Дослідники з Південно-Західного науково-дослідного інституту (SwRI) розробили водневий двигун внутрішнього згоряння (ДВС), який підходить для комерційних автомобілів середньої вантажопідйомності.

Новий водневий ДВС більше нагадує дизельний двигун, ніж попередні водневі моделі. Він спалює водень у циліндрах за допомогою іскрового запалювання і, подібно до бензинового, забезпечує механічний рух через поршні. За словами доктора Цилуна Лу, одного з керівників проєкту, двигун спроектували, виготовили та ретельно протестували, щоб досягти високої продуктивності та ефективності. SwRI має багаторічний досвід у розробці двигунів середньої та великої потужності, зокрема водневих.

Розробка починалася з одноциліндрового двигуна, де основна увага була на оптимізації стратегій згоряння та впорскування палива. Після цього команда перейшла до створення повнофункціонального багатоциліндрового двигуна, вирішуючи проблеми передчасного запалювання, стабільності згоряння та інтеграції систем.

Головна перевага такого двигуна полягає у відсутності шкідливих викидів при спалюванні водню — утворюється лише вода. При цьому виробники можуть зберегти більшість екосистеми ДВС, включно з двигунами, трансмісією, виробничим обладнанням, знаннями з обслуговування та ланцюгами постачання.

Інженерам вдалося досягти крутного моменту, порівнянного з дизельним двигуном, завдяки турбокомпресору, який подає більше кисню в двигун. Це дозволяє спалювати більше водню і створювати потужний крутний момент на низьких обертах, що необхідно для руху вантажівок.

Новий двигун також має покращений повітряний потік завдяки інноваційній геометрії впускного каналу, що забезпечує значно швидше згоряння водню порівняно з бензином. Ця геометрія вимагає іншого повітряного потоку всередині циліндра.

Двигун оснащений збільшеними впускними клапанами та форсунками, спеціально розробленими для водню, що забезпечує оптимальне змішування палива з повітрям. Використовується спеціальне програмне забезпечення та калібрування для точного керування впорскуванням, запалюванням, тиском наддуву та повітряно-паливною сумішшю.

Однією з ключових проблем, яку довелося вирішити розробникам, була безпека. Гарячі поверхні двигуна або залишкові гази можуть запалити водень до спрацьовування системи запалювання, що призводить до детонації, втрати потужності або потенційного пошкодження двигуна.

Дослідники зазначають, що рівень CO₂ у вихлопі практично нульовий. Водночас важливим є спосіб виробництва водню: якщо його отримують із природного газу, а не з відновлюваних джерел, рівень викидів CO₂ може залишатися високим. Крім того, при згорянні водню можуть утворюватися оксиди азоту (NOx) через високі температури, що вимагає контролю процесу згоряння та доочистки вихлопних газів.

Інформація надана Південно-Західним науково-дослідним інститутом (SwRI).