Många tror att vätgas är räddningen för förbränningsmotorn. Men problemen är många. Nu kommer Ferrari med ett patent som som löser flera problem. Men frågan är om det räcker?
I ett nyligen offentliggjort patent visar den italienska sportbilstillverkaren upp en innovativ vätgasmotor med en helt ny typ av bränsleinsprutning. Bilvärlden befinner sig i en existentiell kris, och för varumärken som Ferrari – där motorljudet och den mekaniska själen är halva prislappen – är övergången till tysta elbilar smärtsam. Lösningen för att behålla förbränningsmotorn stavas enligt många vätgas. Men att bränna vätgas i en traditionell motor är alltjämt problematiskt.
I Ferraris nya patent (EP 4 764 181 A1) adresserar de ett av de absolut största hindren: bränsleblandningen.När vätgas sprutas in direkt i en cylinder uppstår ett fysikaliskt problem. Enligt Ferraris egna ingenjörer äventyrar direktinsprutningen den korrekta fördelningen av vätgasen, vilket leder till att gasen och den oxiderande luften blandas dåligt. Dålig blandning ger ojämn förbränning, effektförluster och ryckig gång.
Ferraris lösning är lika enkel som den är briljant. Istället för en ensam injektor som spottar in bränsle, har de patenterat en insprutningsenhet som använder ett matningsrör (en “manifold”) som löper som en ring runt cylinderns yttre sidovägg. Vätgasen trycks in i ringen och sprutas sedan in i förbränningskammaren genom ett flertal inmatningshål som går rakt genom cylinderväggen.
Resultatet, som i patentet appliceras på en avancerad motkolvsmotor med två motsatta kolvar i samma cylinder, är en optimal och jämn blandning av bränsle och luft. Att Ferrari har löst blandningsproblematiken är ett ingenjörsmässigt framsteg, men för att sätta en vätgasdriven förbränningsmotor på gatan måste många problem lösas.
- Kväveoxiderna (NOx): Den stora myten om vätgasförbränning är att den är helt utsläppsfri. Det stämmer att den inte släpper ut koldioxid (CO2), men vätgas brinner vid extrema temperaturer. Den intensiva hettan får kvävet och syret i luften att reagera och bilda giftiga kväveoxider (NOx). Ferraris nya motor kommer med andra ord fortfarande kräva massiva och tunga system för avgasrening.
- Väteförsprödningen: Vätgasmolekylen är universums minsta. Den har en otäck förmåga att tränga rakt in i metallens mikroskopiska struktur. Över tid gör detta att motorns inre komponenter blir spröda och riskerar att spricka. Ferraris smarta insprutningsring innebär fler kanaler och ytor där denna försprödning kan ske.
- Den usla effektiviteten: Förbränningsmotorer är extremt ineffektiva jämfört med elmotorer. Att tillverka komprimerad, grön vätgas kräver enorma mängder el. Att sedan bränna den i en cylinder, där över 60 procent av energin försvinner ut som värme, är ett enormt resursslöseri jämfört med att skicka samma vätgas genom en bränslecell som driver en elmotor.
LÄS MER:
Maths Nilsson är motor- och ekonomijournalist och grundare av Carup, har mångårig erfarenhet från stora mediehus och tidningar. Mer information och kontaktuppgifter
