4月29日，全球领先的工程供应商FEV正在加速氢内燃机(ICE)的研发。自2020年7月欧盟发起欧洲清洁氢联盟以来，氢内燃机逐渐成为交通部门零排放驱动解决方案讨论的焦点。与2019年的起点相比，目前关于二氧化碳排放的讨论，即卡车减排30%，乘用车减排50%，使得零排放技术的发展面临更大的压力。
FEV集团总裁兼首席执行官Stefan Pischinger教授表示:“对于二氧化碳的零排放运输来说，氢内燃机非常可靠，性价比也很高。将其应用于当前的生产基础设施相对简单，也可以为现有车辆提供潜力。但由于氢气特殊的化学特性，如可燃极限广、点火延迟时间短等，氢内燃机的发展会遇到很多挑战，但FEV成功解决了这些问题。”
(来源:FEV)
氢燃料供应的新设计
为了满足现有的安全要求，并在喷油器上游提供安全、恒定的压力，氢气对向发动机供油的燃油轨的设计提出了独特的要求。皮辛格说:“FEV通过使用多缸研究发动机，在无压力振荡燃油轨的设计方面获得了深厚的专业知识，并成功应用于当前的客户项目，包括各种喷射系统，如端口燃油喷射或直接氢气喷射。”
直接喷射系统的混合物制备
除了通过轨道提供氢燃料之外，通过喷射器的进气和与进气相关的混合过程也需要对流体动力学和相互作用有深刻的理解。
皮辛格说:“确保最佳的混合气均匀性，可以最终降低氮氧化物的排放水平，实现最高的发动机效率。在FEV，我们使用了久经考验的3D CFD(电荷运动设计)技术。为了控制氢气在注射和混合过程中的独特反应，FEV与亚琛工业大学合作，在加压注射室中进行了广泛的光学研究。因此，我们对氢气和其他气体的注入和混合过程有了更好的了解。”
将实验结果与FEV的充量运动过程相结合，FEV可以优化燃油喷射与充量运动设计之间的相互作用，从而保证最佳的混合均匀性。
氢气需要调整点火系统
宽可燃极限和低点火能量要求对点火系统有更严格的设计要求。其中，抑制意外放电是关键。此外，更高的火焰温度会增加电极磨损，并使人们关注所提供的点火能量的最佳可控性。
皮辛格说:“因此，我们选择在过程早期与主要点火系统供应商和火花塞制造商密切合作。通过广泛的发动机测试研究和耐久性测试，我们正在优化关键部件的性能，特别是氢燃料发动机。”
改进的曲轴箱通风减少了氢气的积聚
氢气密度低会导致发动机曲轴箱内氢气积聚，从而超过爆炸下限。结合上述点火能量低的情况，发动机可能会严重损坏。
皮辛格说:“由于我们广泛的研究和测试能力，我们推出了一种解决方案，可以消除这种风险，并将其应用于所有客户的发动机。"
优化的瞬态性能和低NOx排放
为了弥补恒定空燃比条件下瞬态响应的滞后，发动机智能控制功能将发动机的驾驶性能与最低NOx排放相结合。因此，FEV利用其快速控制原型来开发适用于氢内燃机的定制软件，从而最大限度地节省时间。为了在没有基本ECU、完全独立的情况下运行氢内燃机，FEV甚至提供了完全可控的硬件和软件。
最大化抗提前点火能力
提前点火是限制氢内燃机达到高水平的柴油制动平均有效压力(BMEP)的主要挑战之一。早期着火的众多原因之一可能是热表面或不受控制的润滑油进入……这是燃烧室。
皮辛格说:“凭借对大功率火花点火发动机的深刻理解和对商用天然气发动机的深厚经验，FEV成功地为氢发动机设计了定制的整体燃烧室布局和活塞衬套接口，并添加了正确的润滑油成分，从而推出了可靠、低排放和高效的发动机。”
