国内氢气发动机领域再添一员猛将

氢内燃机在国内已掀起发展热潮,诸如一汽解放、吉利、广汽、玉柴等企业已抢先布局。

6月8日,由一汽解放自主设计研发的重型商用车缸内直喷氢气发动机成功点火并稳定运行。

据了解,该款氢气发动机属13L重型发动机,运转功率超500马力,同级排量动力最强,指示热效率突破55%。

同时该款氢气发动机所基于的零碳氢基内燃动力孵化平台,具备氢气单燃料缸内直喷、氢气单燃料缸内和气道混合喷射、氨气和氢气双燃料喷射能力,可灵活转化成氢气、氨气等净零碳燃料产品,是一汽解放零碳动力研发领域的重要里程碑。

一汽解放表示,该款氢气发动机是我国首款重型商用车缸内直喷氢气发动机,具有技术首创、行业首发、国际领先三大特点,标志着我国氢气直喷发动机自主研发取得重大突破。

势银能链了解到,一汽解放攻克了燃烧、换气等多项难点技术,使该款氢气发动机能够稳定、高效的运转;且该款氢气发动机不仅可实现氢气缸内燃烧,还可实现氢气与氨气混合燃烧。

而早在2021年4月,一汽解放控股母公司中国一汽便已下线其自主设计研发的首款红旗2.0L氢能专用发动机。

此次氢气直喷发动机的成功点火,是一汽解放为商用车传统动力可持续发展、零碳动力变革转型提供的又一划时代解决方案,标志其“15333”新能源战略迈出又一坚实步伐。

双碳战略将氢能利用推向风口,氢能利用迎来巨大发展潜力。氢能目前的利用方式主要有燃料电池和氢内燃机两种。其中,氢内燃机保留了传统内燃机的主要结构和系统,可以利用工业副产氢气,通过优化燃烧系统及增压系统有望达到与燃料电池相近的热效率,并具有低成本的显著优势。

势银能链注意到,除了一汽解放,国内还有不少企业也在开展氢气发动机的研发制造并相继取得进展。

2021年9月,广汽自主研发的首款氢气发动机点火成功。据了解,该款发动机是基于广汽第四代发动机平台自主研发;同时,在掌握氢气专用发动机核心技术的基础上,广汽研究院取得了多项创新成果——

全新开发的燃烧室,提升了氢气和空气的混合均匀度;

供氢系统,提高了功率密度,降低了氢气泄露风险;

配备的冷型火花塞,提高了散热能力、避免早燃等可能的异常燃烧风险;

通过对活塞、活塞环、连杆等进行强化处理,对缸盖、缸体等散热性能进行优化,提高了零部件运转的可靠性;

开发的高效增压系统降低换气阻力,提升了充气效率;

开发的氢气专用发动机管理系统,实现了氢气发动机的稳定运行和优越的性能输出。

2021年12月,广西玉柴机器股份有限公司在北京理工大学正式发布玉柴首台商用车燃氢发动机。据了解,本次成功点火的YCK05燃氢发动机采用了高压多点进气道喷射技术、高效低惯量涡轮增压技术、高效稀薄燃烧技术等多项先进的专项技术,并对整机结构、燃烧和配气等子系统进行了全面优化升级。

2022年3月,由吉利自主研发的高效氢气专用发动机取得重大突破,有效热效率实测达到44%,创行业最高纪录。据了解,吉利项目团队攻克回火难题、早燃爆震难题、机油乳化难题、增压器焓值不足难题,有效规避了行业公认的氢内燃机开发的潜在问题,保障试验安全高效进行;通过氢气喷嘴单体仿真和试验测试,为氢气发动机的燃烧系统设计和开发提供依据。

值得一提的是,除了企业在氢气发动机发展上贡献了一份力量,高校也在为氢气发动机的发展添砖加瓦。

作为国内率先开展氢内燃机研发的科研力量,北京理工大学机械与车辆学院孙柏刚教授团队(北理工氢内燃机团队)早在2009年便成功开发出中国第一辆氢内燃机轿车并成功行驶超过1万公里,而后更是建立起中国第一个完整的氢内燃机技术开发平台。

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