Verwendung der kommerziell erhältlichen Westport Fuel Systems HPDI-Technologie in Hochleistungs-Wasserstoffmotoren

Autoren

D. Mumford, S. Baker, Dr. S. Munshi, Westport Fuel Systems Inc., Vancouver, Kanada:

Jahr

2022

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Angetrieben von der Notwendigkeit, sich den Herausforderungen des Klimawandels zu stellen, durchläuft der Transportsektor derzeit einen raschen Wandel. Verbesserungen in der Brennstoffzellentechnologie haben das Interesse am Potenzial von Wasserstoff als Quelle sauberer Energie wiederbelebt. Motorenhersteller haben ebenfalls darauf reagiert, indem sie das Potenzial von Wasserstoff-Verbrennungsmotoren neu bewertet haben.

Die Verbrennungseigenschaften von Wasserstoff (wie z.B. hohe Verbrennungsgeschwindigkeit, schnelle Mischbarkeit und Entzündbarkeit innerhalb eines breiten Konzentrationsspektrums in Luft) können bei korrekter Nutzung zu sehr hoher Leistung (Drehmoment/Leistung) und Effizienz führen.

Verbrennungsmotoren (ICEs) treiben zur Zeit nahezu alle Fahrzeuge weltweit an. Durch kontinuierliche Verbesserungen der Technologie und der Fertigungstechniken wurde über viele Jahrzehnte hinweg ein sehr hoher Reifegrad erreicht. Es bestehen jedoch weiterhin Möglichkeiten für Verbesserungen und sogar Quantensprünge dieser etablierten Technologie.

Im Mittel- und Schwerlastbereich sind Motoren, die auf dem Dieselprinzip beruhen, bis heute die einzig sinnvolle Antriebslösung. Westport Fuel Systems initiierte eine Studie, die mit einer Modellanalyse der Wasserstoff-Verbrennung begann, gefolgt von Mehrzylinder- Motortests, die darauf hindeuteten, dass die Hochdruck-Direkteinspritzung (HPDI) von Wasserstoff mit Pilotzündung der vielversprechendste Verbrennungsansatz ist und das Potenzial für sehr hohe Motorleistung und Wirkungsgrad besitzt. HPDI mit Wasserstoff als Hauptbrennstoff eignet sich hervorragend für Anwendungen mit hoher Last, wie z. B. schwere Nutzfahrzeuge.

Eine vorläufige Systemebenenstudie zur Anpassung des existierenden HPDI- Kraftstoffsystems und der Motorarchitektur an den Betrieb mit Wasserstoff wurde durchgeführt, einschließlich einer Abschätzung des Energieverbrauchs für das Komprimieren von Wasserstoff auf ein Druckniveau, das für den HPDI-Betrieb erforderlich ist. Auch eine Cost-of-Ownership-Analyse wurde durchgeführt. Fragen wie die Verträglichkeit von Materialien, die im Kraftstoffsystem verwendet werden, mit Wasserstoff wurden berücksichtigt. Die Studie behandelt ebenso zukünftige Schritte zur Beschleunigung der Kommerzialisierung der Wasserstoff-HPDI-Technologie, wie z. B. die Entwicklung und baldige Vorstellung eines Wasserstoff-Demolastfahrzeugs.

ISBN

1920-2323-23-1

Anzahl der Seiten

21 Bestellen Mitglieder-Login