Forskere designer nye hybridmotorer, der er mere effektive og mindre forurenende

Et team fra CMT-Thermal Engines Institute fra UPV University foreslår en ny konfiguration, der forener alle fordelene ved hybridmotorer med dual-fuel forbrændingsteknologi.

Forskere ved Valencias Polytechnic University (UPV) arbejder på at opnå mere effektive og mindre forurenende motorer. I dette tilfælde, deres arbejde er fokuseret på hybridmotorer. Et team fra CMT-Thermal Engines Institute studerer en ny konfiguration, der forener alle fordelene ved hybridmotorer og dual-fuel forbrændingsteknologi.

De første resultater opnået på instituttets testområde - som er blevet offentliggjort i tidsskriftet Anvendt termisk teknik —bekræfte deres egnethed til at håndtere de fremtidige grænser for forurening og CO ₂ transportsektorens emissioner. Disse resultater har også toppet interessen hos virksomheder, der fremstiller køretøjer bestemt til vejbaseret transport, såsom Volvo Group Trucks Technology (Frankrig) og olieselskaber såsom Aramco Overseas Company (Frankrig), som CMT-Thermal Engines Institute of UPV har igangsat et fælles projekt med lignende mål for dette arbejde.

"Formålet med arbejdet var at vurdere potentialet i at kombinere to forureningsreducerende strategier, dual-fuel teknologi og hybridmotorer, at opnå en drastisk reduktion af CO ₂ emissioner samt andre forurenende stoffer, der er karakteristiske fra dieselkøretøjer, som dinitrogenoxider og sod, " siger Jesús Benajes, forsker for CMT-Thermal Engines.

Samtidig reduktion af emissionerne af NO _x , sod og CO ₂

Hovednyheden i forslaget udviklet af UPV-forskerne ligger i den termiske del af hybridmotoren, som har en duel-fuel-komponent. "Der er i øjeblikket motorer med en konfiguration med dobbelt brændstof, med naturgas og diesel; der er hybridmotorer som alle ved, men der er ingen, der forener begge teknologier, "siger Antonio García, stipendiat CMT-Thermal Engines-forsker.

Blandt de vigtigste konklusioner af undersøgelsen, García fremhæver, at de simuleringer, de har udført på instituttets testpladser, viser, at dual-fuel forbrændingsteknologien gør det muligt at reducere udledningen af ​​NO _x med omkring 30 % sammenlignet med Diesel, med meget lave sodniveauer og uden at hæmme motorens effektivitet.

Desuden, brugen af ​​dual-fuel teknologi i ikke-stikbare hybridbiler gør det muligt at reducere brugen af ​​benzin med 25% i forhold til konventionelle dieselbiler, da det er muligt at optimere anvendelsesområdet for dual-fuel forbrændingsmotoren.

"Ved at øge graden af ​​elektrificering af kraftværket - motoren - mod pluggbare hybridbiler, fordelene ved at kombinere begge teknologier er endnu større, sænke niveauerne af NOx med 70 % sammenlignet med dieseldrift og emissioner af CO ₂ fra udstødningsrøret ned til 50 k/km, væsentligt lavere end de 95 g/km, der håndhæves af anti-kontamineringslovgivningen for år 2021, " siger García.

Ny metode til at optimere motoren

Javier Monsalve, Adjunkt og forsker i CMT-Thermal Engines, siger, at kombinationen af ​​forbrændingsmotoren og den elektriske motor tilføjer nye "frihedsniveauer", der skal studeres i dybden for at optimere køretøjets funktion. I denne forstand, et af hovedresultaterne af dette arbejde har været at opnå en robust metode, der gør det muligt at, ved hjælp af computersimuleringer, vælge det optimale design af hybridkøretøjet for at kombinere det med forbrændingssystemet med dobbelt brændstof, under hensyntagen til driftsbetingelserne.

"Denne metode gør det muligt at accelerere udviklingen af ​​denne type køretøjer, bidrager til implementeringen af ​​Smart, grøn og integreret transport, som Horizon 2020-strategien beskriver det, samt den nationale plan for videnskabelig og teknisk forskning og innovation, hvor hybridbiler betragtes som en europæisk strategi og et alternativ med stort potentiale til at dekarbonisere transportsektoren gennem dens progressive elektrificering, " siger Monsalve.

Vurdering af teknologiens indvirkning baseret på en analyse af dens livscyklus

UPV's CMT-Thermal Engines-team forklarer, at for at sammenligne de reelle fordele ved de forskellige transportløsninger, virkningen af ​​hver teknologi skal analyseres fra et globalt synspunkt. I denne forstand, analysen af ​​dens livscyklus er et af de mest brugte værktøjer af forskere og organer med ansvar for at udarbejde anti-kontamineringspolitikker, og som formentlig vil blive implementeret i fremtidig lovgivning.

"Vores metode skelner mellem forgrundssystemet (produktion, brugsfase og køretøjets udtjente behandling) fra baggrundssystemet (materialer, ressourcer, elektricitet, levering af infrastruktur og affaldsproduktion), som gør det muligt at identificere de vigtigste forurenende komponenter og eventuelle forbedringsområder, " slutter Santiago Martínez, forsker ved CMT-Thermal Engines.