Най-ефективните днес бензинови двигатели постигат термична ефективност от 40% (повечето обаче са с няколко процентни пункта по-долу), но Nissan казва, че има прототип на бензинов двигател с вътрешно горене, способен да достигне 50%, стойност, дори по-висока от тази на дизеловите двигатели (които варират между 43-45%).
Наличието на високо ниво на топлинна ефективност — възползване от преобразуването на топлинната енергия от химическата реакция на горене в механична енергия — е от съществено значение за намаляване на потреблението/емисиите на CO2. Въпреки това, за да постигне тази висока стойност от 50% ефективност, Nissan промени целта на двигателя с вътрешно горене.
Тази нова цел вече не служи като гориво за превозно средство (където е свързано с колелата) и сега служи само като генератор (не е свързан с колелата) на енергия за електрически тягов двигател.
По-ефективен бензинов двигател за обслужване на... електрически
Не е чудно, че това съобщение дойде под прикритието на технологията на Nissan e-POWER (хибридна технология), която вече обслужва модели като Note и също така ще обслужва третото поколение Nissan Qashqai.Както вече споменахме няколко пъти, моделите e-POWER на Nissan са основно електрически превозни средства. Електрическата енергия, от която се нуждаят, за да функционират, обаче не идва от голяма, тежка и скъпа батерия, а от двигател с вътрешно горене, който поема ролята на генератор. Все още има батерия, вярно, но тя е много по-малка, служеща за съхраняване на енергията, произведена от топлинния двигател.
STARC, прототипният двигател
Превръщайки се само в генератор, е възможно да се ограничи работата на топлинния двигател до неговия най-ефективен режим на въртене и натоварване. Това е първата стъпка към постигане на 50% топлинна ефективност. Сега Nissan показва следващите стъпки за постигане на такава амбициозна цел в рамките на разработването на следващото поколение технология e-POWER, която вече е довела до прототип на двигател, STARC.
Абонирайте се за нашия бюлетин
STARC е съкращение за „силен, търкалящ се и подходящо разтегнат здрав канал за запалване“ — дори и с това описание бяхме донякъде в загуба… Според Nissan, можем свободно да преведем това в нещо като „здрава, специално проектирана и разширена запалителна камера ” .
Декодирайки смисъла на всичко това, работата на инженерите на Nissan по същество се фокусира върху ускоряването на всмукания поток на горивно-въздушната смес вътре в цилиндъра по време на запалване, което ще позволи по-пълно изгаряне на смес от гориво. По-разредено гориво въздух с по-висока степен на компресия.
Нещо, което не е било възможно да се постигне в топлинен двигател, който се използва като витло. Той трябва да реагира на постоянни вариации в натоварването и мощността във всеки момент (ускорение, забавяне, наклон), което изисква компромиси в неговите работни параметри (поток на сместа в цилиндъра, време на запалване и степен на компресия). По този начин неговата ефективност е компрометирана.
Всички тези пречки изчезват, когато топлинният двигател се превърне в генератор, в който започва да работи само в идеалния режим на въртене и натоварване, където е по-ефективен (в много по-ограничен диапазон), позволявайки от самото начало по-ниска консумация и емисии.
Резултатите от първите тестове за разработка на многоцилиндров двигател са обещаващи. Ефективност от 43% е постигната при използване на метод за разреждане на EGR (клапан за рециркулация на отработените газове) и 46% чрез прилагане на бедна смес въздух-гориво (т.е. със смес, в която има повече въздух, отколкото гориво в сравнение с идеалната смес за пълно изгаряне на горивото).
50% термична ефективност на новия двигател STARC се постига, когато тези мерки се комбинират с технологии за оползотворяване на отпадната топлина и двигател, работещ при постоянно натоварване и въртене. Сега остава да изчакаме още време за въвеждането на този специализиран топлинен двигател.
Тошихиро Хирай, старши вицепрезидент, отдел за електромобили и електроцентрали в Nissan Motor Co. Ltd„В стремежа си да постигне въглеродна неутралност в жизнения цикъл на своите продукти до 2050 г., Nissan възнамерява да електрифицира до началото на 2030-те всички нови модели, лансирани на основните световни пазари. Стратегията за електрификация на Nissan насърчава развитието на електрически задвижвания и високопроизводителни батерии за електрически автомобили, като технологията e-POWER представлява важен стратегически стълб по този път».