những khả năng độc đáo của sự thay thế này. Một đội xe ấn tượng 750 mã lực. Chiếc E 38 "của tuần" với động cơ 12 xi-lanh chạy bằng hydro chạy marathon 170 km, nêu bật thành công của công ty và hứa hẹn về công nghệ mới. Năm 000 và 2001, một số loại xe này tiếp tục tham gia các cuộc biểu tình khác nhau để quảng bá ý tưởng hydro. Sau đó là một bước phát triển mới dựa trên 2002 Series tiếp theo, sử dụng động cơ 7 lít V-4,4 hiện đại và có khả năng đạt tốc độ tối đa 212 km / h, tiếp theo là sự phát triển mới nhất với động cơ V-12 XNUMX xi-lanh.

Theo ý kiến ​​chính thức của công ty, lý do tại sao BMW sau đó ưa thích công nghệ này cho pin nhiên liệu là cả thương mại và tâm lý. Thứ nhất, phương pháp này sẽ yêu cầu đầu tư ít hơn đáng kể trong trường hợp cơ sở hạ tầng công nghiệp thay đổi. Thứ hai, do người dân đã quen với động cơ đốt trong cũ còn tốt, yêu thích nó và sẽ khó chia tay nó. Và thứ ba, vì đồng thời, công nghệ này đang phát triển nhanh hơn công nghệ pin nhiên liệu.

Trong ô tô BMW, hydro được lưu trữ trong một bình đông lạnh cách nhiệt quá mức, giống như một bình giữ nhiệt công nghệ cao do tập đoàn điện lạnh Linde của Đức phát triển. Ở nhiệt độ bảo quản thấp, nhiên liệu ở pha lỏng và đi vào động cơ như nhiên liệu bình thường.

Các nhà thiết kế của công ty Munich sử dụng hệ thống phun nhiên liệu trong các ống nạp và chất lượng của hỗn hợp phụ thuộc vào chế độ vận hành của động cơ. Ở chế độ tải một phần, động cơ chạy bằng hỗn hợp nạc tương tự như động cơ diesel - chỉ thay đổi lượng nhiên liệu phun vào. Đây là cái gọi là "kiểm soát chất lượng" của hỗn hợp, trong đó động cơ chạy với không khí dư thừa, nhưng do tải trọng thấp, sự hình thành khí thải nitơ được giảm thiểu. Khi có nhu cầu về công suất đáng kể, động cơ bắt đầu hoạt động giống như động cơ xăng, chuyển sang cái gọi là "điều chỉnh định lượng" hỗn hợp và chuyển sang hỗn hợp bình thường (không nạc). Một mặt, những thay đổi này có thể thực hiện được nhờ tốc độ điều khiển quá trình điện tử trong động cơ, mặt khác nhờ hoạt động linh hoạt của hệ thống điều khiển phân phối khí - Vanos “kép”, hoạt động cùng nhau với hệ thống kiểm soát lượng Valvetronic không cần bướm ga. Cần lưu ý rằng, theo các kỹ sư của BMW, sơ đồ hoạt động của quá trình phát triển này chỉ là giai đoạn trung gian trong quá trình phát triển công nghệ và trong tương lai, các động cơ sẽ phải chuyển sang phun hydro trực tiếp vào xi-lanh và bộ tăng áp. Người ta hy vọng rằng việc áp dụng các phương pháp này sẽ giúp cải thiện hiệu suất động của ô tô so với động cơ xăng tương tự và tăng hơn 50% hiệu suất tổng thể của động cơ đốt trong.

Một sự thật phát triển thú vị là với những phát triển mới nhất về động cơ đốt trong “hydro”, các nhà thiết kế ở Munich đang bước vào lĩnh vực pin nhiên liệu. Họ sử dụng các thiết bị như vậy để cung cấp năng lượng cho mạng điện trên xe ô tô, loại bỏ hoàn toàn pin thông thường. Nhờ bước này, có thể tiết kiệm thêm nhiên liệu, vì động cơ hydro không phải điều khiển máy phát điện và hệ thống điện trên tàu trở nên hoàn toàn tự động và không phụ thuộc vào đường truyền động - nó có thể tạo ra điện ngay cả khi động cơ không chạy, và năng lượng sản xuất và tiêu thụ có thể được tối ưu hóa hoàn toàn. Thực tế là lượng điện cần thiết để cung cấp năng lượng cho máy bơm nước, bơm dầu, bộ trợ lực phanh và hệ thống dây điện giờ đây có thể được tạo ra cũng giúp tiết kiệm hơn nữa. Tuy nhiên, song song với tất cả những đổi mới này, hệ thống phun nhiên liệu (xăng) thực tế không trải qua bất kỳ thay đổi thiết kế tốn kém nào.

