Гібридний час

У ситуації, коли складно поставити всі гроші на чисто електромобілі, хоча б через все ще незадовільну дальність ходу, недосконалість акумуляторів, клопітку тривалу зарядку і непокоїть екологічне совість, розумною золотою серединою стають гібридні рішення. Це видно за результатами продажу автомобілів.

гібридний автомобіль це транспортний засіб у типовій системі, обладнаній двигун та один або кілька (1). Електропривід можна використовувати не тільки для зниження витрат палива, але і для збільшення потужності. Сучасні гібридні автомобілі використовувати додаткові методи підвищення енергоефективності, такі як. У деяких реалізаціях двигун внутрішнього згоряння використовується для вироблення електроенергії для живлення електродвигуна.

1. Схема дизель-електричного гібридного автомобіля

У багатьох гібридних конструкціях вихлопні викиди він також знижується за рахунок вимикання двигуна внутрішнього згоряння на стоянці та включення його за необхідності. Конструктори прагнуть до того, щоб взаємодія з електродвигуном оптимізувала його роботу, наприклад, коли двигун внутрішнього згоряння працює на низьких оборотах, його ККД низький, оскільки йому потрібно найбільше енергії для подолання власного опору. У гібридній системі цей резерв можна використовувати, збільшивши кількість обертів двигуна внутрішнього згоряння до рівня, що підходить для заряджання акумулятора.

Майже так само старі, як автомобілі

Історія автомобільних гібридів зазвичай починається 1900 року, коли Фердинанд Порше представив модель на Всесвітній виставці в Парижі. Гібрид Lohner-Porsche Mixte (2), перший у світі дизель-електричний гібридний автомобіль. Пізніше було продано кілька сотень екземплярів цієї машини. Через два роки Knight Neftal побудував гібридний гоночний автомобіль. В 1905 Анрі Піпер представив гібрид, в якому електродвигун міг заряджати батареї.

У 1915 році компанія Woods Motor Vehicle, виробник електромобілів, створила модель Dual Power з 4-циліндровим двигуном внутрішнього згоряння та електродвигуном. Нижче за швидкість 24 км/год машина працювала тільки на електродвигуні до поки батарея не сядеа вище за цю швидкість включався двигун внутрішнього згоряння, який міг розігнати машину до 56 км/год. Dual Power виявився комерційним провалом. Він був надто повільним для своєї ціни та надто складним в управлінні.

В 1931 Еріх Гайхен запропонував автомобіль, акумулятори якого заряджалися при спуску з пагорба. Енергія подавалась від балона зі стисненим повітрям, яке нагнітається завдяки кінетична енергія частини автомобіля, що йдуть вниз схилом.

Sрекуперація енергії при гальмуванні, ключовий винахід сучасної гібридної технології, був розроблений у 1967 році компанією AMC для American Motors та названо Energy Regeneration Brake.

В 1989 Audi випустила експериментальний автомобіль Audi Duo. Це було паралельно гібрид на базі Ауді 100 Avant Quattro. Автомобіль був оснащений електродвигуном потужністю 12,8 л.с., який рухав задню вісь. Він черпав енергію з нікель-кадмієва батарея. Передню вісь рухав 2,3-літровий п'ятициліндровий бензиновий двигун потужністю 136 к.с. Намір Audi полягав у тому, щоб створити автомобіль, який буде рухатися двигуном внутрішнього згоряння поза містом та електродвигуном у місті. Водій вибрав режим згоряння чи електричний режим руху. Audi випустила лише десять екземплярів цієї моделі. Низький інтерес клієнтів був пов'язаний з нижчою продуктивністю, ніж стандартна Audi 100, через додаткове навантаження.

