Результаты работы ученых были представлены во время выставки в понедельник на факультете машиностроения Краковского технологического университета. Работа над этим уникальным проектом началась в 2020 году. Специалисты кафедры автотранспорта, используя все научные достижения предыдущих проектов, разработали систему впрыска водорода для питания поршневого двигателя внутреннего сгорания. В основу лег пятицилиндровый промышленный дизель от Scania.
Дизель на водороде. Работа польских ученых из Краковского технологического университета
В рамках проекта ученые поставили перед собой цель разработать совершенно новую систему сгорания, систему зажигания и источник питания с качественным и количественным регулированием мощности. Специалистам ПК пришлось как следует доработать двигатель и подготовить многие элементы с нуля, начиная от поршней, заканчивая шаговым двигателем и программным обеспечением. Конечно, это сопряжено со многими трудностями.
Как сказал проф. По словам Марека Бжежанского, возглавлявшего проект, водород имеет совершенно другие свойства, чем жидкое и газообразное топливо, используемое до сих пор. "Речь идет о вопросах, связанных с характером тепловыделения в процессе сгорания. Необходимо внести изменения в двигатель, чтобы тепло от сгоревшего водорода можно было преобразовать в механическую работу", - поясняет профессор. Он добавляет, что самым большим преимуществом водородных двигателей является их экологичность, то есть отсутствие выбросов токсичных выхлопных газов и углекислого газа.
Также ректор Технологического университета проф. Анджей Шарата не скрывает своего удовлетворения результатами работы ученых. Как он заявил во время презентации, водород — это топливо, которое может произвести революцию в транспорте и в то же время представляет собой огромную исследовательскую задачу. Он также добавил, что Краковский университет уже несколько десятилетий работает над использованием водорода в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания, а их новая работа смотрит на несколько лет вперед и представляет собой прекрасную возможность для всей автомобильной промышленности.
Помимо работ по водородным двигателям внутреннего сгорания (в соборе построен одноцилиндровый двигатель с системой непосредственного впрыска водорода), предприятие также сотрудничает с концерном Toyota >. Совместные усилия направлены на разработку более эффективных водородных элементов для электромобилей.
Водород – возможности и вызов
Самая большая проблема, связанная с использованием водорода в качестве топлива, — это, прежде всего, его транспортировка и хранение. Из-за своих характеристик элемент необходимо сжимать при очень высоком давлении, часто превышающем несколько сотен бар, и хранить в соответствующих прочных резервуарах. Другое решение — конденсировать его (при температуре выше -240 градусов Цельсия), но это слишком рискованно и в случае с автомобилями практически недостижимо.
Проблема также в его энергоемкости, которая составляет примерно 2-3 кВтч/л. Для сравнения, у дизельного топлива это 11 кВтч/л, а у бензина 10 кВтч/л. Следовательно, двигателю придется сжигать гораздо больше топлива. В сочетании с ранее упомянутыми проблемами, связанными с хранением, запас хода автомобиля с водородным двигателем был бы комично мал. Поэтому водород в настоящее время доступен только в электромобилях с водородными элементами.