Để thúc đẩy công nghệ hydro vào tháng 2002 năm XNUMX, Tập đoàn BMW, Aral, BVG, DaimlerChrysler, Ford, GHW, Linde, Opel, MAN đã tạo ra chương trình hợp tác CleanEnergy, bắt đầu hoạt động với việc phát triển các trạm nạp LPG. và hydro nén. Trong đó, một phần hydro được sản xuất tại chỗ bằng cách sử dụng điện mặt trời, sau đó được nén và một lượng lớn hóa lỏng đến từ các trạm sản xuất đặc biệt, và tất cả hơi từ pha lỏng được tự động chuyển đến bình chứa khí.
BMW đã khởi xướng một số dự án chung khác, bao gồm cả với các công ty dầu khí, trong đó những người tham gia tích cực nhất là Aral, BP, Shell, Total.
Tuy nhiên, tại sao BMW lại từ bỏ các giải pháp công nghệ này và vẫn tập trung vào pin nhiên liệu, chúng tôi sẽ cho bạn biết trong một bài viết khác trong loạt bài này.

Hydro trong động cơ đốt trong

Điều thú vị là do tính chất vật lý và hóa học của hydro, nó dễ cháy hơn nhiều so với xăng. Trong thực tế, điều này có nghĩa là cần ít năng lượng ban đầu hơn nhiều để bắt đầu quá trình đốt cháy hydro. Mặt khác, động cơ hydro có thể dễ dàng sử dụng các hỗn hợp rất "xấu" - điều mà động cơ xăng hiện đại đạt được thông qua các công nghệ phức tạp và đắt tiền.

Nhiệt giữa các hạt của hỗn hợp hydro-không khí ít bị tiêu tán hơn, đồng thời, nhiệt độ tự bốc cháy cao hơn nhiều, cũng như tốc độ của các quá trình đốt cháy so với xăng. Hydro có mật độ thấp và khả năng khuếch tán mạnh (khả năng các hạt đi vào một loại khí khác - trong trường hợp này là không khí).

Chính năng lượng kích hoạt thấp cần thiết cho quá trình tự bốc cháy là một trong những thách thức lớn nhất trong việc kiểm soát quá trình đốt cháy trong động cơ hydro, vì hỗn hợp có thể dễ dàng bốc cháy tự phát do tiếp xúc với các khu vực nóng hơn trong buồng đốt và lực cản theo một chuỗi các quá trình hoàn toàn không được kiểm soát. Tránh rủi ro này là một trong những thách thức lớn nhất trong thiết kế động cơ hydro, nhưng không dễ để loại bỏ hậu quả của thực tế là hỗn hợp cháy phân tán cao di chuyển rất gần thành xi lanh và có thể xâm nhập vào những khe hở cực kỳ hẹp. ví dụ dọc theo các van đóng ... Tất cả điều này phải được xem xét khi thiết kế các động cơ này.

Nhiệt độ tự cháy cao và trị số octan cao (khoảng 130) cho phép tăng tỷ số nén của động cơ và do đó, hiệu suất của động cơ, nhưng một lần nữa có nguy cơ hydro tự động tiếp xúc với bộ phận nóng hơn. trong hình trụ. Ưu điểm của khả năng khuếch tán cao của hydro là khả năng hòa trộn dễ dàng với không khí, điều này trong trường hợp có sự cố bể sẽ đảm bảo nhiên liệu phân tán nhanh chóng và an toàn.

