Động cơ hydro của Porsche đánh bại động cơ V8
Porsche đã phát triển một động cơ hydro nguyên mẫu có thể lắp vừa trong các xe thể thao sang trọng và phù hợp với hiệu suất của động cơ xăng 4,4 lít, tám xi-lanh – đồng thời đạt được mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn nhiều và giữ lượng khí thải ở mức tương đương với không khí xung quanh .
Dự án được bắt đầu chỉ sáu tháng trước và được hoàn thành hoàn toàn bằng kỹ thuật số bằng cách sử dụng các mô phỏng động cơ ảo tinh vi.
Điểm khởi đầu cho hệ thống truyền động năng lượng mới là bộ dữ liệu kỹ thuật số của đối tác xăng dầu, cung cấp các số liệu chuẩn mà đơn vị hydro phải khớp.
Các sửa đổi đối với động cơ bao gồm tỷ số nén cao hơn và quá trình đốt cháy thích nghi với hydro, và quan trọng nhất là hệ thống tăng áp mới.
Để đốt cháy sạch hydro, bộ tăng áp phải cung cấp khối lượng không khí gấp đôi so với động cơ xăng tương đương, tuy nhiên, một vấn đề phải được bù đắp với loại nhiên liệu cụ thể là nhiệt độ khí thấp hơn dẫn đến thiếu năng lượng cho lực đẩy của chúng ở phía ống xả.
Các bộ tăng áp thông thường không thể giải quyết vấn đề này và do đó, Bộ phận Kỹ thuật của Porsche đã kiểm tra bốn khái niệm tăng áp thay thế.
Tất cả các hệ thống bao gồm một số bộ tăng áp hỗ trợ bằng điện, một số kết hợp với các van điều khiển bổ sung trong hệ thống không khí hoặc máy nén chạy bằng điện.
Porsche cho biết, mỗi cấu hình đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng biệt và tùy chọn chính xác phụ thuộc rất nhiều vào việc sử dụng động cơ. Đối với thiết lập đối thủ xăng dầu, khái niệm được chọn có máy nén quay lưng.
“Điểm đặc biệt của thiết kế này là sự sắp xếp đồng trục của hai giai đoạn máy nén, được dẫn động bởi tua-bin hoặc động cơ điện hỗ trợ sử dụng một trục chung,” Porsche cho biết. “Không khí xử lý chảy qua máy nén đầu tiên, được làm mát trong bộ làm mát trung gian, sau đó được nén lại ở giai đoạn thứ hai.”
Kết quả cuối cùng là một động cơ chạy bằng hydro có công suất tối đa 440 kW và tốc độ tối đa 261 km/h – ngang bằng với động cơ xăng.
Ngoài mức công suất đáng kể, hệ thống truyền động năng lượng mới thải ra lượng khí thải nitơ oxit “thấp hơn nhiều so với giới hạn đặt ra theo tiêu chuẩn Euro 7 hiện đang được thảo luận và gần bằng 0 trên toàn bộ bản đồ động cơ,” Matthias Böger, kỹ sư chuyên gia về động cơ cho biết. mô phỏng tại Porsche Engineering.
Nhiên liệu tinh gọn còn mang lại lợi thế tiêu thụ lên tới 5% so với xăng tương đương và mang lại “hiệu quả cao trong chu kỳ đo WLTP (phạm vi lái xe) cũng như trong các chu kỳ phù hợp với khách hàng”.
Porsche cho biết chi phí của hệ thống truyền động hydro trong sản xuất hàng loạt cũng có thể tương đương với chi phí của động cơ xăng.
“Mặc dù hệ thống tăng áp và một số thành phần cơ học của động cơ hydro phức tạp hơn và do đó đắt tiền hơn, nhưng không cần khí thải sau khi xử lý cần thiết cho động cơ xăng theo tiêu chuẩn Euro 7,” nhà sản xuất ô tô cho biết.
thử nghiệm đường đua Nurburgring
Để thử nghiệm quá trình tạo hydro mới của mình, Porsche đã thử nghiệm nó trên một chiếc xe thuộc phân khúc hạng sang có trọng lượng giới hạn là 2.650kg – mặc dù hoàn toàn là ảo.
“Quá trình truyền động được thực hiện bằng cách sử dụng cái được gọi là bản sao kỹ thuật số, tức là một đại diện dựa trên máy tính của chiếc xe thực. Với thời gian hoàn thành vòng đua là 8 phút 20 giây (8:20:20 phút), chiếc xe đã thể hiện tiềm năng cao về tính năng lái năng động,” nhà sản xuất cho biết.
“Do thành phần hóa học của nó, cả hydrocarbon và carbon monoxide đều không được giải phóng trong quá trình đốt cháy hydro và các hạt cũng không đóng vai trò gì.”
Mặc dù động cơ hydro “không có khả năng được đưa vào sản xuất ở dạng hiện tại,” Porsche cho biết, nhưng nó mang lại tiềm năng thú vị cho các công nghệ như một giải pháp thay thế khác trong lựa chọn ngày càng mở rộng của các phương pháp đẩy ô tô.
