Розробка спрямована на ефективніше використання енергії, яка в сучасних моторах частково втрачається, попри їхній високий рівень технологічної досконалості. Йдеться не про незначні доопрацювання, а про переосмислення самого підходу до роботи з надлишковою енергією вихлопних газів.
Проблема надмірної ефективності турбонаддуву
Сучасні турбокомпресори здатні створювати тиск, що перевищує межі, оптимальні для стабільної та довговічної роботи двигуна. Щоб уникнути перевантажень, інженерам доводиться штучно знижувати ефективність турбонаддуву. У результаті значна частина енергії, закладеної у вихлопних газах, не використовується й просто розсіюється.
Такий підхід не лише зменшує загальний ККД силової установки, а й обмежує потенціал подальшого розвитку бензинових і гібридних моторів, особливо в умовах дедалі жорсткіших екологічних вимог.
Експандер замість втрат енергії
У новому патенті Porsche описує застосування додаткової експандерної турбіни, натхненної промисловими системами утилізації відпрацьованого тепла. Цей елемент пропонується розміщувати між інтеркулером і двигуном. На відміну від класичного турбокомпресора, він працює у зворотному режимі: приймає гаряче стиснене повітря і на виході подає охолоджений та менш щільний потік.
Ключова особливість такого рішення полягає в тому, що в процесі розширення повітря система генерує додаткову механічну або електричну енергію. За принципом роботи вона нагадує мініатюрну електростанцію, інтегровану безпосередньо в силовий агрегат автомобіля.
Можливості використання отриманої енергії
Згенеровану енергію планують застосовувати кількома способами. Зокрема, її можна спрямовувати на живлення електричного компресора турбонаддуву, що підвищить відгук двигуна. Також можливе накопичення енергії в акумуляторах або її використання для збільшення тиску наддуву без зростання навантаження на основні компоненти мотора.
Додатковим ефектом стає охолодження та ущільнення повітря перед подачею в циліндри. Це дає змогу підвищити потужність двигуна без збільшення робочого об’єму, а також покращити паливну ефективність. Змінна геометрія лопаток експандерної турбіни забезпечує точніше налаштування системи під поточні режими руху.
Перспективи впровадження
У Porsche наголошують, що патент не є суто теоретичною розробкою «в шухляду». Компанія розглядає його як основу для майбутніх серійних силових установок із двигунами внутрішнього згоряння. Очікується, що практична реалізація технології дозволить досягти кращого балансу між динамікою, витратою пального та екологічними показниками.
Підсумок
Нове рішення демонструє прагнення Porsche до більш раціонального використання енергії в традиційних силових установках. Замість відмови від ДВЗ компанія робить ставку на глибоку інженерну оптимізацію, здатну продовжити актуальність турбованих моторів у найближчі роки.
