Самые эффективные бензиновые двигатели сегодня имеют тепловой КПД 40% (однако большинство из них на несколько процентных пунктов ниже), но Nissan заявляет, что у него есть прототип бензинового двигателя внутреннего сгорания, способный достигать 50%, что даже выше, чем у дизельных двигателей. (которые колеблются между 43-45%).
Высокий уровень термического КПД - использование преимуществ преобразования тепловой энергии химической реакции сгорания в механическую энергию - необходим для снижения потребления / выбросов CO2. Однако, чтобы достичь этого высокого значения - 50% эффективности, Nissan изменил цель двигателя внутреннего сгорания.
Эта новая цель больше не используется в качестве топлива для транспортного средства (где оно соединено с колесами), а теперь служит только в качестве генератора (не связанного с колесами) энергии для электрического тягового двигателя.
Более эффективный бензиновый двигатель для обслуживания… электрических
Неудивительно, что это объявление было сделано под прикрытием технологии Nissan e-POWER (гибридная технология), которая уже используется в таких моделях, как Note, а также в Nissan Qashqai третьего поколения.Как мы уже неоднократно упоминали, модели Nissan e-POWER в основном являются электромобилями. Однако электрическая энергия, необходимая им для работы, поступает не от большой, тяжелой и дорогой батареи, а от двигателя внутреннего сгорания, который берет на себя роль генератора. Правда, есть батарея, но она намного меньше по размеру и служит для хранения энергии, вырабатываемой тепловым двигателем.
STARC, прототип двигателя
Став просто генератором, можно ограничить работу теплового двигателя его наиболее эффективным режимом вращения и нагрузок. Это первый шаг к достижению 50% теплового КПД. Теперь Nissan демонстрирует следующие шаги для достижения такой амбициозной цели в рамках разработки следующего поколения технологии e-POWER, которая уже привела к созданию прототипа двигателя STARC.
Подписывайтесь на нашу новостную рассылку
STARC - это аббревиатура от «прочный, неустойчивый и надлежащим образом растянутый надежный канал зажигания» - даже с этим описанием мы были несколько в недоумении… Согласно Nissan, мы можем свободно перевести это в нечто вроде «надежная, специально разработанная и увеличенная камера зажигания. ».
Расшифровывая смысл всего этого, работа инженеров Nissan была по существу сосредоточена на ускорении всасываемого потока топливовоздушной смеси внутри цилиндра во время зажигания, что позволит более полно сгорать топливной смеси. с более высокой степенью сжатия.
То, чего нельзя было достичь в тепловом двигателе, который используется в качестве пропеллера. Он должен реагировать на постоянные изменения нагрузки и мощности в каждый момент (ускорение, замедление, уклоны), что требует компромиссов в его рабочих параметрах (расход смеси в цилиндре, время зажигания и степень сжатия). Таким образом снижается его эффективность.
Все эти препятствия исчезают, когда тепловой двигатель становится генератором, в котором он начинает работать только в идеальном режиме вращения и нагрузки, где он более эффективен (в гораздо более ограниченном диапазоне), что позволяет с самого начала снизить потребление и выбросы.
Результаты первых опытно-конструкторских испытаний многоцилиндрового двигателя обнадеживают. Эффективность 43% была достигнута при использовании метода разбавления EGR (клапана рециркуляции выхлопных газов) и 46% при применении обедненной воздушно-топливной смеси (то есть смеси, в которой воздуха больше, чем топлива, по сравнению с идеальной смесью для полное сгорание топлива).
50% -ный тепловой КПД нового двигателя STARC достигается, когда эти меры сочетаются с технологиями утилизации отработанного тепла и двигателем, работающим при постоянной нагрузке и частоте вращения. Теперь осталось еще немного подождать внедрения этой специализированной тепловой машины.
Тошихиро Хираи, старший вице-президент подразделения электромобилей и силовых установок Nissan Motor Co.«Стремясь достичь углеродной нейтральности в жизненном цикле своей продукции до 2050 года, Nissan намеревается к началу 2030-х годов электрифицировать все новые модели, представленные на основных мировых рынках. Стратегия электрификации Nissan способствует разработке электрических силовых агрегатов и высокоэффективных аккумуляторов для электромобилей, а технология e-POWER представляет собой важную стратегическую опору на этом пути ».