Прорив прийшов із Далекого Сходу

Датою, з якою гібридні автомобілі широко вийшли на ринок і набули справжньої популярності, вважається лише 1997 рік, коли він вийшов на ринок Японії. Toyota Prius (3). Спочатку ці автомобілі знаходили покупців переважно у колах людей, чутливих до питань охорони навколишнього середовища. Ситуація змінилася наступного десятиліття, коли ціни на нафту почали швидко зростати. З другої половини минулого десятиліття інші виробники стали виводити на ринок. гібридні моделічасто на основі ліцензії гібридних рішень Toyota. У Польщі Prius з'явився у салонах у 2004 році. У тому ж році було випущено друге покоління Prius, а 2009-го – третє.

Вона пішла за Тойотою Hondaще один японський автомобільний гігант. Продаж моделі Insight (4), частковий паралельний гібрид, компанія запустила у 1999 році у США та Японії. Це був автомобіль економічніший, ніж продукт Toyota. Седан Prius першого покоління споживав 4,5 л/100 км у місті та 5,2 л/100 км за містом. Двоколісний Honda Insight Перше покоління споживало 3,9 л/100 км за містом та 3,5 л/100 км за містом.

Toyota випускала нові гібридні версії автомобілів. Виробництво Гібрид Toyota Auris розпочалося у травні 2010 року. Це був перший серійний гібрид у Європі, який продавався дешевше ніж Prius. Гібрид Auris у нього був такий самий привід, як у Пріуса, але витрата бензину була меншою — 3,8 л/100 км у змішаному циклі.

До травня 2007 року Toyota Motor Corporation продала перший мільйон гібридів. Два мільйони до серпня 2009 року, 6 мільйонів до грудня 2013 року. У липні 2015 року загальна кількість гібридів Toyota перевищила 8 мільйонів. У жовтні 2015 року продажі гібридів Toyota лише в Європі перевищили мільйон екземплярів. У першому кварталі 2019 року гібриди вже становили 50 відсотків. загальний обсяг продажів Toyota на нашому континенті. Найпопулярніші моделі у цій категорії, однак, більше немає Приусів, але послідовно Яріс Гібрид, C-HR Гібрид Тепер Королла Гібрид. До кінця 2020 року Toyota має намір продати 15 млн. гібридів, що, за даними компанії, вдалося зробити в січні цього року, тобто. на початку. Вже у 2017 році, за даними виробника, в атмосферу було викинуто 85 млн. тонн. вуглекислий газ менше.

Під час масової кар'єри, що триває вже понад два десятиліття автомобільні гібриди з'явилися нові інновації. Гібрид Hyundai Elantra LPI (5), який почав продаватися в Південній Кореї у липні 2009 року, був першим гібридом із двигуном внутрішнього згоряння, що працює на зрідженому нафтовому газі. Elantra є частковим гібридом, який використовує літій-полімерні батареї, також вперше. Elantra споживала 5,6 л бензину на 100 км та викидала 99 г/км COXNUMX.₂. У 2012 Peugeot запропонувала нове рішення, випустивши на європейський ринок модель 3008 Hybrid4, а саме перший серійний дизельний гібрид. За даними виробника, фургон 3008 Hybrid споживав 3,8 л/100 км дизельного палива та виділяв 99 г/км CO.₂.

5. Гібрид Hyundai Elantra LPI

Модель була представлена ​​на Нью-Йоркському міжнародному автосалоні у 2010 році. Лінкольн МКЗ Гібрид, Перша гібридна версія, ціна якої була ідентична ціні звичайної версії тієї ж моделі.

До квітня 2020 року, починаючи зі знаменного 1997 року, по всьому світу було продано понад 17 мільйонів гібридних електромобілів. Лідером ринку є Японія, яка до березня 2018 року продала понад 7,5 млн. гібридних автомобілів, потім США, які до 2019 року продали загалом 5,4 млн. одиниць, а до липня 2020 року в Європі було продано 3 млн. гібридних автомобілів. Найбільш відомими прикладами широко доступних гібридів є, окрім Prius, гібридні версії інших моделей Toyota: Auris, Yaris, Camry та Highlander, Honda Insight, Lexus GS450h, Chevrolet Volt, Opel Ampera, Nissan Altima Hybrid.

