美国机构研发氢内燃机对标柴油卡车

IT时代网8月10日消息,据海外科技媒体报道,美国西南研究院(SwRI)的科学家成功研发出一款点火式氢能发动机,面向中型商用卡车,号称能提供媲美柴油发动机的性能。

需要先分清路线。这款发动机不是常见的燃料电池方案,而是把氢气送进气缸内部点火燃烧,再由活塞把化学能转成机械动力——本质上还是内燃机,只不过烧的不是柴油。

研发过程从最小单元起步。科学家Qilong Lu介绍:“我们从单缸发动机开始,重点优化燃烧过程和喷射策略。随后开发完整的多缸发动机,并解决早燃问题、燃烧稳定性。”早燃是氢燃料绕不开的老问题,氢气点火能量极低、燃烧速度快,稍有不慎就会在活塞到达上止点前提前着火。

为了把扭矩顶上去,团队给发动机加装了涡轮增压器,向气缸注入更多空气,让这台氢内燃机拿到类似柴油机的扭矩曲线,满足卡车在低转速下对牵引力的要求。进气道也是重新设计的,目的是提升气流效率,内部空气流动路径同步做了调整。

硬件上还有两处针对性改动:更大的进气门,以及专用氢气喷射器,为的是在气缸内实现最佳的燃料与空气混合比例。软件层面配套了专用标定系统,对喷射时机、点火、增压压力和空燃比做精确控制。

氢内燃机这条技术路线,这几年在商用车领域重新受到关注,原因并不难理解。相比燃料电池,它能沿用大量现成的发动机制造工艺和供应链,成本压力小得多,对燃料纯度的要求也更宽松;代价是热效率不如燃料电池,而且高温燃烧会产生氮氧化物,仍需后处理系统兜底。对重载运输这类电池方案难以覆盖的场景,它更像是一种务实的过渡选择。

真正的瓶颈其实不在发动机本身。加氢站密度、氢气制取的碳排放强度、储运成本,任何一环跟不上,实验室里的性能数据都难以落到运营车队的账本上。

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注:本文中包含AI辅助创作的内容。

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