Pokročilé automobilové technologie dnes ukazují schopnost společností v oboru posunout spalovací motory na další úroveň. Jednou z novinek, která upoutala pozornost, je vodíkový motor o objemu 2,0 litru s přeplňováním turbodmychadlem, který uvedla na trh rakouská automobilová společnost AVL.
Tento motor pracuje při teplotě 90 °C a do spalovací komory přidává vodu. Někdo by to mohl považovat za tabu ve fyzice, ale tato nová technologie inovuje a funguje v souladu s vědou, přestože porušuje konvenční normy pro motory.
Inovace v podobě spalování vodíku se vstřikováním vody
Vodíkový motor společnosti AVL pracuje s vodíkem jako primárním palivem a má vstřikování vody. Běžné motory spotřebovávají benzin nebo naftu a vypouštějí emise oxidu siřičitého a uhlíku. Při spalování vodíku se neuvolňuje CO₂, ale uvolňují se oxidy dusíku (NOx), což je obtížně potlačitelná znečišťující látka.
Systém AVL prostřednictvím vstřikování vody do nasávaného vzduchu do motoru ochlazuje spalovací komoru, čímž minimalizuje tvorbu NOx. Umožňuje také provoz motoru při vysokých teplotách, aniž by dosáhl kritického bodu varu nebo vysokých teplot spalování.
Vstřikování vody také snižuje poměr vzduchu a paliva z chudého spalování na stechiometrickou úroveň, čímž se zvyšuje výkon. Díky této úpravě lze vodíkový motor AVL vyladit tak, aby dosahoval výkonových hodnot podobných standardnímu benzínovému motoru – až 410 koní.
Je proti logice věci, že pro tento motor je nejlepší nižší množství směsi vzduchu a paliva než u automobilového motoru, což je dáno fyzikou řízeného spalování vodíku.
Jedinečné výhody ve srovnání s technologií palivových článků
Téměř všechna vozidla, která dnes používají vodík jako palivo, používají palivové články, které štěpí vodík na elektřinu pro pohon elektromotoru. Vodíkový spalovací motor společnosti AVL byl však vyvinut tak, aby poskytoval stejný pocit jako staré dobré spalovací motory využívající vodíkové palivo a zachovávající zvuky motoru.
Toto uspořádání je jedinečné, protože umožňuje využívat výhody vodíku jako zdroje paliva a poskytuje řidiči známý pocit za volantem. Vodíkové motory však mají i své nevýhody. Pro spalování vodíku je charakteristické chudé spalování, při kterém se spálí více vzduchu než paliva a motor má nižší výkon.
Řešení vstřikování vody od společnosti AVL tento problém odstraňuje tím, že zvyšuje výkon a účinnost motoru. Díky tomuto přístupu je motor ideální pro motoristický sport vzhledem k potřebě výroby energie a vysokého výkonu. Podle společnosti AVL jsou motory se spalováním vodíku levnější než systémy palivových článků, zejména při integraci vodíku do benzinových motorů.
Vodíkový motor AVL udržuje optimální výkon při nižší provozní teplotě
Další vlastností vodíkového motoru AVL je jeho provozní teplota pouhých 90 ºC, zatímco u tradičního motoru může stoupnout až na 200 ºC. Společnost AVL toho dosahuje díky vstřikování vody a přesnému doplňování paliva, čímž udržuje tuto teplotu, eliminuje klepání motoru a minimalizuje emise NOx.
To se osvědčilo. Koneckonců, když jsou teploty nízké, jsou pro motory přínosem, protože snižují erozi, zvyšují životnost a zvyšují účinnost motorů. Ačkoli je teplota 90 ºC možná, není snadné ji udržet ve skutečných technologických aplikacích. Tato nová konstrukce motoru se osvědčila při testování prototypů společnosti AVL, což nyní otevírá dveře pro spalování vodíku v podmínkách vysokého výkonu.
Na první pohled se může zdát, že FCPA jde proti některým definitivním očekáváním fyziky, jak je vidět na řízené interakci s vodíkem a vodou, která je v souladu s termodynamikou.
Budoucnost motoristického sportu
Výhradní zaměření společnosti AVL na spalování vodíku může potenciálně změnit tvář motorsportu. Vodíkový turbomotor o objemu 2,0 litru a výkonu 320 koní je poměrně výkonný a může otevřít novou éru v motorsportu, která je šetrná k životnímu prostředí.
Při spalování vodíku sice stále dochází k tvorbě oxidů dusíku, ale v odvětví, které je závislé na fosilních palivech, se alespoň odklání od uhlíku. Motory se spalováním vodíku jsou pro týmy mnohem levnější než vývoj zcela nových technologií.
Na rozdíl od technologie palivových článků lze motor AVL díky jeho jednoduchosti a flexibilitě rychle vyvinout z benzinového motoru s menšími změnami. Kromě toho si vodíkový pohon zachovává hlučnost a ruch běžných spalovacích motorů, což může přilákat milovníky motoristického sportu, kteří oceňují vlastnosti konvenčních motorů.
Shrnuto, motory se vstřikováním vody a spalováním vodíku vyvinuté společností AVL nabízejí automobilovému inženýrství svěží koncepci, vysoký výkon propojený s péčí o životní prostředí.
Neporušuje žádné fyzikální zákony, ale ohýbá konvenční inženýrské myšlení týkající se konstrukce závodních automobilů a následně vytváří perspektivy pro budoucí ekologické závodní automobily. Vzhledem k tomu, že vodík jako čistý zdroj energie neustále získává na popularitě, může vývoj společnosti AVL předznamenat novou generaci nejen automobilového sportu.