V rámci súčasného pozadia prudkého nárastu predaja nových energetických vozidiel upozornil na výskum a vývoj vyhradených hybridných motorov (DHE) neustály a stabilný rast trhového podielu plug-in hybridných elektrických vozidiel (PHEV). V súčasnosti je možné dosiahnuť najvyššiu tepelnú účinnosť brzdy (BTE), ktoré môžu dosiahnuť existujúce vyhradené hybridné motory na trhu približne 41%. Aby sa výrazne znížila spotreba paliva celého vozidla, sa ďalej zvyšuje tepelná účinnosť motora za mimoriadne účinnú a rozhodujúcu technickú stratégiu.
Kľúčový prejav prednesený Marc Sens, senior viceprezident IAV, na konferencii Turínu v roku 2024 o znížení emisií oxidu uhličitého v dopravných systémoch, zhrnul súčasný stav špecializovanej technológie hybridných motorov. Technologická cestovná mapa jasne načrtáva celkovú cestu technickej výzvy pre postupné zvyšovanie tepelnej účinnosti brzdových benzínov z benzínových motorov zo súčasných 39% smerom k 50%+. Tento cieľ nie je iba jednoduchým numerickým zvýšením, ale predstavuje komplexný prejav pokroku v vede o spaľovaní, termodynamickej optimalizácii a hlbokej integrácii elektrifikácie, označovaním smeru a zamerania budúceho vývoja technológií motora.
Technické výzvy: tri hlavné prielomové oblasti
Revolúcia na riadenie spaľovania: Prechod z „pasívnych“ na „aktívny“ PCSP
- Pasívny PCSP: Spolieha sa na rozdiel tlaku valca na usmernenie vstrekovania paliva, s obmedzenou toleranciou rýchlosti riedenia (~ λ nižšia alebo rovná sa 1,6).
-Aktívny PCSP: Integruje vstrekovanie paliva a viacbodové zapaľovanie, dosiahnutie ultra-tenkého spaľovania s λ väčším alebo rovným 2. {{}}, Priamo zvyšuje tepelnú účinnosť o 2-3%.
-Kľúčové technológie: Návrh a spracovanie predbežných prídavných otvorov a trvanlivosti, kontrola vysokoenergetického zapaľovania.
Rekonfigurácia toku energie: Prielomery inžinierstva na regeneráciu odpadového tepla (WHR)
Rankine Cycle System: obnoví výfukovú energiu (300-600), vedie generátor na výstup ďalších 5 kW.
- Technológia chladenia fázy: Využíva materiály na zmenu fázy mikrokapsuly (PCM) na absorbovanie prechodného tepelného zaťaženia, znižuje dopyt po toku chladiacej tekutiny a minimalizuje stratu energie čerpadla.
- Výzva na integráciu systému: WHR zaberá viac ako 8 l miesta, musí súťažiť o priestor rozloženia s hybridnými batériami\/motormi.
Spolupráca palivov a motorov: efekt elektronického pohonu
- Ron 97 + Syntetické palivo: redukuje super detonáciu, zvyšuje pomer kompresie.
- Potenciál molekulárneho prispôsobenia: Optimalizuje komponenty paliva pre zmáčanie injektorov GDI, znižuje emisie PN.
Nedokončená bitka: Otvorené otázky týkajúce sa 50%+
Výzva z materiálového limitu
- Hustota miestneho tepelného toku v spaľovacej komore> 5MW\/m², je potrebné vyhodnotiť uskutočniteľnosť aplikácie aplikácie keramických matricových kompozitov (CMC).
- Corrosion inhibition under high EGR rate (>30%), je potrebné vyvinúť nové protikorózne povlaky.
Index zložitosti rastie exponenciálne
- Viac variabilné silné spojenie: EGR rýchlosť, VVT, vstrekovanie paliva, zapaľovanie, WHR ventily musia byť koordinované a optimalizované do 100 ms.
- Computational power requirement for digital twin models: >1000- základné výpočtové klastry v reálnom čase sa stávajú štandardom pre kalibráciu.
Kompromis nákladov a spoľahlivosti
- New cost for 50% efficiency systems (energy recovery systems, post-treatment systems, etc.): >1200 dolárov, je potrebné zdieľať prostredníctvom iných systémov.
- WHR evaporator experiences >1000 tepelných otrasov v cykle WLTC, ktoré im chýba modely predikcie únavovej životnosti.
Nevystavovacia povaha vysokoúčinných motorov s vnútorným spaľovaním
- Úloha „Heart“ v hybridných systémoch: 50% motory BTE môže znížiť spotrebu paliva PHEV o 15-18% v porovnaní so súčasnými úrovňami a majú emisie uhlíka porovnateľné s čistými elektrickými vozidlami (Bev, založené na štruktúre čínskej uhoľnej energie).
- Kľúčová technológia prechodu pre uhlíkovú neutralitu: v kombinácii s elektronickým palivom môže znížiť globálne emisie uhlíka prepravy o 9,2 GT do roku 2035 (predikcia IEA).
-Hodnota technológie Zastavená: Ultratenzívne riadenie spaľovania, materiály s vysokou teplotou, technológie inteligentného tepelného hospodárenia urýchlia komercializáciu vodíkových vnútorných spaľovacích motorov.