Команда студентов-инженеров из Университета Бата добилась первого в мире успеха, став первыми студентами, создавшими и успешно запустившими водородный двигатель.
Члены команды Bath Hydrogen, стремящиеся установить рекорд наземной скорости, включили свой прототип двигателя в марте, когда он заработал с первой попытки.
Это достижение делает их первыми в мире студентами бакалавриата, которые разработали и запустили двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде (или «H2ДВС') двигатель. Их работа примечательна тем, что в настоящее время в продаже нет двигателя внутреннего сгорания, работающего на водороде, хотя крупные производители автомобилей разрабатывают его. technology.
Успех стартапа
Технический руководитель компании Bath Hydrogen Николас Берт, который учится на инженера-механика в области машиностроения, говорит: «Первый запуск двигателя был нервным моментом, поэтому мы были рады, когда он запустился с первой попытки. Это было отличное подтверждение всей нашей тяжелой работы.
«Сейчас мы используем испытательный стенд, прежде чем перейти к адаптации двигателя, на котором мы попытаемся установить рекорд, и в ходе этого процесса мы узнали очень много о том, как его перепроектировать и спроектировать. Поддержка, которую мы получили от наших первых спонсоров и всего университета, была неоценимой».
Проект начался в прошлом году как групповой бизнес-проект, являющийся частью исследований членов команды. Вначале никто из них не имел предварительных знаний о водородном топливе или о том, что необходимо для того, чтобы воплотить двигатель в жизнь.
Руководитель группы Bath Hydrogen Сэмюэл Рэй, который учится на Мэн в области механики и автомобильной инженерии, говорит: «Мы начали с чтения всех исследований и литературы, которые смогли найти, проанализировали и каталогизировали все это, чтобы понять это и расставить приоритеты в том, что было возможно для нам предстоит справиться как с довольно маленькой командой».
«Нам повезло, что мы получили помощь и оборудование от наших спонсоров, поскольку водородные двигатели работают совсем не так, как обычные бензиновые, и требуют других деталей, которых нет в продаже. Мы усердно работали вместе с Link Engine Management, чтобы запрограммировать их ЭБУ для работы, например, с водородом».
Bath Hydrogen решила сосредоточиться на создании гоночного автомобиля с водородным двигателем, учитывая, что молекула потенциально является топливом с нулевым выбросом углерода, а также предстоящий запрет на продажу новых бензиновых и дизельных автомобилей с 2035 года, а также из-за значительных исследований университета. опыт использования водорода в качестве носителя топлива и энергии.
Прототип на базе генераторного двигателя
Двигатель Bath Hydrogen представляет собой модифицированную версию одноцилиндрового бензинового двигателя, подаренного компанией Vanguard, спонсором команды. Установка была выбрана в качестве испытательного стенда из-за ее относительной простоты, возможности адаптации и щедрой поддержки компании.
Команда модернизировала двигатель при помощи спонсоров Link Engine Management, предоставившей специальный электронный блок управления (ECU), и Clean Air Power, предоставившей новые топливные форсунки, специфичные для водорода.
Испытательный двигатель помог команде усовершенствовать свои методы и возможности перед тем, как в следующем учебном году приступить к работе по адаптации 2.3-литрового двигателя Ford Ecoboost для использования водородного топлива, используя знания, полученные при разработке текущего прототипа двигателя. Агрегат Ford будет установлен на гоночном автомобиле Ginetta G20, который будет использоваться для установления различных рекордов класса наземной скорости для двигателя внутреннего сгорания, работающего на водороде (известного как H).2ЛЕД).
Водород имеет множество преимуществ перед бензином в качестве топлива, главным из которых является отсутствие CO.2 производство в месте использования, но это также создает множество проблем. Водород имеет очень высокую плотность энергии на единицу массы, но очень низкую плотность энергии на единицу объема, что затрудняет хранение достаточного количества топлива в автомобиле. Решением этой проблемы является хранение водорода в виде сжатого газа при очень высоком давлении или жидкости при температуре около -250°C, что представляет собой значительные трудности по сравнению с бензином.
Испытательный стенд, на котором установлен прототип двигателя, должен работать на открытом воздухе и с помощью пульта дистанционного управления для выполнения требований безопасности.
Студенческое инженерное образование Бата
Команда Bath Hydrogen, состоящая из 15 человек, состоит из студентов третьего и четвертого курсов, изучающих такие курсы, как машиностроение, автомобилестроение, комплексное машиностроение и электротехника.
Команда была сформирована как продолжение Team Bath Racing, одной из самых успешных гоночных команд Великобритании Formula Student, которая была ликвидирована в 2022 году после решения сосредоточиться на автомобилях с нулевым уровнем выбросов вместо продолжения разработки гонок с бензиновыми двигателями. легковые автомобили.
Руководитель группы Сэм добавляет: «Мы очень рады продолжить работу команд, которые были до нас, поскольку для многих из нас наличие потрясающих возможностей для проектирования, проектирования и участия в соревнованиях на наших собственных автомобилях было серьезной причиной для присоединения к нам. Университет Бата».
Научный руководитель группы д-р Кевин Робинсон добавил: «Многие из нас считают, что двигатель внутреннего сгорания по-прежнему играет важную роль в продвижении к нулевому результату, используя водород и синтетическое топливо в определенных нишевых областях. Запуск прототипа двигателя стал очень важной вехой в этом проекте».
«Это еще рано, но на данный момент мы завершили около 30 минут непрерывной работы, включая несколько минут при полной нагрузке. Все установленные системы работают хорошо и предоставляют ценные данные. Предстоит еще много работы, но это было очень многообещающее начало».
Другие гоночные команды Бата, Team Bath Racing Electric и Team Bath Zero, разрабатывающие гоночный электрический мотоцикл, продолжают работать и участвовать в Formula Student и аналогичных соревнованиях. Кроме того, студенческие инженерные группы университета проектируют и разрабатывают свои собственные гоночные дроны, ракеты, мониторы качества воды и даже искусственные сердца.