Derinlemesine Analiz, Teyitli Haber! Tıkla ve favori kaynağın yap.
Hidrojenle çalışan motor teknolojilerinde önemli bir adım atıldı. Southwest Research Institute (SwRI) araştırmacıları, orta sınıf ticari araçlarda kullanılmak üzere optimize edilen buji ateşlemeli bir hidrojen motoru geliştirdi.
Yeni sistem, hidrojen yakıt hücrelerinden oldukça farklı çalışıyor. Hidrojeni elektrik üretmek için kullanmak yerine doğrudan silindirlerin içinde yakıyor. Yani aslında çalışma prensibi, bildiğimiz benzinli içten yanmalı motorlara oldukça yakın. Pistondan elde edilen mekanik hareket doğrudan aracın güç aktarım sistemine iletiliyor. Ancak araştırmacılara göre motorun performans karakteri, önceki hidrojenli motorlardan çok dizel motorlara benziyor.
SwRI Güç Aktarma Sistemleri Mühendisliği Bölümü program yöneticisi ve projenin yöneticilerinden Dr. Qilong Lu, kurumun hidrojenli içten yanmalı motorlar konusunda uzun yıllara dayanan deneyime sahip olduğunu belirtti.
Lu, SwRI'nın orta ve ağır hizmet tipi motor geliştirme çalışmalarının yanı sıra hidrojenli içten yanmalı motorların araştırılması ve test edilmesi konusunda da kapsamlı deneyime sahip olduğunu söyledi. Yeni motorun verimlilik ve performans açısından titizlikle test edildiğini belirten Lu, çalışmaların önce tek silindirli bir motor üzerinde başladığını anlattı.
Araştırma ekibi ilk aşamada yanma sürecini ve hidrojen enjeksiyon stratejilerini optimize etmeye odaklandı.
Ardından çalışma çok silindirli motor sistemine taşındı. Bu noktada hidrojen motorlarının en önemli sorunlarından biri olan erken ateşleme, yanma kararlılığı ve sistemlerin birlikte çalışması gibi konular üzerinde duruldu. Hidrojenin burada önemli bir avantajı var. Yakıtın yapısında karbon bulunmadığı için yanma sırasında doğrudan karbondioksit yerine ağırlıklı olarak su oluşuyor. Üstelik hidrojenli içten yanmalı motorlar, otomotiv sektörünün yıllardır kullandığı motor, şanzıman, üretim ekipmanı, servis bilgisi ve tedarik zinciri gibi mevcut altyapının büyük bölümünün korunmasına da imkan tanıyor.
Yeni motorun en dikkat çekici özelliklerinden biri ise dizel motorlara yakın tork üretmesi.
Araştırmacılar bunu sağlamak için motorda turboşarj sistemi kullandı. Turbo, silindirlerin içerisine daha fazla hava gönderiyor. Böylece daha fazla hidrojen yakılabiliyor ve özellikle düşük devirlerde yüklü ticari araçların ihtiyaç duyduğu yüksek çekiş gücü elde ediliyor. Motorun hava giriş sistemi de hidrojen için özel olarak tasarlandı. Hidrojen benzine kıyasla çok daha hızlı yandığı için silindir içerisindeki hava hareketinin de farklı şekilde yönetilmesi gerekiyor. Ekip bu nedenle yeni bir emme portu geometrisi geliştirdi.
Motorda daha büyük emme supapları ve hidrojen kullanımına özel enjektörler bulunuyor. Bu sistemler sayesinde yakıt ve havanın silindir içerisinde daha dengeli şekilde karışması hedefleniyor. Özel yazılım ve motor kalibrasyonları da işin önemli bir parçası. Enjeksiyon zamanı, ateşleme, turbo basıncı ve hava-yakıt oranı elektronik olarak hassas biçimde yönetiliyor.
Hidrojen motorlarında güvenlik konusu ise biraz daha karmaşık. Motor içerisindeki sıcak yüzeyler veya yanma sonrasında kalan sıcak gazlar, hidrojenin buji devreye girmeden önce tutuşmasına neden olabiliyor. Bu durum vuruntuya, güç kaybına ve hatta motorda hasara kadar gidebiliyor. Araştırma ekibinin üzerinde özellikle durduğu sorunlardan biri de bu erken ateşleme riski oldu.
Araştırmacılar motorun egzoz çıkışındaki karbondioksit miktarını “sıfıra yakın” olarak tanımlıyor. Ancak burada önemli bir ayrıntı var: Hidrojenin nasıl üretildiği. Eğer hidrojen yenilenebilir elektrik yerine doğal gaz kullanılarak üretilirse, yakıtın toplam karbon ayak izi yine yüksek seviyelerde kalabiliyor.
Hidrojenin yanması sırasında silindir içerisindeki çok yüksek sıcaklıklar havadaki azot ve oksijenin tepkimeye girmesine yol açabiliyor. Dolayısıyla hidrojenli içten yanmalı motorlar teknik olarak tamamen “sıfır emisyonlu” değil. Bu nedenle yanma sürecinin hassas biçimde kontrol edilmesi ve egzoz gazlarının ek sistemlerle arıtılması gerekebiliyor. SwRI Güç Aktarma Sistemleri Mühendisliği Bölümü Direktör Yardımcısı Chris Bitsis, projenin kurum içerisindeki farklı uzmanlık alanlarını bir araya getirdiğini söyledi.
Google Play
App Store
17:03