Паралельний, послідовний та змішаний

Кілька різних пологів нині приховані під назвою «гібрид». рухові установки та ідеї для досягнення більшої ефективності. Необхідно пам'ятати, що зараз у міру розвитку та просування конструкції чіткі класифікації іноді дають збій, тому що використовуються комбінації різних рішень плюс нові винаходи, що порушують чистоту визначення. Почнемо з розподілу конфігурації приводу.

W гібридний привід паралельного типу двигун внутрішнього згоряння та електродвигун механічно пов'язані з провідними колесами. Автомобіль може бути оснащений двигуном внутрішнього згоряння, електричним двигуном або обома. Така схема використовується в автомобілях Хонда: Інсайт, Цивік, Акорд. Іншим прикладом такої системи є ремінний генератор/стартер General Motors Chevrolet Malibu. У багатьох моделях двигун внутрішнього згоряння також працює як генератор енергії.

Відомі нині на ринку паралельні приводи складаються з двигунів внутрішнього згоряння повної потужності та менших (потужністю до 20 кВт) електродвигунів, а також невеликих акумуляторів. У цих конструкціях електродвигуни мають лише підтримувати головний двигун, а не бути основним джерелом енергії. Паралельні гібридні приводи вважаються більш ефективними, ніж системи, засновані тільки на двигунах внутрішнього згоряння того ж розміру, особливо під час руху містом і шосе.

У послідовній гібридній системі автомобіль рухається безпосередньо тільки електродвигуном, а двигун внутрішнього згоряння використовується для руху в цій системі. генератор електричного струму а також. Набір акумуляторів у цій системі зазвичай набагато більший, що позначається на виробничих витратах. Вважається, що таке розташування підвищує ефективність двигуна внутрішнього згоряння, особливо під час руху містом. Приклад серійний гібрид це Ніссан е-Пауер.

Змішаний гібридний привід поєднує в собі переваги обох вищезгаданих рішень – паралельного та послідовного. Ці «гібридні гібриди» вважаються оптимальними з точки зору продуктивності порівняно з послідовними, найбільш ефективними на низьких швидкостях і паралельними, оптимальними на більш високих швидкостях. Однак їх виробництво як складніших схем обходиться дорожче, ніж паралельні двигуни. Домінуючим виробником змішаних гібридних силових агрегатів є Toyota. Вони використовуються в автомобілях Toyota та Lexus, Nissan та Mazda (в основному за ліцензією Toyota), Ford та General Motors.

Потужність від двох двигунів внутрішнього згоряння і паралельного може бути передана на привід коліс за допомогою пристрою типу (розподільник потужності), що є простим набором планетарних передач. Вал двигуна внутрішнього згоряння з'єднаний з вилкою планетарних шестерень редуктора, електрогенератор - з її центральною шестернею, а електродвигун через редуктор - із зовнішньою шестернею, від якої момент, що крутить, передається на колеса. Це дозволяє передати частину швидкість обертання та крутний момент двигуна внутрішнього згоряння на колеса та частина на генератор. Завдяки цьому двигун він може працювати в оптимальному діапазоні оборотів незалежно від швидкості автомобіля, наприклад, при торканні з місця, а струм, що виробляється генератором, використовується для живлення електродвигуна, високий момент, що крутить, якого підтримує двигун внутрішнього згоряння для приводу коліс. Комп'ютер, що координує роботу всієї системи, регулює навантаження на генератор і подачу живлення на електродвигун, тим самим контролюючи роботу планетарного редуктора як електромеханічна безступінчаста трансмісія. При уповільненні та гальмуванні електродвигун виконує роль генератора для заряджання акумуляторної батареї, а при запуску двигуна внутрішнього згоряння генератор виконує роль генератора. Стартер.

W повний гібридний привід автомобіль може отримувати енергію або від двигуна, або тільки від акумулятора, або від обох. Прикладами такої системи є Hybrid Synergy Drive Toyota, гібридна система брід, Дворежимний гібрид виробництво General Motors / Chryslт. Приклади автомобілів: Toyota Prius, Toyota Auris Hybrid, Ford Escape Hybrid, а також Lexus RX400h, RX450h, GS450h, LS600h та CT200h. Ці автомобілі вимагають більших, ефективних батарей. Використовуючи механізм розподілу потужності, транспортні засоби одержують велику гнучкість за рахунок збільшення складності системи.

