شبیه سازی موتور هیدروژنی پورشه با قدرت ۶۰۰ اسب بخار تکمیل شد

پورشه در حال تحقیق روی موتور هیدروژنی با الهام از فناوری‌های موجود در فرمول ۱ است که قدرتی حدود ۶۰۰ اسب بخار از پیشرانه ۴/۴ لیتری V8 تولید می‌کند.

پورشه در ماه آگوست با پروژه موتور هیدروژنی با هدف تولید عملکرد بالای مورد نیاز برای خودروهایش در صدر خبرها قرار گرفت. بیشتر تحقیقات امروزی روی خودروهای تجاری، جایی که کمتر از ۷۰ اسب بخار قدرت به ازای هر لیتر کفایت می‌کند، متمرکز است؛ اما پورشه به چیزهایی بیش از این علاقه دارد و روی پیشرانه مجازی بنزینی ۴/۴ لیتری V8 متمرکز است که با ۵۹۸ اسب بخار قدرت، ۱۳۵ اسب بخار در هر لیتر تولید می‌کند.

اگرچه هیدروژن از نظر وزنی تقریباً چهار برابر بیشتر از بنزین انرژی دارد، اما یک گاز به شمار می‌رود؛ بنابراین بازده حجمی آن بسیار کمتر است. هیدروژن در موتوری احتراقی که در خالص‌ترین شکل تنفس طبیعی خود عمدتاً بر اساس مقدار گاز (هوای) قابل جذب کار می‌کند، به خوبی ترکیب نمی‌شود. حتی اگر هیدروژن به شکل مایع ذخیره شود، با تمام چالش‌هایی که در پی دارد، باز هم باید به حالت گازی خود در داخل موتور بازگردد.

راه‌حل مشکل تقریباً مشابه موتورهای معمولی است: افزایش فشار هوای ورودی. با توجه به این‌که مقدار سوخت قابل مصرف یک موتور بنزینی به مقدار اکسیژن قابل جذب بستگی دارد، فشرده کردن هوای ورودی با کمپرسوری مانند توربوشارژر یا سوپرشارژر به آن امکان می‌دهد قدرت بیشتری تولید کند.

در مورد گاز هیدروژن، پتانسیل بسیار بیشتری برای افزایش قدرت خروجی پیشرانه وجود دارد. برای این‌که پورشه بتواند همان قدرت را از پیشرانه V8 شبیه‌سازی شده خود در زمانی که به جای بنزین با هیدروژن کار می‌کند، دریافت کند، به توربوشارژرهایی نیاز داشت که عملکردی فراتر از حد معمول داشته باشند. به عبارت دیگر، پورشه به کیت تقویتی نیاز داشت که بتواند حدود دو برابر وزن توربوشارژرهای معمولی موتور بنزینی، هوا را منتقل کند.

پاسخ در نوع فناوری استفاده شده در فرمول یک و توربوشارژرهای قدرتمند الکتریکی تقویت شده نهفته است. اما برای یافتن ترکیب مناسب، مهندسان چهار طرح مختلف را با استفاده از توربوشارژرهای گاز خروجی با کمک الکتریکی (e-turbo) و کمپرسورهای الکتریکی (e-compressor) جداگانه که به تنهایی و مستقل از سیستم اگزوز کار می‌کنند، شبیه‌سازی کردند.

اولی یک سیستم موازی با استفاده از e-turbo و e-compressor در هر بانک سیلندر بود. دومی یک سیستم تراکم دو مرحله‌ای با e-turbo و e-compressor بود که پشت سر هم کار می‌کردند. سومی از یک جفت e-turbo استفاده کرد که هر کدام به یک بانک سیلندر اختصاص داشت، اما از سیستم پره راهنما برای افزایش کارایی بهره می‌برد. سیستم چهارم و منتخب (که در تصویر کاور مشاهده می‌کنید) دارای یک توربوشارژر الکتریکی (e-turbo)‌ به ازای هر بانک سیلندر است، که هر کدام دارای کمپرسورهای دوگانه هستند.

اگرچه این سیستم از نظر مکانیکی نسبتاً ساده به نظر می‌رسد، مسیر طی شده توسط هوا کاملاً پیچیده است. هوای ورودی ابتدا توسط کمپرسوری تحت فشار قرار می‌گیرد، سپس از اینترکولر و سپس از کمپرسور دوم در فرآیندی دو مرحله‌ای عبور می‌کند. این روش بسیار مؤثر است و پورشه می‌گوید که در دنیای مجازی همان قدرتی را که برای نسخه بنزینی ارائه داد، به دست آورد.

به گزارش اتوکار، موتور V8 هیدروژنی که در یک خودروی مجازی «مرجع» با وزن ۲،۶۵۰ کیلوگرم نصب شده است، در پیست نوربرگ‌رینگ به مدت ۸ دقیقه و ۲۰/۲ ثانیه توانست یک دور را کامل کند، در حالی که میزان آلایندگی را بسیار کمتر از سطح یورو ۷ نشان می‌داد. پورشه درباره‌‌ی این‌که خودروی مرجع بر چه اساسی ساخته شده، اشاره نکرده است، اما به طور مرموزی به نظر نمی‌رسد که خودرو و موتور ۴/۴ لیتری با هیچ یک از خودروهای تولیدی پورشه همخوانی مستقیم داشته باشند.

پورشه هنوز هیچ برنامه‌ای برای تولید اعلام نکرده است، اما این کار نشان می‌دهد که جایگزین‌های پایدار برای باتری‌های خودروهای سریع وجود دارد.