Исследователи разработали оптимизированный водородный двигатель с искровым зажиганием для коммерческих грузовиков среднего класса. В отличие от водородных топливных элементов, это классический двигатель внутреннего сгорания, который сжигает водород в цилиндрах и приводит поршни в движение так же, как бензиновый или дизельный мотор.
Главное преимущество — в топливе. Водород не содержит углерода, поэтому при его сгорании образуется вода, а не углекислый газ. При этом производители могут сохранить привычную экосистему: двигатели, трансмиссии, производственное оборудование, сервисные знания и цепочки поставок. Инженеры смогли добиться дизельного крутящего момента благодаря турбонаддуву, который нагнетает больше воздуха в цилиндры, позволяя сжигать больше водорода и получать тягу на низких оборотах, необходимую для движения груженых машин.
Особое внимание уделили оптимизации воздушного потока. Водород сгорает намного быстрее бензина, поэтому потребовалась новая геометрия впускных каналов. Двигатель получил увеличенные впускные клапаны и специальные водородные форсунки для точного смесеобразования. Специальное программное обеспечение управляет впрыском, зажиганием, давлением наддува и составом топливовоздушной смеси. Отдельной задачей стала безопасность — горячие поверхности двигателя или остаточные газы могут воспламенить водород до искры, что приводит к детонации, потере мощности или повреждению мотора.
С точки зрения экологии двигатель не выбрасывает CO₂, но его нельзя назвать полностью нулевым по выбросам. Во-первых, если водород производят из природного газа, а не из возобновляемой электроэнергии, общий углеродный след остается высоким. Во-вторых, при сгорании водорода все равно образуются оксиды азота (NOx), поскольку высокая температура нагревает азот и кислород из воздуха. Поэтому могут потребоваться системы контроля сгорания и дополнительная очистка выхлопа.
Разработка прошла путь от одноцилиндрового прототипа до полноценного многоцилиндрового двигателя, а лабораторные испытания подтвердили его эффективность. Программа по водородным ДВС продолжает работу над технологией, которую рассматривают как почти безуглеродное решение для промышленности.