有了七个氢内燃机试验台，FEV可以让每台发动机全天(24/7)运转。4月29日，全球领先的工程供应商FEV正在加速氢内燃机(ICE)的研发。自2020年7月欧盟发起欧洲清洁氢联盟以来，氢内燃机逐渐成为交通部门零排放驱动解决方案讨论的焦点。与2019年的起点相比，目前关于二氧化碳排放的讨论，即卡车减排30%，乘用车减排50%，使得零排放技术的发展面临更大的压力。
FEV集团总裁兼首席执行官Stefan Pischinger教授表示:“对于二氧化碳的零排放运输来说，氢内燃机非常可靠，性价比也很高。将其应用于当前的生产基础设施相对简单，也可以为现有车辆提供潜力。但由于氢气特殊的化学特性，如可燃极限广、点火延迟时间短等，氢内燃机的发展会遇到很多挑战，但FEV成功解决了这些问题。”
(来源:FEV)
氢燃料供应的新设计
为了满足现有的安全要求，并在喷油器上游提供安全、恒定的压力，氢气对向发动机供油的燃油轨的设计提出了独特的要求。皮辛格说:“FEV通过使用多缸研究发动机，在无压力振荡燃油轨的设计方面获得了深厚的专业知识，并成功应用于当前的客户项目，包括各种喷射系统，如端口燃油喷射或直接氢气喷射。”
直接喷射系统的混合物制备
除了通过轨道提供氢燃料之外，通过喷射器的进气和与进气相关的混合过程也需要对流体动力学和相互作用有深刻的理解。
皮辛格说:“确保最佳的混合气均匀性，可以最终降低氮氧化物的排放水平，实现最高的发动机效率。在FEV，我们使用了久经考验的3D CFD(电荷运动设计)技术。为了控制氢气在注射和混合过程中的独特反应，FEV与亚琛工业大学合作，在加压注射室中进行了广泛的光学研究。因此，我们对氢气和其他气体的注入和混合过程有了更好的了解。”
将实验结果与FEV的充量运动过程相结合，FEV可以优化燃油喷射与充量运动设计之间的相互作用，从而保证最佳的混合均匀性。
氢气需要调整点火系统
宽可燃极限和低点火能量要求对点火系统有更严格的设计要求。其中，抑制意外放电是关键。此外，更高的火焰温度会增加电极磨损，并使人们关注所提供的点火能量的最佳可控性。
皮辛格说:“因此，我们选择在过程早期与主要点火系统供应商和火花塞制造商密切合作。通过广泛的发动机测试研究和耐久性测试，我们正在优化关键部件的性能，特别是氢燃料发动机。”
改进的曲轴箱通风减少了氢气的积聚
氢气密度低会导致发动机曲轴箱内氢气积聚，从而超过爆炸下限。结合上述点火能量低的情况，发动机可能会严重损坏。
皮辛格说:“由于我们广泛的研究和测试能力，我们推出了一种解决方案，可以消除这种风险，并将其应用于所有客户的发动机。"
优化的瞬态性能和低NOx排放
为了弥补恒定空燃比条件下瞬态响应的滞后，发动机智能控制功能将发动机的驾驶性能与最低NOx排放相结合。因此，FEV利用其快速控制原型开发了适用于氢内燃机的定制软件，从而节省了时间……e最大程度。为了在没有基本ECU、完全独立的情况下运行氢内燃机，FEV甚至提供了完全可控的硬件和软件。
最大化抗提前点火能力
提前点火是限制氢内燃机达到高水平的柴油制动平均有效压力(BMEP)的主要挑战之一。早期点火的众多原因之一可能是热的表面积或不受控制的润滑油进入燃烧室。
皮辛格说:“凭借对大功率火花点火发动机的深刻理解和对商用天然气发动机的深厚经验，FEV成功地为氢发动机设计了定制的整体燃烧室布局和活塞衬套接口，并添加了正确的润滑油成分，从而推出了可靠、低排放和高效的发动机。”
有了七个氢内燃机试验台，FEV可以让每台发动机全天(24/7)运转。
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