Nissan zapowiada rewolucję w silnikach spalinowych. Efektywność ma sięgnąć 50 proc.

Nissan zapowiada rewolucję w silnikach spalinowych. Efektywność ma sięgnąć 50 proc.

Na razie to model badawczy. Za kilka lat Japończycy mają jednak pokazać silnik
Na razie to model badawczy. Za kilka lat Japończycy mają jednak pokazać silnik
Źródło zdjęć: © Nissan
Tomasz Budzik
27.02.2021 14:37, aktualizacja: 13.03.2023 10:05

Silniki spalinowe mogą palić o 25 proc. mniej - przekonuje Nissan. Japończycy poinformowali o przełomie w badaniach nad poprawą efektywności cieplnej takich jednostek. Efektem starań Nissana ma być silnik o efektywności cieplnej wynoszącej aż 50 proc. Dziś najlepsze silniki osiągają 41 proc.

Dystrybutory mogą zostać dłużej

Mogłoby się wydawać, że w dobie popularyzacji aut elektrycznych i rozwoju technologii wodorowej czas silników spalinowych jest już policzony. Nissan przekonuje jednak, że jest inaczej. Japończycy obiecują motor o parametrach, o jakich dziś można jedynie pomarzyć, a przede wszystkim rozwiązanie problemu, który wydawał się gwoździem do trumny "benzynówek". Chodzi o efektywność cieplną.

Benzyna to bardzo dobry środek zasilania pojazdów. Jest stosunkowo bezpieczna, nie generuje problemów w kwestii jej przechowywania, nie wymaga stosowania w samochodach zbiorników znoszących wysokie ciśnienie i jest wysokoenergetyczna. Problem leży jednak w tym, że mimo wielu lat rozwoju silniki charakteryzują się dość niską efektywnością.

W silnikach, które mogą dziś być stawiane za wzór – na przykład jednostkach Toyoty zaprojektowanych z myślą o hybrydach - 41 proc. energii powstającej w procesie spalania przenoszone jest na koła. Pozostała jej część jest tracona wskutek tarcia ruchomych elementów jednostki i zamieniana jest w ciepło. Nissan zapowiedział jednak w tej materii rewolucję. Jak poinformowali Japończycy, przełamali oni problemy, które stały na przeszkodzie do stworzenia silnika benzynowego o efektywności cieplnej wynoszącej 50 proc.

Pole doskonalenia

Przepisem na sukces ma być zwiększenie stopnia kompresji mieszanki w cylindrach oraz lepsze rozproszenie paliwa w komorze spalania, a także skuteczniejszy system zapłonowy. Ogromną wagę ma również wprawienie wewnątrz cylindra mieszanki w ruch obrotowy o optymalnych parametrach oraz zapewnienie odpowiedniej prędkości przepływu mieszanki paliwowo-powietrznej pomiędzy elektrodą środkową a masową świecy zapłonowej w momencie powstania iskry. Dzięki temu proces spalania jest lepiej kontrolowany, a wykorzystanie benzyny pełniejsze.

Jak informuje Nissan, w wewnętrznych testach udało się osiągnąć sprawność cieplną wynoszącą od 43 do 46 proc. Japończycy są też na dobrej drodze, by zyskać kolejne procenty efektywności, zmniejszając straty wynikające z pracy układu chłodzenia, tarcia związanego z ruchomymi elementami silnika oraz pracą pomp - paliwa i cieczy chłodzącej. Ogromne znaczenie ma również sposób wykorzystania silnika spalinowego.

Nissan w systemie nazwanym e-POWER (znanym od 2016 r., ale realizowanym dziś z użyciem silników o efektywności termicznej wynoszącej ok. 40 proc.) zrezygnował z mechanicznego połączenia silnika i kół. Motor spalinowy pracuje jako generator prądu, a ten przekazywany jest do silników elektrycznych napędzających koła. Dzięki takiemu podejściu silnik może pracować wyłącznie w wąskim zakresie obrotów, w którym wykazuje się największą efektywnością cieplną. Z wykresów zaprezentowanych przez Nissana wynika, że jest to mniej więcej pomiędzy 2,2 a 3,2 tys. obr./min. Silnik może być też wyłączany podczas jazdy, jeśli akurat nie ma dużego zapotrzebowania na energię. Takie rozwiązanie nie jest nowe – od lat stosowane jest choćby w potężnych ciężarówkach używanych w kopalniach odkrywkowych.

Jak informuje Nissan, prawdziwym celem jest jednak doprowadzenie do tego, by silnik pracował ze stałą prędkością obrotową – taką, która zapewnia maksymalną efektywność. By było to możliwe, bateria, w której generowany będzie prąd wytwarzany przez silnik, musi być na tyle wydajna, by pokryć zwiększone zapotrzebowanie na moc podczas przyspieszania czy jazdy z wysoką prędkością bez podnoszenia obrotów silnika spalinowego używanego jako generator. W efekcie spalanie ma spaść względem tradycyjnego napędu benzynowego nawet o 25 proc. Zyska również środowisko.

Na benzynę bez poczucia winy

Pojemność baterii w przyszłych modelach aut tworzonych w systemie napędowym e-POWER ma wynosić mniej więcej jedną pięćdziesiątą pojemności akumulatorów we współczesnym samochodzie elektrycznym. To wystarczy, ponieważ w miarę potrzeb prąd może być generowany na bieżąco przy użyciu silnika spalinowego. Stosunkowo mała pojemność baterii oznacza, że podczas produkcji auta z systemem napędowym e-POWER powstanie znacznie mniej dwutlenku węgla niż w przypadku auta w pełni elektrycznego.

Co interesujące, z informacji podanych przez Nissana wynika, że dysproporcja ta będzie tak duża, że w całym cyklu produkcji i użytkowania samochodu ogólna emisja CO2 auta z systemem e-POWER ma być nieco niższa od emisji związanej z "życiem" pojazdu elektrycznego. Wyliczenia te przeprowadzono z uwzględnieniem emisji CO2 związanej z produkcją energii elektrycznej dla japońskiego miksu energetycznego. W Japonii 25,9 proc. energii pochodzi ze źródeł odnawialnych. Średnia dla Unii Europejskiej wynosi 14,6 proc., a w Polsce jest to tylko 8,6 proc. U nas przewaga samochodu z superwydajnym silnikiem Nissana w systemie e-POWER nad autem elektrycznym byłaby więc znacznie wyraźniejsza.

Stworzona według nowej filozofii Nissana jednostka napędowa ma być gotowa do seryjnej produkcji w ciągu kilku lat.

Źródło artykułu:WP Autokult
Oceń jakość naszego artykułuTwoja opinia pozwala nam tworzyć lepsze treści.
Wybrane dla Ciebie
Komentarze (61)