Inginerii Cummins au creat o turbină specializată pentru motoarele cu combustie pe hidrogen

25 Ianuarie 2025, 17:10
Redacţia PiataAuto.md
Hidrogenul e un combustibil ce poate fi folosit pe vehicule prin două metode, fie prin instalaţiile cu pile de combustie, generând electricitate şi alimentând astfel electromotoare, fie prin combustie directă în interiorul cilindrilor la motoarele cu ardere internă. Toyota Mirai e exemplul unui automobile cu pile de combustie, iar Nikola Tre FCEV e exemplul unui asemenea camion. La combustia cu hidrogen, BMW a avut cândva o Seria 7 cu un asemenea motor şi tot Toyota e producătorul care are în prezent în teste avansate asemenea elaborări, atât cu 3 cilindri, cât şi un V8 creat cu Yamaha. De asemenea, MAN are în producţia limitată un camion cu combustie pe hidrogen, iar Liebherr are un încărcător frontal similar. Ei bine, acum inginerii americani de la Cummins au creat o turbină specializată pentru motoarele cu combustie pe hidrogen, declarând că turbinele obişnuite nu sunt potrivite pentru o combustie corectă a hidrogenului.
Foto: Motorul V8 cu combustie de hidrogen, creat de Yamaha şi Toyota

În general, combustia de hidrogen e cea mai apropiată de combustia de gaz natural în motoarele cu ardere internă. Cerinţele pentru rezervoare sunt similare, cerinţele pentru conductele de alimentare la fel, dar şi presiunea de injecţie în cilindri.
Însă există câteva diferenţe majore în combustia de hidrogen. În primul rând, hidrogenul are o temperatură de combustie mai mare, cu circa 300 grade Celsius, ceea ce predispune la o formare mai mare de noxe. Acest efect poate fi evitat şi redus către zero doar dacă se asigură o precizie corectă e amestecului de combustibil.
Iar aici vine o altă provocare, întrucât hidrogenul are un diapazon mult mai mare în care e inflamabil, de la o concentraţie de doar 4% până la 75%, faţă de gaz, are e doar între 7 şi 20%. Asta înseamnă că la hidrogen combustia e mai greu controlabilă şi atunci e nevoie de o precizie exactă în dozarea amestecului de combustie pentru a avea propagarea corectă şi completă.
Foto: Încărcător frontal Liebherr cu hidrogen

Hidrogenul e mult mai dens energetic în greutate, de 2,5 ori, dar deoarece hidrogenul e mult mai uşor, de fapt e nevoie de un volum de 3 ori mai mare de hidrogen în combustie, pentru a obţine acelaşi rezultat energetic. Asta înseamnă că e nevoie de crescut considerabil fluxul de hidrogen pompat în cilindri, fie prin conducte mai mari şi pompe, fie prin turbine care să ajute la sporirea randamentului combustiei.
Inginerii de la Cummins spun că în momentele de turbolag, un motor cu hidrogen va avea combustie incompletă şi va emite NOx peste limitele dorite. Utilizând o turbină mai mare, se obţine un rezultat bun la turaţii mari, dar la cele mici se măreşte diapazonul de turbolag. Prin urmare, cele mai bune opţiuni sunt fie turbinele cu geometrie variabilă, fie sistemele cu două turbine, una mai mică şi alta mai mare. Iar marea provocare e ca la proiectarea turbinei să ţină cont de volumul mai mare de hidrogen care a intra în procesul de combustie şi de ajustarea necesară a volumul de aer. Mai mult ca atât, un motor cu combustie de hidrogen va avea nevoie de un flux de aer mai mare chiar şi decât motoarele diesel, renumite pentru setea imensă de aer.
Foto: Noua turbină Cummins

Tocmai de asta, inginerii Cummins au creat acum noua turbină CCS H2 ICE, despre care spun că e prima de acest fel din industrie, specializată în motoarele cu combustie de hidrogen. Turbina a asigura acea combustie aproape perfectă la care se visează teoretic şi va fi compatibilă cu standardele Euro 7 în Europa.
De fapt, Cummins menţionează că a şi semnat un contract cu un producător european de camioane, căruia îi va furniza asemenea turbine. Din cei actuali, doar MAN produce asemenea camioane cu combustie directă, în timp ce Volvo şi Mercedes pregătesc modele cu pile de combustie pe hidrogen.
2
7,052
COMENTARII (0)
Fiţi primul care comentează această ştire!
COMENTARIUL MEU
Trebuie să fiţi logat pentru a putea comenta
Logare | Înregistrare
COMENTARII FACEBOOK
Înapoi
    Logare PiataAuto.md
Login:
Parola:
Memorizeaza-ma
Ai uitat parola?
Eşti nou aici? Atunci înregistrează-te!