Частковий гібрид в принципі, це звичайний автомобіль з подовженим стартером, що дозволяє вимикати двигун внутрішнього згоряння щоразу, коли автомобіль рухається під ухил, гальмувати або зупинятися, а також швидко запускати двигун при необхідності.

стартер зазвичай він встановлюється між двигуном та трансмісією, замінюючи гідротрансформатор. Забезпечує додаткову енергію під час займання. Такі аксесуари, як радіо та кондиціонер, можна увімкнути, коли двигун внутрішнього згоряння не працює. Акумулятори заряджаються під час гальмування. Порівняно з повними гібридами часткові гібриди мають менші батареї та менший електродвигун. Тому їхня порожня вага і вартість їхнього виробництва нижчі. Прикладом такої конструкції став повнорозмірний Chevrolet Silverado Hybrid, що випускався у 2005-2007 роках. Він заощадив до 10 відсотків. при вимиканні та включенні двигуна внутрішнього згоряння та рекуперації енергії при гальмуванні.

Гібриди гібридів та електриків

Ще одній категорії гібридів варто приділити більше часу, що певною мірою є ще одним кроком до «чистої електрики». Це гібридні автомобілі (PHEV), в яких батареї для електропривод також можна заряджати від зовнішнього джерела (6). Таким чином, PHEV можна вважати гібридом гібриду та електромобіля. Він оснащений вилка для заряджання. Як наслідок, акумулятори також у кілька разів більші, а значить, є можливість встановлення потужнішого електродвигуна.

6. Схема гібридного автомобіля

В результаті гібридні автомобілі споживають менше палива, ніж класичні гібриди, зазвичай вони можуть проїхати близько 50-60 км на струму, не запускаючи ДВС, а також мають кращі характеристики, адже гібриди найчастіше є найпотужнішими варіантами. даної моделі.

Запас ходу електромобіля PHEV у багато разів більший, ніж у гібридних автомобілів без цієї функції. Цих кількох десятків кілометрів цілком достатньо для поїздок містом, на роботу або в магазин. Наприклад, в Skoda Superb iV (7) Акумуляторна батарея може зберігати до 13 кВтг електроенергії, що забезпечує дальність дії до 62 км у режимі з нульовим рівнем викидів. Завдяки цьому при паркуванні нашого гібрида будинку, повертаючись додому, ми можемо досягти середньої витрати палива 0 л/100 км. Двигун внутрішнього згоряння захищає акумулятор від розрядки в місці, де немає доступу до джерела живлення, і, звичайно, дозволяє не турбуватися про запас ходу при тривалих поїздках.

7. Гібрид Skoda Superb iV під час заряджання

Однаково важливо гібриди типу оснащені потужними електродвигунами – у разі Одакода Superb iV його параметри становлять 116 л. і 330 Нм моменту, що крутить. Завдяки цьому машина не тільки відразу розганяється (електродвигун веде машину так само швидко, на яких оборотах вона не працювала в даний момент), адже Skoda повідомляє, що Superb розганяється до 60 км/год за 5 секунд, вона може також розганяйте автомобіль до 140 км/год — це дозволяє рухатися без стресу і в режимі нульових викидів, наприклад, кільцевими дорогами або автомагістралями.

Під час руху автомобіль зазвичай надають руху обидва двигуни (двигун внутрішнього згоряння живиться від електроенергії, тому він споживає менше палива, ніж у звичайному автомобілі), але коли ви відпускаєте газ, гальмуйте або їдете з постійною швидкістю, двигун внутрішнього згоряння двигун глушиться і тільки потім електродвигун водить колеса. Так що машина працює так само, як класичний гібрид і так само відновлює енергію - при кожному гальмуванні енергія відновлюється і йде на батареї у вигляді електричного струму; надалі він служить саме для того, щоб двигун внутрішнього згоряння можна було частіше вимикати.

