(Hydrogen Internal Combustion Engine, Hneneneed - ICE) - двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде в качестве единственного топлива и работающий при непосредственном сгорании с циклом воспламенения или сжигания под давлением; Он сохраняет цилиндро - поршневую конструкцию, кривошипно - шатунный механизм и газораспределительную систему традиционного бензинового / дизельного двигателя, но оптимизирует конструкцию дыхательных путей, стратегию впрыска, систему зажигания и материальную технологию для высокой диффузии, широкого горючего предела и очень низкой смазки водорода.

По сравнению с традиционными двигателями внутреннего сгорания, продукты сгорания в цилиндре - это почти только вода и небольшое количество оксидов азота, а почти нулевые выбросы углерода могут быть достигнуты за счет разреженного сгорания и переработки выхлопных газов, что является одним из самых технологических маршрутов для реализации « нулевой углеродной энергии » в текущих сценариях тяжелой нагрузки, таких как тяжелые карты, суда и строительная техника.

1.Нулевоуглеродное сжигание и высокая надежность: водородные двигатели внутреннего сгорания генерируют энергию путем прямого сжигания водорода, основными выбросами являются водяной пар, почти без углекислого газа и оксидов азота, для достижения реального « нулевого сжигания углерода»; Его основная механическая структура очень совместима с традиционными двигателями внутреннего сгорания и может повторно использовать 70 - 80% деталей и производственных цепочек.

Высокая плотность энергии и эффективность пополнения энергии: плотность энергии водорода до 120 МДж / кг (бензин около 44 МДж / кг), в сочетании с высоковольтной системой хранения водорода (например, резервуар 70 МПа), срок службы тяжелой карты водородного двигателя внутреннего сгорания до 800 - 1000 км, близкий к уровню дизельного автомобиля; Подходит для междугородной магистральной логистики, портовых перевозок и других высокоинтенсивных рабочих сценариев.

Технологическая итерация и адаптация к сценарию: в последние годы тепловая эффективность водородных двигателей внутреннего сгорания превысила 45%, что близко к уровню дизельных двигателей; Благодаря прямому впрыску высокого давления, турбонаддуву и другим технологиям оптимизации, выход мощности может достигать 412 кВт, покрывая спрос на коммерческие транспортные средства среднего и тяжелого класса.

По мере ускорения глобального процесса углеродной нейтральности водородные двигатели внутреннего сгорания переходят от лабораторных к крупномасштабным приложениям. Ожидается, что к 2025 году мировой рынок водородных двигателей внутреннего сгорания превысит 5 миллиардов долларов США, а совокупный ежегодный рост составит 38%.

01 Европа

Лидером в области коммерческих транспортных средств по всему миру является тяжелая карта GenH2 с двигателем H4576 объемом 16,8 литра, тепловая эффективность превысила 43%, с системой хранения водорода 70 МПа для достижения 600 - километрового срока службы, начиная с 2025 года в магистральной логистике Европы для полной замены дизельных транспортных средств; Под давлением политики Европейского союза по углеродным тарифам (CBAM) коммерческие автомобили с водородными двигателями внутреннего сгорания освобождаются от затрат на выбросы углерода в размере 80 евро за тонну и становятся стратегическим выбором для экспортеров.

02 Северная Америка

Глубокая планировка энергетического гиганта, в 2025 году США запускают демонстрационный проект « Водородный энергетический коридор», обслуживающий перевозки в портах Западного побережья; Его многотопливная интегрированная технология силовой цепи может быть совместима с дизельным топливом, природным газом, водородом, стоимость реконструкции центрального завода снижается на 40%; Новый энергетический гигант, принадлежащий водородной топливной версии электромобиля, вступил в стадию тестирования, используя твердотельную технологию хранения водорода, продолжительность полета более 1000 километров.

03 Азиатско-Тихоокеанскийрегион

Китай, Япония и ЮжнаяКорея соревнуются за технические высоты, тяговый поезд с водородным двигателем внутреннего сгорания марки тяжелого пара в Китае обновил отраслевой рекорд с тепловой эффективностью 45,03% и продолжительностью 1100 км, завершил испытания водородной линии Берлин - Париж в 2024 году, потребление водорода составляет всего 12 кг на 100 км. Серия моделей, разработанных Южной Кореей и Японией, приближается к топливным автомобилям в 24 - часовой гонке на выносливость Fuji и планирует массовое производство автомобилей в 2025 году. Кроме того, в сотрудничестве с правительством разрабатывается водородная судовая энергетическая система с двигателем внутреннего сгорания с целью достижения нулевого углеродного плавания океанских грузовых судов к 2030 году.

