氫燃料如何驅(qū)動(dòng)車輛？

作為綠色高效、可持續(xù)的清潔能源，氫越來越受歡迎。通過可再生電力，電解水可以產(chǎn)生氫氣。氫無色、無味，且燃燒時(shí)不會(huì)排放任何溫室氣體，人們對(duì)于氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)助力零碳排放寄予厚望。

氫燃料如何驅(qū)動(dòng)車輛？

目前，使用氫為發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)提供動(dòng)力，有兩種方式。

燃料電池：燃料電池可以將氫能轉(zhuǎn)化為電能，為車輛電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)車輛前行。

氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)：以氫氣為燃料的內(nèi)燃機(jī)，燃燒氫氣產(chǎn)生動(dòng)能。

氫燃料電池和氫內(nèi)燃機(jī)有著各自優(yōu)點(diǎn)，適合不同的應(yīng)用工況。相比氫燃料電池而言，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)采用了大家更為熟悉的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)。

事實(shí)上，最早的一種內(nèi)燃機(jī)就曾以氫氣和氧氣混合物為燃料，依靠電火花點(diǎn)燃混合氣體。它的發(fā)明者Fran?ois Isaac de Rivaz，用它制造了一輛車輛，用于短距離運(yùn)載重物。

柴油機(jī)、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)與氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)有什么差異？

四沖程氫內(nèi)燃機(jī)的缸內(nèi)循環(huán)與天然氣內(nèi)燃機(jī)一樣。并且，氫內(nèi)燃機(jī)與天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件基本相似，包括：缸體、曲柄、氣缸蓋、點(diǎn)火系統(tǒng)、安裝部件等。

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和氫內(nèi)燃機(jī)的零部件也部分通用，如：缸體、曲柄及支撐、飛輪殼等安裝部件。

零部件高度通用可以發(fā)揮規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，滿足用戶對(duì)產(chǎn)品可靠性能需求的同時(shí)，幫助他們降低成本。這對(duì)推動(dòng)交通運(yùn)輸行業(yè)向低碳轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。

雖然零部件高度通用，但氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)與天然氣和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等其它點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)還是存在差異。

由于氫氣自身的物理化學(xué)特點(diǎn)，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制、燃料噴射方式不同于天然氣和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。氫氣更易燃，相比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)更容易出現(xiàn)早燃。直噴是克服早燃的一種方法，通過直噴系統(tǒng)將氫氣直接噴入氣缸（而不是進(jìn)氣歧管或進(jìn)氣口），在進(jìn)氣閥關(guān)閉后開始噴射，可以避免回火情況出現(xiàn)。另一種解決方案，就是設(shè)計(jì)專門用于氫氣的燃燒系統(tǒng)。

氮氧化物(NOx)的排放是需要考慮另一因素。氮氧化物是一種大氣污染物，會(huì)導(dǎo)致空氣質(zhì)量變差。

存在大量氧氣時(shí)，氫氣燃燒產(chǎn)生的氮氧化物較少。含氧較少條件下，氫氣燃燒則會(huì)產(chǎn)生大量的氮氧化物。因此，通常會(huì)將氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比調(diào)整為2:1，將兩倍氫氣量的空氣噴入氣缸中，使氫氣充分燃燒，并通過排放處理系統(tǒng)，去除過量的氮氧化物。

氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)能用于中重卡和公共汽車嗎？

氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)相似，主機(jī)廠可以輕松地將氫內(nèi)燃機(jī)裝配到現(xiàn)有車輛系統(tǒng)中，大多數(shù)零部件和軟件可以保持不變。而且，氫內(nèi)燃機(jī)可實(shí)現(xiàn)零碳排放，因此，主機(jī)廠對(duì)其十分青睞。

氫內(nèi)燃機(jī)也廣受用戶歡迎。其外觀、聲音、工作方式都與大家熟悉的內(nèi)燃機(jī)相似，且可靠性和耐用性可與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)相媲美。

對(duì)于車隊(duì)用戶來說，選擇裝配氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛也是個(gè)安心的選擇，可以避免投資一項(xiàng)全新技術(shù)引發(fā)潛在風(fēng)險(xiǎn)的擔(dān)憂。

除中重卡外，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用正不斷擴(kuò)大，前景可期。此外，在船機(jī)、工程機(jī)械等其它領(lǐng)域，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用評(píng)估也在緊鑼密鼓的展開。

審核編輯 ：李倩