Перший гібридний автомобіль, що підключається, був випущений на ринок китайським виробником BYD Auto в грудні 2008 року. То була модель F3DM PHEV-62. Прем'єра гібридної версії найпопулярнішого електромобіля у світі, що підключається. Шевроле Вольт, відбулося у 2010 році. Т.oyota прем'єра відбулася у 2012 році.

Хоча не всі моделі працюють однаково, більшість з них можуть працювати у двох або більше режимах: «цілком електричний», коли двигун і акумулятор забезпечують всю енергію для автомобіля, і «гібридний», в якому використовується як електрика, так і бензин. PHEV зазвичай працюють у повністю електричному режимі, працюючи на електриці, доки батарея не розрядиться. Деякі моделі переходять у гібридний режим після досягнення цільової швидкості на шосе, зазвичай близько 100 км/год.

Крім Skoda Superb iV, описаної вище, найбільш відомими та популярними гібридними моделями є Kia Niro PHEV, Hyundai Ioniq Plug-in, BMW 530e та X5 xDrive45e, Mercedes E 300 ei E 300 de, Volvo XC60 Recharge, Ford Kuga PH, e, Porsche Cayenne E-Hybrid.

Гібриди від морських глибин до небес

Варто пам'ятати, що гібридний привід використовується не тільки в сегменті легкових автомобілів та автомобілів загалом. Наприклад гібридні приводні системи використовувати дизельні двигуни або турбоелектричний для живлення залізничних локомотивів, автобусів, вантажних автомобілів, пересувних гідравлічних машин та суден.

У великих структурах це зазвичай виглядає так дизельний/турбінний двигун приводить у дію електричний генератор або гідравлічний насосякий приводить у дію електричний/гідравлічний двигун. У великих транспортних засобах відносні втрати потужності знижуються, і переваги розподілу потужності по кабелях або трубах, а не механічних компонентів, стають очевиднішими, особливо при передачі потужності на кілька приводних систем, наприклад, на колеса або пропелери. Донедавна важкі автомобілі мали невеликий запас вторинної енергії, наприклад, гідроакумулятори/акумулятори.

Одними з найстаріших гібридних конструкцій були приводи неатомних підводних човнів, що працюють на необроблених дизелях та підводних батареях. Наприклад, на підводних човнах Другої світової війни використовувалися як послідовні, і паралельні системи.

Менш відомими, але не менш цікавими конструкціями є паливно-гідравлічні гібриди. У 1978 році студенти Міннесотського професійно-технічного центру Хеннепін у Міннеаполісі переобладнали Volkswagen Beetle у бензиново-гідравлічний гібрид із готовими деталями. У 90-х роках американські інженери з лабораторії EPA розробили нафтогідравлічну трансмісію для типового американського седана.

Тестований автомобіль розвинув швидкість близько 130 км/год у змішаному міському та шосейному циклах руху. Розгін від 0 до 100 км/год складав 8 секунд при використанні дизельного двигуна об'ємом 1,9 л. За оцінками EPA, гідравлічні компоненти масового виробництва додали до ціни автомобіля лише 700 доларів. В рамках випробувань EPA було протестовано бензиново-гідравлічну гібридну конструкцію Ford Expedition, яка споживала 7,4 літра палива на 100 км у міському потоці. В даний час американська кур'єрська компанія UPS має в експлуатації дві вантажівки, що використовують цю технологію (8).

8. Гідравлічний гібрид на службі ДБЖ

Американські військові проводили випробування Гібридні позашляховики Humvee з 1985 року. В оцінках відзначалися не тільки велика динаміка і більша економія палива, а й, наприклад, менша теплова сигнатура і тихіша робота цих машин, що, як неважко здогадатися, може мати велике значення у військових застосуваннях.

