Weichai разработала дизельный двигатель с термальным КПД свыше 50%

Компания заявляет, что «совершила прорыв» в области повышения эффективности ДВС

16 сентября Weichai Group, один из крупнейших китайских производителей ДВС, провел в Цзинане официальную презентацию первого в мире готового к серийному производству дизельного двигателя с термальным КПД свыше 50%.

На церемонии были вручены сертификаты от авторитетной независимой организации TÜV SÜD и Китайского исследовательского центра автомобильных технологий, которые подтвердили, что термальный КПД нового двигатели составляет 50,26%.

Чем выше термальный КПД двигателя, тем меньше будут расход топлива и выбросы вредных веществ, и тем выше экономия энергии. Со времени разработки первого дизельного двигателя в 1897 году термальная эффективность была увеличена с 26 до 46%, и, и как отмечают в Weichai, поскольку в мире вводятся все более жесткие требования к эмиссиям двигателей, улучшение термального КПД стало важным вопросом, однако прорыва в этой области до последнего времени сделано не было. «Повышение этого показателя до больших значений стало действительно сложной задачей, и развитие в этой области идет крайне медленными темпами. Это общепризнанная техническая проблема для индустрии», - говорят в компании.

Weichai выпускает двигатели внутреннего сгорания на протяжении более 70 лет. За последние десять лет компания инвестировала в научные разработки порядка 30 миллиардов юаней (4,5 миллиона долларов) и наняла более 200 докторов наук и более 3 000 высококвалифицированных специалистов. В Вэйфане была построены научно-исследовательский центр и завод мощностью в 1 миллион двигателей в год.

В последние годы Weichai аккумулировала ресурсы для проведения специализированных исследований в области улучшения термального КПД двигателей, и в частности в 2015 году была сформирована специальная техническая группа, которая занималась компьютерным моделированием и лабораторными испытаниями тысяч различных решений. Обеспечить повышение КПД до желаемых значений стало возможным благодаря нескольким ключевым технологиям – согласованного сгорания, распределения энергии выхлопа, зонирования смазки и т.д. Все они помогли повысить эффективность сгорания топлива при помощи низкой теплопередачи, уменьшенных потерь на трение, «умного» контроля над работой двигателя, высокого пикового давления при оптимальной надежности и т.д.

Технология согласованного сгорания оптимизирует подачу воздуха, впрыск топлива и другие факторы, за счет чего скорость сгорания топлива увеличивается на 30%. Технология «гармоничного проектирования», в свою очередь, позволила решить проблему, связанную со способностью корпуса двигателя выдерживать высокое пиковое давление. Поскольку прочность корпуса может ограничивать эффективность сгорания топлива, инженеры Weifai избирательно модифицировали отдельные элементы, чтобы в конечном счете усилить всю структуру, и за счет этого устойчивость к пиковому давлению выросла на 60%.

Технология распределения энергии выхлопных газов была разработана с учетом того, что повышенная эффективность сгорания топлива приводит к усложнению контроля над выбросами вредных веществ. Технология позволяет обеспечивать необходимую производительность и приводит двигатель в соответствие с существующими требованиями и стандартами, при этом повышая термальный КПД на 1%.

Технология зонирования смазки базируется на различающихся характеристиках фрикционных пар, ввиду которых в различных секциях используются разные технологии уменьшения трения, а общий уровень трения в системе был снижен на 20%. Наконец, технология «умного» контроля использует преимущества блока управления, разработанного Weifai, для создания более точных моделей прогнозирования, так чтобы каждый элемент двигателя мог использоваться с максимальной эффективностью.

Новый двигатель отвечает экологическим стандартам China VI/Euro VI и полностью готов к массовому производству и выпуску на рынок, говорят в Weichai. При увеличении термального КПД с 46 до 50%, потребление дизельного топлива и выбросы углекислого газа могут быть уменьшены на 8%. Согласно последним оценкам, емкость китайского рынка дизельных двигателей составляет 7 миллионов штук, и если заменить их все на двигатели с повышенной термальной эффективностью, годовая экономия топлива составит 33,32 миллиона тонн, а выбросы CO2 сократятся на 104,95 миллиона тонн в год.

Во время разработки нового двигателя Weichai получила поддержку со стороны Bosch Group и других мировых компаний и консультационных институтов. Во время церемонии было объявлено, что в будущем компания будет расширять взаимодействие со своими партнерами, а следующей целью будет увеличение термального КПД дизельных двигателей до 55%.