康明斯混动，斯堪尼亚西港HPDI氢内燃机，西南研究院火花点火PFI氢内燃机，维也纳研讨会通报

2024年5月27日卡车技术前线消息,第45届国际维也纳汽车研讨会所涵盖的主题包括新发动机概念和减排、动力传动系统技术、动力传动系电动化、混合动力技术、燃料、电池技术、燃料电池技术和氢发动机（氢内燃机）。

康明斯P2混合动力卡车

Cummins的一篇论文研究了P2混合动力卡车在2030年和2035年帮助满足欧盟重型卡车二氧化碳减排要求的潜力。

从一辆5LH（4×2，铰接式牵引车）车辆开始，该车辆的二氧化碳排放量非常接近2019年5LH长途运输车型行业平均水平，并安装了一台支持欧7的康明斯X10发动机，检查了P2（并联）混合动力车的各种配置，该混合动力车配有不同规格的电机（75-250千瓦）和电池（25-200千瓦时），如下图所示。    

具有不同混合动力系统结构的5LH牵引车的油箱到车轮二氧化碳排放量和百分比改进

虽然在2035年需要一定程度采用纯电动车辆（至少25%的纯电动汽车），但2030年要求可通过检验的最强混合动力配置（250千瓦电动机，200千瓦电池）满足。

然而，与纯电动汽车相比，混合动力汽车的年运行成本更高，仅略低于纯柴油卡车。混合动力车和纯电动汽车的运行成本差异取决于柴油/电力价格比。如果该比率较低（1.28欧元/升，0.20欧元/千瓦时），则纯电动汽车的年度成本优势仅低约10%，且仅限于较低的年度服务成本。对于更高的成本比（1.40欧元/升，0.12欧元/千瓦时），纯电动汽车的年优势可能高达40%。

西南研究院火花点火PFI氢内燃机

SwRI介绍了基于2024 Cummins X15N天然气发动机开发的火花点火PFI氢重型发动机的工作。氢燃料版本不使用EGR，使用Superturbo代替涡轮增压器（turbocharger），使用真空泵的主动式CCV，并保留了点火系统。    

实现了42%的峰值效率，并且在发动机的负载工作范围内效率保持在40%以上。后处理系统正在整合过程中，由OC+尿素SCR+ASC+PF组成，但现在似乎已经完成，最近的一项公告证明，发动机在老化催化剂的情况下表现出0.008 g/bhp-hr的Nox排放。

西港、斯堪尼亚HPDI氢内燃机    

Westport和Scania介绍了在Westport的HPDI燃料系统中使用氢气的最新结果。

去年，他们表明，斯堪尼亚CBE1欧V发动机在A75氢运行点可以实现51.5%的BTE，而发动机的变化最小。

采用氢燃料的欧VI CBE1发动机，使其与柴油发动机的NOx排放量相匹配，在重型卡车的典型运行工况下，效率超过49%，在接近48%的BTE下，最大扭矩为900转/分。在A75点处实现了52.02%的峰值效率。

更高的效率是可能的，但以更高的发动机输出NOx为代价。当使用氢气运行时，在低负载和中等负载下的排气温度较低，并且可能需要重新匹配涡轮增压器以实现后处理系统所需的排气温度。

对斯堪尼亚发动机进行氢气测试，预喷量约为6-7毫克/冲程，以确保稳定运行并避免任何潜在的失火。模拟结果和测试表明，引燃量可以降低到约2 mg/次喷射（引燃能量比（Pilot Energy Ratio）为2-3%），但可能需要改变喷射器引燃孔（pilot hole）配置并进行进一步的喷射器改进。天然气HPDI发动机的引燃量在整个WHTC循环中约为5%。

氢气测试结果是在560 hp/2800 Nm的标定下进行的，但在不超过发动机机械或热边界的情况下，600 hp/3000 Nm应该是可能的。          

Sandia实验室-氢内燃机早燃研究

桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）了最近关于了解氢燃料发动机提前点火（pre-ignition）的工作。

结论是，热点（hot-spot）和燃烧残留物不太可能是提前点火和回火（back-fire）的主要原因。关于油诱导（oil-induced）的提前点火，氢气显著抑制贫燃料的充分混合的碳氢化合物混合物的自燃反应，但随着碳氢化合物当量比的增加，这种影响不那么明显。发动机燃烧室中油滴的蒸发可能会在油滴表面附近产生具有高碳氢化合物当量比的长时间持续区域，但需要进一步测试来探索其影响。