Разработка направлена на более эффективное использование энергии, которая в современных моторах частично теряется, несмотря на высокий уровень их технического совершенства. Речь идёт не о косметических доработках, а о пересмотре самого принципа обращения с избыточной энергией выхлопных газов.
Проблема избыточной эффективности турбонаддува
Современные турбокомпрессоры способны создавать давление, превышающее пределы, оптимальные для стабильной и долговечной работы двигателя. Чтобы избежать перегрузок, инженерам приходится искусственно снижать эффективность турбонаддува. В результате значительная часть энергии, содержащейся в выхлопных газах, не используется и просто рассеивается.
Такой подход не только снижает общий КПД силовой установки, но и ограничивает потенциал дальнейшего развития бензиновых и гибридных моторов, особенно в условиях ужесточающихся экологических требований.
Экспандер вместо потерь энергии
В новом патенте Porsche описывает применение дополнительной экспандерной турбины, вдохновлённой промышленными системами утилизации отходящего тепла. Этот элемент предлагается размещать между интеркулером и двигателем. В отличие от классического турбокомпрессора, он работает в обратном режиме: принимает горячий сжатый воздух и на выходе отдаёт охлаждённый и менее плотный поток.
Ключевая особенность такого решения заключается в том, что в процессе расширения воздуха система генерирует дополнительную механическую или электрическую энергию. По принципу работы она близка к миниатюрной электростанции, встроенной в силовой агрегат автомобиля.
Возможности применения полученной энергии
Произведённую энергию предполагается использовать несколькими способами. В частности, она может направляться на питание электрического компрессора турбонаддува, что позволит повысить отзывчивость двигателя. Также возможна её аккумуляция в батареях или использование для увеличения давления наддува без роста нагрузки на основные компоненты мотора.
Дополнительным эффектом становится охлаждение и уплотнение воздуха перед подачей в цилиндры. Это позволяет повысить мощность двигателя без увеличения рабочего объёма, а также улучшить топливную эффективность. Переменная геометрия лопаток экспандерной турбины обеспечивает более точную адаптацию под текущие режимы движения.
Перспективы внедрения
В Porsche подчёркивают, что патент не является формальной разработкой «в стол». Компания рассматривает его как основу для будущих серийных силовых установок с двигателями внутреннего сгорания. Ожидается, что практическая реализация технологии позволит добиться лучшего баланса между динамикой, расходом топлива и экологическими показателями.
Итог
Новое решение демонстрирует стремление Porsche к более рациональному использованию энергии в традиционных силовых установках. Вместо отказа от ДВС компания делает ставку на глубокую инженерную оптимизацию, которая может продлить актуальность турбированных моторов в ближайшие годы.
