Повышение эффективности силовых установок является одной из ключевых задач в развитии электромобилей и гибридных транспортных средств. Решение этой проблемы стало возможным благодаря совместной работе ученых из России и Китая, которые оптимизировали параметры нового типа двигателя, способного обеспечить существенную экономию топлива и снижение вредных выбросов.

Исследователи из Томского научного центра СО РАН и Пекинского технологического университета сосредоточились на изучении циклоидального поршневого двигателя, работающего по термодинамическому циклу Аткинсона. В отличие от традиционного цикла Отто, в данном двигателе такты сжатия и расширения неравны по времени - такт расширения длится дольше. Это позволяет более эффективно использовать энергию топлива.

С помощью методов численного моделирования ученые исследовали все стадии рабочего цикла двигателя, включая изменение фаз газораспределения, турбулентные потоки и процессы горения. В результате был выявлен оптимальный диапазон коэффициента перерасширения - от 1 до 1,15. При работе в этом режиме КПД циклоидального двигателя повышается до 32,7-34,5%, а расход топлива и вредные выбросы снижаются.

Как отметил старший научный сотрудник ТНЦ СО РАН Сергей Захаров, применение данного двигателя может стать важным шагом в повышении энергоэффективности гибридных и полностью электрических автомобилей. "Благодаря лучшим показателям рабочего цикла, двигатель способен обеспечить до 30% экономии топлива по сравнению с традиционными бензиновыми аналогами. Это значительно улучшит запас хода электромобилей и снизит их воздействие на окружающую среду", - пояснил эксперт.

Исследование было поддержано Российским научным фондом и Национальным фондом естественных наук Китая. Ученые планируют продолжить работу по оптимизации конструкции и изготовлению прототипа нового двигателя для дальнейшего внедрения в реальные транспортные средства.