Καινοτόμος κινητήρας υδρογόνου BMW

Η εταιρεία BMW Group Forschung und Technik (θυγατρική της BMW) με ερευνητές από το Γκρατς και τη Βιέννη της Αυστρίας, στο πλαίσιο του εγχειρήματος H2BVplus, κατάφεραν να εξελίξουν ένα νέο κινητήρα υδρογόνου. Εταίροι στο πρόγραμμα αυτό, το οποίο επιδοτείται από το Αυστριακό Ομοσπονδιακό Υπουργείο Μεταφορών, Καινοτομίας και Τεχνολογίας, είναι το Ινστιτούτο για Κινητήρες Εσωτερικής Καύσης και Θερμοδυναμικής του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας του Γκρατς, το κέντρο έρευνας HyCentA του Γκρατς και η HOERBIGER ValveTec της Βιέννης.

«Εν όψει της περιορισμένης διαθεσιμότητας των ορυκτών καυσίμων και των αυξανόμενων περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τις βλαβερές εκπομπές ρύπων, είμαστε πεπεισμένοι ότι ο κινητήρας καύσης H2 θα κατέχει σημαντική θέση στο προϊοντικό χαρτοφυλάκιο των μελλοντικών, εναλλακτικών φιλοσοφιών κίνησης», δήλωσε ο καθηγητής δρ Ρέιμοντ Φρίμαν, διευθύνων σύμβουλος της BMW Forschung und Technik.

Το νέο σύστημα καύσης συνδυάζει τα πλεονεκτήματα ανάφλεξης με σπινθήρα και φιλοσοφία αυτανάφλεξης (τύπου πετρελαιοκινητήρα), χρησιμοποιώντας παράλληλα τα ευνοϊκά χαρακτηριστικά καύσης του υδρογόνου και επιτυγχάνοντας τιμές απόδοσης, που εν μέρει ξεπερνούν ακόμα και τις αντίστοιχες των προηγμένων κινητήρων turbodiesel. Οι μηχανικοί βασίστηκαν στο κοινό εγχείρημα EU HylCE, το οποίο απέδωσε ειδική ισχύ έως 100 kW/λίτρο κυβισμού μέσω καύσης υδρογόνου και για ανάφλεξη με σπινθήρα (μπουζί). Μηχανικοί της BMW Group Forschung und Technik εξέλιξαν μια νέα κυλινδροκεφαλή για λειτουργία υδρογόνου, βασισμένη σε κινητήρα πετρελαίου παραγωγής.

Η διαμόρφωση του θαλάμου καύσης του κινητήρα έγινε με συνεργασία της BMW και του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας του Γκρατς, χρησιμοποιώντας αριθμητική προσομοίωση ροής. Η HOERBIGER ValveTec σχεδίασε μπεκ υψηλής πίεσης για άμεσο ψεκασμό υδρογόνου στον θάλαμο καύσης με πιέσεις μέχρι 300 bar. Εκτενείς δοκιμές απέδειξαν ότι ο συνδυασμός συστημάτων ανάφλεξης (μέσω σπινθήρα) και αυτανάφλεξης (τύπου πετρελαιοκινητήρα) αποτελεί την ιδανική λύση. O κινητήρας καλύπτει το εύρος ισχύος που απαιτεί ένα τυπικό επιβατικό αυτοκίνητο και η θερμοδυναμική απόδοση φτάνει έως και το 43%.

Επιπρόσθετα πλεονεκτήματα είναι η αύξηση ειδικής ισχύος και η μείωση της κατανάλωσης καυσίμου. Αυτή η τιμή ξεπερνά τους καλύτερους κινητήρες turbodiesel που κυκλοφορούν αυτή τη στιγμή, με απόδοση που φτάνει έως και το 42%. Στο μέλλον η θερμότητα των καυσαερίων των κινητήρων εσωτερικής καύσης μπορεί να αξιοποιηθεί λόγω των υψηλών επιπέδων θερμοκρασίας και έτσι να επιτευχθεί ακόμα μεγαλύτερη συνολική απόδοση λόγω χρήσης της αποβαλλόμενης θερμότητας.