Рання форма гібридна силова установка на морському транспорті були кораблі з вітрилами на щоглах та парові двигуни під палубою. Інший приклад уже згадувався дизель-електричний підводний човен. До нових, хоча знову ж таки що стосуються старих рішень, гібридним силовим установкам для судів відносяться, серед іншого великі повітряні змії виробництва таких компаній, як SkySails. Буксирування повітряних зміїв вони можуть літати на висотах, що у кілька разів перевищують найвищі щогли кораблів, перехоплюючи сильніші та стійкіші вітри.

Гібридні концепції нарешті знайшли своє застосування і в авіації. Наприклад, прототип літака (9) був оснащений гібридною системою зі змінною мембраною (ПЕМ) до живлення електродвигунаякий з'єднаний із звичайним пропелером. Паливний елемент забезпечує всю потужність фази крейсерського польоту. Під час зльоту та набору висоти, сегмента польоту, що потребує найбільшої потужності, у системі використовуються легкі літій-іонні батареї. Демонстраційним літаком є ​​мотопланер Dimona, побудований австрійською компанією Diamond Aircraft Industries, яка провела модифікації конструкції літака. При розмаху крила 16,3 метра літак зможе літати зі швидкістю близько 100 км/год, використовуючи енергію, яка отримується від паливного елемента.

9. Літак-демонстратор паливних елементів Boeing

Не все пофарбоване в рожевий колір

Не можна заперечувати, що через складність конструкції гібридних автомобілів, ніж у випадку зі звичайними автомобілями, зниження викидів при експлуатації автомобіля компенсує ці викиди з великим надлишком. Гібридні автомобілі можуть скоротити викиди в атмосферу забруднюючих речовин, що спричиняють смог, на 90 відсотків. і скоротити викиди вуглекислого газу вдвічі.

Незважаючи на те що гібридний автомобіль споживають менше палива, ніж звичайні автомобілі, як і раніше, існує проблема шкідливого впливу гібридного автомобільного акумулятора на навколишнє середовище. Сьогодні більшість гібридних автомобільних акумуляторів відносяться до одного з двох типів: нікель-металогідридних або літій-іонних. Тим не менш, обидва, як і раніше, вважаються більш екологічними, ніж свинцеві акумулятори, які нині становлять більшість стартерних акумуляторів у бензинових автомобілях.

Тут слід зазначити, що дані не є однозначними. Загальні рівні токсичності та впливу на навколишнє середовище нікель-гідридні батареї вважаються набагато нижчими, ніж у випадку свинцево-кислотні батареї або з використанням кадмію. Інші джерела кажуть, що нікель-металогідридні батареї набагато токсичніші, ніж свинцево-кислотні, і що переробка та безпечна утилізація набагато більш обтяжливі. Було показано, що різні розчинні та нерозчинні сполуки нікелю, такі як хлорид нікелю та оксид нікелю, мають добре відомі канцерогенні ефекти, підтверджені в експериментах на тваринах.

Батареї litowo-jonowe В даний час вони вважаються привабливою альтернативою, тому що вони мають найвищу щільність енергії серед усіх батарей і можуть виробляти більш ніж втричі більше напруги, ніж нікель-металогідридні акумуляторні елементи, зберігаючи великі обсяги. Електрична енергія. Ці батареї також виробляють більше енергії і є більш ефективними, переважно уникаючи втрат електроенергії та забезпечуючи чудову довговічність, а термін служби батареї наближається до терміну служби автомобіля. Крім того, використання літій-іонних акумуляторів знижує загальну масу автомобіля, а також дає змогу отримати 30 відсотків. покращена економія палива, ніж у автомобілів з бензиновим двигуном, з подальшим зниженням викидів CO₂.

На жаль, розглянутим технологіям призначена залежність від важкодоступних і дорожчих матеріалів. вниз конструкція електродвигунів та інші деталі гібридних автомобілів потребують, серед іншого, рідкісних металів. Наприклад диспрозій, рідкісноземельний елемент, необхідний для виробництва різних типів передових електродвигунів та акумуляторних систем у гібридних силових установках. Або неодимовийще один рідкоземельний метал, який є ключовим компонентом високоміцних магнітів, що використовуються в електродвигунах з постійними магнітами.

