Недавно в китайской индустрии двигателестроения произошла новость мирового уровня. Компания Weichai Power создала первый в мире дизельный генератор с тепловым КПД, превышающим 50%, и успешно применяет его в коммерческих целях.
Не только тепловая эффективность двигателя превышает 50%, но он также легко соответствует национальным стандартам выбросов VI / Euro VI и может быть запущен в крупномасштабное серийное производство. Зарубежные гиганты, такие как Mercedes-Benz, Volvo, Cummins, до сих пор находятся на стадии лабораторных разработок дизельных двигателей с аналогичным уровнем эффективности, использующих устройства рекуперации отработанного тепла. Для создания такого двигателя компания Weichai инвестировала 5 лет, 4,2 миллиарда евро и тысячи специалистов по исследованиям и разработкам. За полтора века с 1876 года тепловая эффективность основных дизельных двигателей в мире выросла с 26% до 46%. Многие бензиновые автомобили в нашей семье до сих пор не превышают 40%.
Тепловой КПД в 40% означает, что 40% энергии топлива двигателя преобразуется в работу коленчатого вала. Другими словами, при каждом нажатии на педаль газа около 60% энергии топлива теряется. Эти 60% — это неизбежные потери.
Следовательно, чем выше тепловой КПД, тем меньше расход топлива, и тем значительнее эффект энергосбережения и сокращения выбросов.
Тепловой КПД дизельного двигателя легко может превышать 40% и стремиться к 46%, но это почти предел. Дальнейшее повышение КПД на 0,1% требует значительных усилий для оптимизации.
Для создания этого двигателя с тепловым КПД 50,26% команда разработчиков Weichai перепроектировала 60% из тысяч деталей двигателя.
Иногда команде удаётся повысить тепловую эффективность всего на 0,01%, не ложась спать несколько дней подряд. Некоторые исследователи настолько отчаялись, что им нужна помощь психолога. Таким образом, команда воспринимала каждое увеличение тепловой эффективности на 0,1% как точку опоры, накапливала небольшие достижения и упорно работала. Некоторые говорят, что за прогресс приходится платить такую высокую цену. Имеет ли смысл этот показатель в 0,01%? Да, имеет, ведь внешняя зависимость Китая от нефти в 2019 году составляла 70,8%.
Среди них двигатели внутреннего сгорания (дизельный двигатель + бензиновый двигатель) потребляют 60% всего объема нефти в Китае. Исходя из текущего уровня в отрасли в 46%, термический КПД можно повысить до 50%, а потребление дизельного топлива сократить на 8%. В настоящее время в Китае можно модернизировать производство тяжелых дизельных двигателей до 10,42 млн тонн в год, что позволит сэкономить 10,42 млн тонн углекислого газа. Это составляет 33,32 млн тонн, что эквивалентно одной пятой от общего объема производства дизельного топлива в Китае в 2019 году (166,38 млн тонн).
Дата публикации: 27 ноября 2020 г.