Hỗn hợp không khí-hydro lý tưởng cho quá trình đốt cháy có tỷ lệ khoảng 34:1 (đối với xăng tỷ lệ này là 14,7:1). Điều này có nghĩa là khi kết hợp cùng một khối lượng hydro và xăng trong trường hợp đầu tiên, lượng không khí cần nhiều hơn gấp đôi. Đồng thời, hỗn hợp hydro-không khí chiếm nhiều không gian hơn, điều này giải thích tại sao động cơ hydro có công suất thấp hơn. Một minh họa hoàn toàn bằng kỹ thuật số về tỷ lệ và thể tích khá hùng hồn - mật độ hydro sẵn sàng để đốt cháy nhỏ hơn 56 lần so với mật độ hơi xăng ... Tuy nhiên, cần lưu ý rằng, nói chung, động cơ hydro có thể hoạt động trên hỗn hợp không khí . hydro theo tỷ lệ lên tới 180:1 (tức là với hỗn hợp rất "xấu"), điều này có nghĩa là động cơ có thể chạy mà không cần ga và sử dụng nguyên lý của động cơ diesel. Cũng cần đề cập rằng hydro là nguồn năng lượng hàng đầu không thể tranh cãi khi so sánh giữa hydro và xăng với tư cách là nguồn năng lượng khối lượng lớn - một kg hydro có năng lượng cao hơn gần ba lần so với một kg xăng.

Đối với động cơ xăng, hydro hóa lỏng có thể được phun trực tiếp trước các van trong ống góp, nhưng giải pháp tốt nhất là phun trực tiếp trong kỳ nén - trong trường hợp này, công suất có thể vượt quá 25% so với động cơ xăng tương đương. Điều này là do nhiên liệu (hydro) không thay thế không khí như với động cơ xăng hoặc diesel, cho phép buồng đốt chỉ chứa đầy không khí (nhiều hơn bình thường một cách đáng kể). Ngoài ra, không giống như động cơ xăng, hydro không cần xoáy cấu trúc, vì hydro không có biện pháp này khuếch tán khá tốt với không khí. Do tốc độ đốt cháy khác nhau ở các phần khác nhau của xi lanh, tốt hơn là nên lắp hai bugi và trong động cơ hydro, việc sử dụng điện cực bạch kim là không phù hợp, vì bạch kim trở thành chất xúc tác dẫn đến quá trình oxy hóa nhiên liệu ngay cả ở nhiệt độ thấp .

Tùy chọn Mazda

Công ty Nhật Bản Mazda cũng đang giới thiệu phiên bản động cơ hydro dưới dạng một khối quay trong chiếc xe thể thao RX-8. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên, vì đặc điểm thiết kế của động cơ Wankel cực kỳ phù hợp với việc sử dụng hydro làm nhiên liệu.
Khí được lưu trữ dưới áp suất cao trong một bình đặc biệt và nhiên liệu được phun trực tiếp vào các buồng đốt. Do trong trường hợp động cơ quay, các khu vực diễn ra quá trình phun và đốt cháy tách biệt nhau, và nhiệt độ ở phần nạp thấp hơn, vấn đề về khả năng đánh lửa không kiểm soát được giảm đáng kể. Động cơ Wankel cũng cung cấp không gian rộng rãi cho hai kim phun, điều này rất quan trọng để bơm lượng hydro tối ưu.

H2R

H2R là một nguyên mẫu siêu thể thao đang hoạt động được chế tạo bởi các kỹ sư của BMW và được trang bị động cơ 12 xi-lanh đạt công suất tối đa 285 mã lực. khi tác dụng với hiđro. Nhờ họ, mô hình thử nghiệm tăng tốc từ 0 lên 100 km / h trong sáu giây và đạt tốc độ tối đa 300 km / h Động cơ H2R dựa trên động cơ tiêu chuẩn hàng đầu được sử dụng trong xăng 760i và chỉ mất mười tháng để phát triển .

Để ngăn chặn quá trình đốt cháy tự phát, các chuyên gia Bavarian đã phát triển một chiến lược đặc biệt cho dòng chảy và chu trình phun nhiên liệu vào buồng đốt, sử dụng các khả năng do hệ thống điều phối van biến thiên của động cơ mang lại. Trước khi hỗn hợp đi vào xi lanh, hỗn hợp sau được làm mát bằng không khí và quá trình đánh lửa chỉ được thực hiện ở điểm chết trên - do tốc độ đốt cháy cao của nhiên liệu hydro nên không cần đánh lửa trước.