Майже всі рідкісні землі у світі надходять здебільшого з Китаю. Декілька некитайських джерел, таких як Озеро Гойдас на півночі Канади або Гора Вельд в Австралії він зараз перебуває на стадії розробки. Якщо ми не знайдемо альтернативних рішень, чи то у вигляді нових родовищ або матеріалів, які замінять рідкісні метали, то зростання цін на матеріали, безумовно, буде. А це може зірвати плани зниження викидів за рахунок поступового витіснення бензину з ринку.

Є й проблеми, окрім зростання цін, етичного характеру. У 2017 році звіт ООН виявив зловживання діти у кобальтових шахтах, надзвичайно важлива сировина для наших зелених технологій, включаючи електродвигуни останнього покоління в Демократичній Республіці Конго (DCR). Світ дізнався про дітей, яких змушували працювати на брудних, небезпечних та часто токсичних кобальтових копальнях вже у чотирирічному віці. За оцінками Організації Об'єднаних Націй, щороку у цих шахтах гине близько вісімдесяти дітей. Щодня примушували до роботи 40 XNUMX неповнолітніх. Іноді це брудна ціна наших чистих гібридів.

Інновації у вихлопних трубах обнадіюють

Однак є і добрі новини для гібридні методи та загальне прагнення до більш чистих автомобілів. Дослідники нещодавно розробили багатообіцяючий та дивовижно проста модифікація дизельних двигунівякі можна комбінувати з електроприводом у гібридних системах. Дизельні приводи це може зробити їх менше, дешевше та простіше в обслуговуванні. І найголовніше, вони будуть чистішими.

Чарльз Мюллер та троє його колег із дослідницького центру Sandia National Laboratory працювали над модифікацією, відомою як Channel Fuel Injection (DFI-). Він ґрунтується на простому принципі пальника Бунзена. Вчені кажуть, що DFI може зменшити кількість вихлопних речовин та схильність фільтрів сажі DPF до засмічення сажею. За словами Мюллера, його винахід може навіть збільшити інтервали заміни олії за рахунок зменшення кількості сажі в картері.

Тож як це працює? форсунки у звичайному дизелі вони утворюють багаті суміші в зонах камери згоряння. Однак, на думку вчених, у цих областях міститься від двох до десяти разів більше палива, ніж необхідно для повного спалювання. При такому надлишку палива за високої температури повинна мати місце тенденція до утворення великої кількості сажі. Установка каналів DFI дозволяє ефективно спалювати дизельне паливо з невеликою освітою сажі або без нього. "Наші суміші містять менше палива", - пояснює Мюллер у публікації про нову техніку.

Канали, про які говорить пан Мюллер, є трубками, встановленими на невеликій відстані від того місця, де вони виходять з отворів сопла форсунки. Вони встановлені на нижній стороні головки блоку циліндрів поруч із форсункою. Мюллер вважає, що вони будуть виготовлені зі сплаву з високою термостійкістю, щоб витримувати теплову енергію згоряння. Однак, за його словами, додаткові витрати, пов'язані з впровадженням розробленого колективом винаходу, будуть невеликими.

Коли система згоряння виробляє менше сажі, її можна використовувати ефективніше. система рециркуляції вихлопних газів (EGR) зниження оксидів азоту, NOx. За словами розробників рішення, це могло б знизити кількість сажі та NOx, що виходять із двигуна, до однієї десятої від поточного рівня. Вони також зазначають, що їхня концепція допоможе знизити викиди CO.₂ та інші речовини, що спричиняють глобальне потепління.

Вищевикладене — не тільки сигнал про те, що, можливо, ми не так швидко попрощаємося з дизелями, на яких вже багато хто ставить хрест. Інновації у сфері приводу внутрішнього згоряння є продовженням мислення, що сприяє зростанню популярності гібридів. Це стратегія невеликих кроків, що поступово знижує навантаження на навколишнє середовище від транспортних засобів. Приємно усвідомлювати, що інновації у цьому напрямі з'являються не лише в електричній частині гібриду, а й у паливній.