Электромобили подождут: двигатель XIX века показывает невероятную эффективность

Европейский союз обозначил 2035 год как рубеж, после которого продажа новых автомобилей с традиционными двигателями внутреннего сгорания будет запрещена, за исключением моделей с нулевыми выбросами. В этих условиях особое внимание привлекают так называемые сверхчистые ДВС — технологии, которые позволяют значительно сократить выбросы и расход топлива, оставаясь совместимыми с существующей инфраструктурой.

Американская компания Achates Power разработала двухпоршневой двигатель OP (Opposed-Piston), способный работать на возобновляемом топливе и водороде, демонстрируя высокий уровень КПД. Испытания с синтетическим дизельным топливом R99, произведённым из растительных масел компанией Neste, показали снижение выбросов CO₂ ещё на 10% по сравнению с уже низким уровнем, характерным для биотоплива.

Секрет конструкции — в истории

Принцип двигателя восходит к 1882 году, когда британский инженер Джеймс Аткинсон создал первый вариант цикла Аткинсона. В его "дифференциальном двигателе" каждый цилиндр имел два поршня, движущихся навстречу друг другу, что позволяло отказаться от головки блока цилиндров. Такая схема обеспечивает:

• максимальную передачу энергии от сгорания топлива,

• значительное снижение тепловых потерь,

• выполнение полезной работы каждым ходом поршня.

Отсутствие головки блока, распределительного вала и клапанов упрощает конструкцию, снижает количество подвижных деталей и потенциальных точек отказа. Двухвальная система коленчатого вала делает двигатель компактным и облегчает интеграцию в транспортные средства, включая военные и коммерческие.

Экология и совместимость

Achates Power утверждает, что при использовании биотоплива или водорода углеродный след двигателя будет сопоставим или даже ниже, чем у электромобиля. При этом технология полностью совместима с существующей топливной инфраструктурой, что упрощает внедрение.

По сравнению с традиционными дизелями, которые обычно имеют тепловой КПД менее 50%, новый OP-дизель достигает почти 50% КПД, обеспечивая существенное преимущество в экономичности.

ДВС против электромобилей

Электромобили превосходят любой ДВС по энергоэффективности (85-90%) и не выбрасывают CO₂ и NOx во время движения. Однако их широкое внедрение ограничивают высокая стоимость батарей и необходимость масштабного строительства зарядной инфраструктуры.
Двигатель Achates рассматривается как переходная технология - решение для тяжёлого транспорта и коммерческих машин, где полный электропривод пока экономически и технически нецелесообразен.

Результаты испытаний

В реальных условиях прототип двигателя, установленный на лёгкий коммерческий автомобиль, показал расход топлива около 6,4 л/100 км в смешанном цикле. В развозных фургонах экономия топлива по сравнению с лучшими серийными дизелями составила в среднем 10%, а в отдельных поездках достигала 22%.

Перспективы

Хотя электромобили остаются лидерами по чистоте и эффективности, двигатель OP от Achates Power может сыграть роль важного промежуточного звена на пути к декарбонизации транспорта, предлагая экономичность, снижение выбросов и возможность работы на экологически чистом топливе.

Уточнения

Дви́гатель — устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу.