内燃机

捷报频传氢内燃机要火

发布时间:2022/6/19 14:14:52   

国际能源网/氢能汇年3月22日,清华大学车辆与运载学院先进发动机团队在氨氢发动机燃烧技术上取得新突破。利用氢气点火形成分布式燃气射流引燃氨混合气,实现了氨发动机的稳定运行。3月28日,清华大学车辆与运载学院先进发动机团队与东风商用车公司联手在其龙擎DDi13重型车发动机上实现氨/柴燃料点火成功,属国内首台氨燃料重型车用发动机。曾经被搁置很久的氢内燃机重燃发展曙光,让人们似乎看到了未来氢能在交通领域发展的一条新路。氢内燃机与燃料电池有何不同?

很多人并不了解氢能内燃机和燃料电池发动机有何差别,甚至把两种技术混为一谈。但实际上这却是两种截然不同的技术。

所谓氢内燃机,本质就是内燃机,之所以叫“氢内燃机”,是因为它在内部燃烧时烧的是氢气。而其他内燃机基本上烧的是化石能源,比如汽油或者柴油。

燃料电池则是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。其技术路线更为复杂,涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论。

氢燃料电池车的反应是从氢气转变为电能,再由电能驱动让车运行起来。一个直接内燃机驱动,一个氢转换为电再驱动,从能量损耗的角度看,氢内燃机比氢燃料电池的能量损耗小。

最重要的一点,氢内燃机车和电完全不沾边,它的基础结构和燃油车一致,关键零部件和生产制造系统完全可以通用,比如:氢内燃机可与现有卡车变速箱系统相兼容,并能顺利接入行业现有的服务网络和运营设施。这样对于传统燃油车企来说,生产氢内燃机车的产线改造成本最小。

氢内燃机还有一个非常明显的优势是其强大的动力优势。对高载荷和高功率密度应用来说,电动汽车解决方案无法满足其运行要求,而燃料电池又不具备经济可行性。氢内燃机的出现可谓针对动力诉求强的用户提供了更有经济性的解决方案。

因何重启氢内燃机研发

氢内燃机实际上在人们研发内燃机的时候就被列入首选研究对象。但氢气的燃爆点比汽柴油低,试验过程中常常出现还未点火就被发动机高温给引爆的情况,而且受制于当时的储氢材料和设备限制,氢气体积太大、液化难度高,所以很快就被研发人员放弃了。

随着时间的推移,人们逐渐发现以前看似难以逾越的技术难题似乎是可以通过其他方式克服的。尤其是在石油价格上涨,油气供需关系紧张的情况下,人们又重启了对氢内燃机的研发。

各家车企的工程师夜以继日研发新技术,逐渐解决了氢内燃机的技术难题。比如在储氢领域,由于碳纤维等新型材料的运用,让高强度压缩气罐诞生了,汽车可以在保证安全的前提下携带更多的氢。喷水冷却和废气再循环技术,也让氢气提前引爆的问题得到了根本解决。

联合汽车电子高级系统开发专家苏建业介绍说:“增压技术的进步满足了氢能发动机对功率的需求,从以前的30kW/L提高到80kW/L,翻了一倍多。”国际能源/氢能汇(

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