Nissan opracował przełomowy silnik benzynowy. Zaskoczy sprawnością

Nissan tak to sobie wykombinował. Układ e-POWER składa się z silnika benzynowego z alternatorem, falownika, akumulatora trakcyjnego oraz silnika elektrycznego (to tzw. hybryda szeregowa). Jednostka spalinowa nie jest połączona z kołami, a służy jedynie do doładowywania akumulatora. Auto porusza się dzięki mocy silnika elektrycznego. Różnica w stosunku do w pełni elektrycznego samochodu polega na tym, że źródłem energii jest nie tylko akumulator, ale także benzynowiec. To rozwiązanie w 2022 roku jako pierwszy w Europie dostanie nowy Qashqai. Japończycy nie osiadają jednak na laurach. W opracowaniu jest już zupełnie nowa 3. generacja napędu e-POWER...

Nowy silnik benzynowy dla 3. generacji e-POWER

Producent z Jokohamy ogłosił światu, że jego inżynierowie pokonali kolejną barierę w konstrukcji silnika spalinowego. Jak utrzymuje, dzięki temu będzie możliwe skonstruowanie jednostki o sprawności cieplnej przekraczającej aktualny średni poziom sięgający 40 proc., co w konsekwencji przyniesie także dalsze ograniczenie emisji CO₂.

Samochody z konwencjonalnym silnikiem o spalaniu wewnętrznym wymagają od jednostki napędowej mocy i osiągów w szerokim zakresie prędkości obrotowych i obciążeń. Stąd konwencjonalne konstrukcje nie mogą pracować przez cały czas z optymalną sprawnością.

– Należy jednak pamiętać, że w układzie e-POWER silnik spalinowy jest wykorzystywany tylko do generowania energii elektrycznej dla elektrycznego układu napędowego. Dzięki temu e‑POWER wykorzystuje najbardziej korzystny zakres parametrów pracy silnika spalinowego, a to pozwala na zoptymalizowanie warunków generowania energii elektrycznej na potrzeby ładowania akumulatora – przekonują inżynierowie.

50 proc. sprawności silnika. Jak do tego doszło?

Skąd sprawność cieplna silnika na poziomie 50 proc., czyli lepsza niż w przypadku aktualnie produkowanych jednostek spalinowych? Twórcy wyjaśniają, że rozwinęli koncepcję o nazwie STARC (od pierwszych liter kluczowych cech: Strong, Tumble and Appropriately stretched Robust ignition Channel). – Pomysł zakłada poprawę sprawności cieplnej poprzez zintensyfikowanie przepływu gazu w cylindrze (przepływu zasysanej mieszanki paliwowo‑powietrznej) i zapłonu, co umożliwi efektywne spalanie uboższej mieszanki paliwowo-powietrznej przy wysokim stopniu sprężania – tłumaczą.

W tradycyjnym silniku spalinowym, ze względu na bardzo zróżnicowane warunki pracy (przepływ gazu w cylindrze, metoda zapłonu i stopień sprężania), nie jest możliwe precyzyjne kontrolowanie stopnia rozrzedzenia mieszanki paliwowo-powietrznej, co przy konieczności zapewnienia wysokich osiągów ma negatywny wpływ na sprawność cieplną. – Jednak w jednostce pracującej wyłącznie na potrzeby wytwarzania energii elektrycznej w optymalnym zakresie prędkości obrotowej i obciążenia, możliwe jest uzyskanie radykalnej poprawy sprawności cieplnej – utrzymują eksperci.

Nissan podaje, że w przeprowadzonych testach wewnętrznych osiągnął sprawność cieplną na poziomie 43 proc. przy zastosowaniu układu recyrkulacji spalin EGR oraz 46 proc. przy zastosowaniu ubogiej mieszanki w silniku wielocylindrowym. Poziom 50 proc. osiągnięto dzięki dostosowaniu jednostki do pracy przy stałej prędkości obrotowej i stałym obciążeniu oraz dzięki odzyskiwaniu części energii cieplnej.

Nissan e-POWER prosto z Japonii do Europy

Układ e-POWER Nissan zastosował po raz pierwszy w Japonii w modelu Note (2016 r.). Kolejna generacja tego auta wjechała pod koniec grudnia 2020 r. i jest dostępna wyłącznie z tym rozwiązaniem napędu. Na rodzimym rynku samochód zamówiło już 20 tys. chętnych.