В качестве « верхнего потока», производимого головкой цилиндра водородного двигателя внутреннего сгорания, процесс литья песка идеально соответствует техническим потребностям таких ключевых компонентов:

1.Сложные структуры "Полная инклюзивность"

Крышка цилиндра водородного двигателя внутреннего сгорания должна быть интегрирована в сложную структуру внутренней полости, такую как водоток с высокой плотностью охлаждения, воздушный канал, канал впрыска водородного топлива и т. Д., Литье песка через гибкую форму формы песка (особенно в сочетании с технологией 3D - печати песка), может точно воспроизводить эти фасонные структуры, без мертвого угла формования, избегая литья под давлением и других процессов на сложных внутренних полостях.

2.Материалы и свойства "Двойная адаптация"

Водородный двигатель внутреннего сгорания предъявляет очень высокие требования к прочности материала, водородной хрупкости (например, высокопрочный чугун, термостойкий алюминиевый сплав и т. Д.), песчаное литье может быть совместимо с плавкой и заливкой из чугуна в высоколегированный материал, а также может оптимизировать внутреннюю плотность отливки, контролируя воздухопроницаемость формы песка, скорость охлаждения, уменьшая дефекты, такие как усадочные отверстия и трещины, чтобы обеспечить устойчивость к водородной хрупкости

3.Стоимость и гибкость "Двойной онлайн"

В настоящее время водородный двигатель внутреннего сгорания находится в технологическом итерационном периоде, конструкция крышки цилиндра цилиндра должна быть часто оптимизирована, стоимость песчаной формы для литья песка намного ниже, чем стоимость металлической формы для литья под давлением и других процессов, и благодаря быстрому производству песка (например, 3D - печатная форма песка) может сократить цикл разработки; В то же время, песчаное литье может эффективно производить крупное, тяжелое литье (адаптированное к крупногабаритным водородным двигателям внутреннего сгорания коммерческих транспортных средств), идеальное приспособление промышленности от исследований и разработок до массового производства на всем этапе спроса.

Эта « сложная структура может быть сформирована, специальные материалы могут быть совместимы, цикл затрат может контролироваться » комплексная способность, так что литье песка становится оптимальным решением для производства основных компонентов водородного двигателя внутреннего сгорания.

Умное производство крышки цилиндра водородного двигателя внутреннего сгорания приносит клиентам основные преимущества всей цепи:

1. Дизайн: Опираясь на технологию цифрового моделирования и моделирования, может точно соответствовать требованиям к фасонной структуре, таким как сложный канал охлаждения водородного двигателя внутреннего сгорания, канал впрыска водородного топлива и т. Д., Проектный цикл итерации сокращается на 70%, чтобы помочь клиентам быстро реагировать на обновление технологии.

2. Песчаная 3D - печать: использование высокоскоростного принтера KSS1800B для достижения минимальной толщины стенки 0,8 мм одноразового формования песка, сокращение отходов песка на 90%, снижение затрат на производство песка на 35 - 50% по сравнению с традиционным типом песка, гибкая адаптация водородных двигателей внутреннего сгорания для разработки полного этапа массового производства.

3.Интеллектуальное литье: динамическое регулирование процесса затвердевания через систему управления температурой, совместимое с чугуном с ползучими чернилами, аустенитной нержавеющей сталью и другими водородными хрупкими материалами, литье повышает плотность на 20%, остаточное напряжение уменьшается на 60%, чтобы обеспечить крышку цилиндра высокого давления, устойчивость к водородной хрупкости соответствует стандарту.

4. Прецизионная машинная обработка: управление точностью микронного уровня с пятиосной связью, цилиндрическая погрешность отверстия в круге клапана составляет 5 мкм, уплотнение сборки увеличивается на 20%.

5. Проверка и тестирование: в сочетании с трехмерным сканированием и визуальным обнаружением ИИ, полноразмерная ошибка точности может быть прослежена до 0,01 мм, для клиентов, чтобы построить линию защиты качества.

Вся интегрированная программа обеспечивает полный быстрый ответ от проектирования до доставки, сокращение выбросов углерода на 42% на протяжении всего жизненного цикла, что не только отвечает строгим требованиям к производительности основных компонентов водородных двигателей внутреннего сгорания, но и помогает клиентам снизить рентабельность, ускорить посадку технологии и доставку продукции.

Водородные двигатели внутреннего сгорания становятся стратегической опорой углеродной нейтральности в глобальном транспорте. С быстрым развитием глобального рынка, Consus, благодаря технологическому лидерству, контролю затрат и экологической интеграции, создаст преимущества в области основных компонентов водородных двигателей внутреннего сгорания, чтобы интегрировать интеллектуальные технологии производства и стать ключевым рычагом для реализации этой трансформации.

Источник: Консорциум