Есть надежда на двигатели внутреннего сгорания. Речь идет о новом топливе

• «Мы не говорим студентам, какие технологии привода им следует использовать. Поэтому у нас есть транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания, электрическими двигателями и водородными двигателями », — говорит Норман Кох.
• Когда в 1985 году стартовал Экомарафон, команды преодолевали 600–700 км на одном литре топлива. Сегодня они преодолевают 2500–3000 км.
• Некоторые команды уже несколько лет экспериментируют с биоразлагаемыми растительными материалами на основе бамбуковых волокон и различных видов смол.

Как появился Shell Eco-marathon?

- Все началось 80 лет назад с соревнования двух сотрудников исследовательской лаборатории Shell, которые решили проверить, кто из них сможет проехать большее расстояние на одном и том же количестве топлива. В нынешнем виде это соревнование между академическими и студенческими командами, которые сами готовят автомобили и соревнуются на них на трассах.

Участники соревнуются в двух классах: прототипы (сверхлегкие, высокоэффективные транспортные средства) и городские концепты (больше похожие на городские автомобили).

Мероприятие проводится в таком формате уже 40 лет. В настоящее время в нем принимают участие 300 университетов из 50 стран мира.

В Камень-Слёнском стартовали 122 команды из Европы и Африки. Среди них было 4 команды из Польши: Project Hydrive - AGH в Кракове, Hydrogreen Pollub - Люблинский технический университет, Iron Warriors - Лодзинский технический университет, Rotor - Государственная академия прикладных наук в Кросно.

Shell Eco-marathon позволяет им проверить знания, полученные на занятиях. И это не только инженерные знания в области пропульсивной техники. Здесь работают команды из десятка человек, в которых, помимо проектировщиков пропульсивной техники, есть программисты, менеджеры, руководители проектов и специалисты по краудфандингу.

Какого прогресса добились студенты за эти 40 лет?

- Когда мы начинали в 1985 году, команды проезжали 600-700 км на одном литре топлива. Стандартный Volkswagen Golf, довольно экономичный автомобиль, проезжал 15-20 км на 1 литре топлива.

Мировой рекорд в этой области на данный момент составляет 3771 км на 1 литре топлива! Дистанции студенческих команд достигают 2500-3000 км. Для этого требуются чрезвычайно легкие кузова, как правило, из углеродного волокна, очень экономичные двигатели, программное обеспечение, поддерживающее работу привода, а также стратегии вождения.

Мы считаем, что эффективность является одним из ключевых условий низкоуглеродной мобильности будущего.

Какое реальное влияние это событие оказывает на эффективность автомобилей массового производства, таких как вышеупомянутый Volkswagen Golf?

- Мы видим такое влияние, но, конечно, оно не прямое. Студенты, которые принимают участие в этой борьбе, часто оказываются в автомобильных компаниях, уже имея некоторые знания, разный опыт и умение работать в команде. Это наш самый большой вклад.

Переходя к более практической стороне вопроса, примером могут служить технологии «стоп-старт», которые студенты, участвующие в Shell Eco-marathon, использовали еще в 1980-х годах. Сегодня они распространены, но тогда эта идея только начинала воплощаться в жизнь. Необходимо было решить множество проблем, связанных с этой технологией, например, как выключить и снова включить двигатель за доли секунды, не поворачивая ключ.

Команды годами пытались уменьшить вес своих автомобилей.

В течение многих лет мы связывали повышение эффективности с уменьшением веса транспортного средства. Поэтому трассы Shell Eco-marathon испытывали материалы, которые обычно используются сегодня, такие как углеродное волокно. Это превосходный, легкий, прочный, но не очень устойчивый материал из-за трудностей с переработкой.

Некоторые команды уже несколько лет экспериментируют с биоразлагаемыми растительными материалами на основе бамбуковых волокон и различных типов смол. Полученный материал не такой твердый, как углеродные волокна, но он полностью биоразлагаем.

Какие еще технологии, используемые сегодня студентами, могут найти применение в автомобилях массового производства в будущем?

- Мы не указываем студентам, какие технологии привода им следует использовать. Поэтому у нас есть как транспортные средства с двигателем внутреннего сгорания, так и электромобили, работающие на аккумуляторах или использующие водородные топливные элементы. Новинкой является появление водорода, используемого в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания .

Это может быть интересным вариантом, о котором производители грузовиков говорят уже несколько лет. Здесь у нас есть сгорание, но "выхлопные газы" в основном представляют собой водяной пар...

- Сжигание водорода может стать решением для преодоления проблем , с которыми сталкиваются электромобили в секторе тяжелых грузовых автомобилей, в частности, с запасом хода, мощностью и временем зарядки. У нас есть контакты с несколькими университетами, которые работают над этим. Команды из двух университетов были готовы и приехали со своими автомобилями.

Сжигание водорода требует разработки многих элементов технологии.

В этом году они едут вне соревнований, проверяют работу отдельных систем на более длинных дистанциях, оценивают, что им нужно для старта в соревнованиях. Прежде всего, они проверяют технику, в которой появляются новые проблемы. Из того, что я узнал от одной из команд, самовозгорание является серьезной проблемой.

Водород — такая маленькая и летучая, и в то же время чрезвычайно огнеопасная молекула, что она часто воспламеняется еще до того, как попадет в камеру сгорания. Это одна из проблем, которую необходимо решить на пути к широкому использованию этого привода. Вот почему я думаю, что у двигателей внутреннего сгорания еще есть будущее

Какую роль играет программное обеспечение?

- Глядя на состав и функционирование студенческих отрядов, можно сказать, что он становится больше. Количество компьютеров и программистов постоянно растет. Это одно из самых быстрорастущих направлений в нашем мероприятии.

Сегодня эффективность транспортных средств во многом зависит от интеллектуальных программных решений. Например, в случае электромобилей, работающих от аккумуляторов или водородных топливных элементов, способ зарядки и разрядки аккумуляторов оказывает большое влияние на эффективность привода.

Некоторые команды используют технологию цифровых двойников для проверки и улучшения производительности своих конструкций. В случае самих соревнований компьютерное моделирование позволяет лучше выбирать стратегию для гонки. Благодаря цифровому отображению трассы и моделированию команды знают, в какой точке трассы им следует выключить двигатель, в какой точке ускориться, чтобы достичь оптимальных результатов.

Есть ли еще смысл инвестировать в технологии сжигания? Некоторые полагают, что поскольку технологии сжигания уже настолько продвинуты, что сейчас мы достигаем лишь небольшого улучшения при больших затратах, может быть, лучше потратить эти деньги на оптимизацию новых приводов, достигнув гораздо большего улучшения.

- По моему мнению, нам нужно стараться добиться улучшения во всех областях, где это возможно. Нам нужно развивать все технологии, потому что сегодня мы не можем сказать, какая из них на самом деле окажется революционным изменением, или когда это произойдет - завтра или через 10 лет.

Какие технологии появятся на трассах эко-марафона Shell в ближайшем будущем?

- Я уже говорил об использовании водорода в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания. Вторая растущая тенденция - это автономные транспортные средства. Мы представили их на гонках несколько лет назад. В этом году в этой категории стартовало 11 команд. По сравнению со всеми стартовавшими командами это немного, но в прошлом году их было всего 7.

Стоит также отметить, что в их случае соревнование не ограничивается только ездой по трассе, но есть и задания на ловкость, например, на парковку.

Значение программного обеспечения продолжает расти, и искусственный интеллект теперь играет все более важную роль.