צוות של סטודנטים להנדסה באוניברסיטת באת' השיג ראשון עולמי על ידי הפיכתם לבוגרי התואר הראשון שבנה והפעיל בהצלחה מנוע מונע במימן.
חברי צוות Bath Hydrogen, שמטרתם לקבוע שיא מהירות יבשה, הפעילו את מנוע האב-טיפוס שלהם במרץ כאשר הוא פעל בניסיון הראשון.
ההישג הופך אותם לסטודנטים הראשונים בעולם לתואר ראשון שפיתחו והפעילו בעירה פנימית המונעת במימן (או 'H2מנוע ICE'). עבודתם מתאפיינת בעובדה שאין כיום מנוע בעירה פנימית המופעל על מימן זמין מסחרית, למרות שיצרניות רכב גדולות מפתחות את טֶכנוֹלוֹגִיָה.
הצלחה בהקמה
המנהיג הטכני של Bath Hydrogen, ניקולס ברט, שלומד לתואר שני במכונות עם הנדסה, אומר, "התנעת המנוע בפעם הראשונה הייתה רגע מורט עצבים, אז שמחנו כשהוא רץ בניסיון הראשון. זה היה אישור נהדר לכל העבודה הקשה שלנו.
"אנחנו משתמשים כעת במצע בדיקה לפני שנמשיך להתאמת המנוע שבו נעשה את ניסיון השיא, ולמדנו כל כך הרבה על איך לעצב מחדש ולהנדס את זה בתהליך הזה. התמיכה שקיבלנו מהספונסרים המוקדמים שלנו ומהאוניברסיטה הייתה לא יסולא בפז".
הפרויקט החל בשנה שעברה כפרויקט עיצוב עסקי קבוצתי, חלק מלימודי חברי הצוות. בהתחלה, לאף אחד מהם לא היה ידע מוקדם בדלק מימן או מה נדרש כדי להפוך את המנוע למציאות.
ראש צוות מימן באת', סמואל ריי, שלומד למנג במכונות בהנדסת רכב, אומר, "התחלנו בקריאת כל המחקרים והספרות שיכולנו למצוא, ניתוח וקטלוג הכל כדי להבין את זה ולתעדף את מה שהיה אפשרי עבור לנו להצליח, כצוות די קטן".
"אנחנו ברי מזל שקיבלנו עזרה וציוד מהספונסרים שלנו, מכיוון שמנועי מימן פועלים בצורה שונה מאוד מבנזין רגילים ודורשים חלקים שונים שאינם זמינים מסחרית. עבדנו קשה לצד Link Engine Management כדי לתכנת את ה-ECU שלהם לעבוד עם מימן, למשל."
באת' מימן בחרה להתמקד ביצירת מכונית מירוץ המונעת במימן לאור היותה של המולקולה דלק בעל פוטנציאל אפס פחמן, כמו גם האיסור הקרוב על מכירת מכוניות בנזין ודיזל חדשות משנת 2035, ובגלל המחקר המשמעותי של האוניברסיטה. מומחיות בשימוש במימן כאמצעי אחסון דלק ואנרגיה.
אב טיפוס המבוסס על מנוע גנרטור
מנוע Bath Hydrogen הוא גרסה שונה של מנוע בנזין חד צילינדר שנתרם על ידי Vanguard, נותן החסות של הצוות. היחידה נבחרה כמצע מבחן בשל פשטותה היחסית, פוטנציאל ההסתגלות והתמיכה הנדיבה של החברה.
הצוות הנדס מחדש את המנוע בעזרת נותני החסות Link Engine Management, שסיפקו יחידת בקרה אלקטרונית מתמחה (ECU), ו-Clean Air Power, שסיפקה את מזרקי הדלק החדשים של המנוע הספציפיים למימן.
מנוע הבדיקה עזר לצוות לשכלל את הטכניקות והיכולות שלו לפני שהתחיל לעבוד בשנה האקדמית הבאה על התאמת מנוע פורד אקובוסט בנפח 2.3 ליטר לשימוש בדלק מימן, תוך שימוש בלמידה שנלמדה מפיתוח אב הטיפוס הנוכחי של המנוע. יחידת פורד תותקן במכונית מירוץ ג'ינטה G20, שתשמש לנסיונות שיאי מהירות קרקע שונים עבור מנוע בעירה פנימית מונע במימן (המכונה H2קרח).
למימן יתרונות רבים על פני בנזין כדלק - העיקרי שבהם הוא ללא CO2 ייצור בנקודת השימוש — אבל הוא גם מציג אתגרים רבים. למימן צפיפות אנרגיה גבוהה מאוד ליחידת מסה אך צפיפות אנרגיה נמוכה מאוד ליחידת נפח, מה שמקשה על אחסון מספיק דלק ברכב. הפתרונות לכך הם או אחסון מימן כגז דחוס בלחץ גבוה מאוד או נוזל בסביבות -250 מעלות צלזיוס, ששניהם מציבים קשיים משמעותיים בהשוואה לבנזין.
מתקן הבדיקה שעליו מותקן מנוע האב-טיפוס חייב להיות מופעל בחוץ ובאמצעות לוח שלט רחוק כדי לעמוד בדרישות הבטיחות.
אילן היוחסין של הסטודנטים להנדסה באת'
צוות ה-Bath Hydrogen, בן 15, מורכב מסטודנטים בשנה השלישית והרביעית הלומדים קורסים הכוללים הנדסת מכונות, הנדסת רכב, הנדסת מכונות משולבת והנדסת חשמל.
הקבוצה הוקמה כהמשך ל-Team Bath Racing, אחת מקבוצות מירוץ הפורמולה סטודנטים המצליחות ביותר בבריטניה, אשר נסגרה בשנת 2022 בעקבות ההחלטה להתמקד בכלי רכב אפס פליטות במקום להמשיך ולפתח מירוצים מנועי בנזין. מכוניות.
מנהיג הצוות סם מוסיף, "אנחנו כל כך שמחים להמשיך בעבודתם של הצוותים שהלכו לפנינו, שכן עבור רבים מאיתנו, הזדמנויות מדהימות לתכנן, להנדס ולהתחרות בכלי הרכב שלנו היו סיבה גדולה להצטרף אוניברסיטת באת'."
המפקח האקדמי של הצוות, ד"ר קווין רובינסון, הוסיף, "רבים מאתנו מאמינים שלמנוע הבעירה הפנימית עדיין יש תפקיד חשוב במעבר לעבר אפס נטו, תוך שימוש במימן ובדלקים סינתטיים באזורי נישה מסוימים. הפעלת מנוע האב-טיפוס הייתה אבן דרך משמעותית מאוד בפרויקט הזה".
"זה עדיין ימים מוקדמים, אבל השלמנו כ-30 דקות של פעולה רציפה עד כה, כולל מספר דקות בעומס מלא. כל המערכות שהופעלו פועלות היטב ומייצרות נתונים יקרי ערך. יש עוד הרבה עבודה לעשות, אבל זו הייתה התחלה מאוד מבטיחה".
קבוצות המרוצים האחרות של באת', Team Bath Racing Electric ו-Team Bath Zero, המפתחת אופנוע מירוץ חשמלי, ממשיכות לפעול ולהיכנס לתחרויות פורמולה סטודנט ותחרויות מקבילות. יתר על כן, צוותי הנדסה של סטודנטים באוניברסיטה מעצבים ומפתחים רחפנים משלהם, רקטות, צגי איכות מים ואפילו לבבות מלאכותיים.