Σε μια εποχή όπου ο μηχανοκίνητος αθλητισμός αναζητά πιο οικολογικές εναλλακτικές λύσεις χωρίς να θυσιάζει την απόδοση, η AVL RACETECH έκανε ένα τολμηρό άλμα προς τα εμπρός.
Σχεδίασε και κατασκεύασε ανεξάρτητα έναν ολόκληρο αγωνιστικό κινητήρα εσωτερικά.
Το αποτέλεσμα;
Ένα θαύμα 2 λίτρων με υπερτροφοδοτούμενο κινητήρα που αξιοποιεί το υδρογόνο και τον υπερσύγχρονο ψεκασμό νερού για να προσφέρει μέγιστη ισχύ που προηγουμένως θεωρούνταν αδύνατη για κινητήρες που τροφοδοτούνται με υδρογόνο.
Σε αντίθεση με τους περισσότερους κινητήρες υδρογόνου που προτιμούν την τεχνολογία lean-burn για να διατηρούν την ασφάλεια και τις χαμηλότερες εκπομπές ρύπων, συχνά εις βάρος της απόδοσης, η AVL RACETECH ακολούθησε διαφορετική πορεία.
Ο κινητήρας τους χρησιμοποιεί μόνο μια ελαφρά προσέγγιση lean-burn και επιτυγχάνει την εκπληκτική ισχύ των 150 kW ανά λίτρο.
Αυτή η ισχύς εξόδου τοποθετεί τον κινητήρα υδρογόνου ακριβώς στο επίπεδο των κορυφαίων κινητήρων μηχανοκίνητου αθλητισμού, τηρώντας παράλληλα τις αρχές της καθαρής ενέργειας.
«Η επίτευξη τιμών απόδοσης σε επίπεδο μηχανοκίνητου αθλητισμού με έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης υδρογόνου είναι μια απίστευτα περίπλοκη τεχνική πρόκληση.
Αλλά το πρωτότυπό μας αποδεικνύει ότι είναι εφικτό», δήλωσε ο Paul Kapus, Διευθυντής Ανάπτυξης για Κινητήρες με Ανάφλεξη Spark & Concept Cars στην AVL.
Ο Kapus τόνισε επίσης την πρακτικότητα των κινητήρων υδρογόνου έναντι της τεχνολογίας κυψελών καυσίμου, σημειώνοντας ότι οι κινητήρες καύσης υδρογόνου μοιράζονται μεγάλο μέρος της αρχιτεκτονικής τους με τους συμβατικούς βενζινοκινητήρες, καθιστώντας τους πιο οικονομικά βιώσιμους για προγράμματα αγώνων πελατών.
Στον πυρήνα της επιτυχίας του κινητήρα βρίσκεται το προηγμένο σύστημα ψεκασμού νερού της AVL. Αυτή η τεχνική ψύχει τον θάλαμο καύσης και αυξάνει την πίεση υπερπλήρωσης ψεκάζοντας νερό στον αέρα εισαγωγής.
Όχι μόνο βελτιστοποιεί την απόδοση, αλλά αποτρέπει επίσης την προανάφλεξη, ένα κοινό και καταστροφικό πρόβλημα σε κινητήρες υψηλής καταπόνησης.
Για να διασφαλίσει την ομαλή λειτουργία του συστήματος, η AVL εφάρμοσε εξελιγμένα μοντέλα προσομοίωσης και τρισδιάστατους υπολογισμούς ροής, εγγυώμενη ιδανική δυναμική ροής αέρα και δομική ακεραιότητα υπό ακραίες συνθήκες.
Αυτή η τεχνολογική ραχοκοκαλιά επέτρεψε τη δημιουργία ενός πρωτοτύπου που προσφέρει ισχύ και ακρίβεια.
Ο πρωτότυπος κινητήρας που αναφέρεται ως H?-ICE επιτυγχάνει ροπή 500 Nm μεταξύ 3.000 και 4.000 σ.α.λ., λειτουργώντας με στοιχειομετρική καύση (με αναλογία αέρα-καυσίμου 1 ή λάμδα = 1).
Ενσωματώνει επίσης έναν υπερσυμπιεστή με βαλβίδα αποστράγγισης (wastegate) προσαρμοσμένο στο μοναδικό προφίλ καύσης του υδρογόνου, διασφαλίζοντας ότι ο κινητήρας αναπνέει αποτελεσματικά υπό υψηλές απαιτήσεις.
Κατά τη διάρκεια μιας ζωντανής επίδειξης στα κεντρικά γραφεία της AVL στο Γκρατς, το H?-ICE εντυπωσίασε τους θεατές φτάνοντας στη μέγιστη ισχύ των 410 ίππων (301,7 kW) και στις στροφές του κινητήρα στις 6.500 σ.α.λ.
Αυτά τα στοιχεία δεν ήταν θεωρητικοί στόχοι. Επικυρώθηκαν σε πραγματικό χρόνο, σε μια πλατφόρμα δοκιμών κινητήρα προσαρμοσμένη στο υδρογόνο.
«Οι στόχοι μας ήταν 500 Nm ροπής και ισχύς έως 300 kW (ειδική ισχύς 150 kW/l).
Είμαστε περήφανοι που καταφέραμε να επικυρώσουμε αυτά τα στοιχεία στο δοκιμαστικό περιβάλλον», επιβεβαίωσε ο Kapus.
Παρόλο που ο κινητήρας έγινε πρωτοσέλιδο το 2022, ο αντίκτυπός του συνεχίζει να έχει απήχηση.
Οι κινητήρες εσωτερικής καύσης που λειτουργούν με υδρογόνο προσφέρουν μια συναρπαστική μεσαία λύση μεταξύ των παραδοσιακών κινητήρων εσωτερικής καύσης και των πλήρως ηλεκτρικών οχημάτων.
Με μηδενικές εκπομπές καυσαερίων και το πλεονέκτημα της συμβατότητας με τις υπάρχουσες τεχνολογίες κινητήρων και την υποδομή τροφοδοσίας, η καύση υδρογόνου μπορεί να αποδειχθεί βασικός παράγοντας στη μετάβαση στις βιώσιμες μεταφορές.
