Японська автомобільна компанія Mazda запатентувала шеститактний двигун, який вміє видобувати водень з бензину і спалювати його замість палива. Таким чином вуглець залишається в системі, а викиди зводяться до мінімуму.
Принцип роботи революційної технології
Принцип роботи виглядає наступним чином: тепло двигуна і каталізатор розкладають бензин, в результаті чого утворюється водень, який йде в камеру згоряння, а вуглець затримується в окремому блоці і потім утилізується. При нестачі водню мотор може працювати як звичайний бензиновий.
У двигуна шість тактів: чотири стандартних і два додаткових. На одному з них відпрацьовані гази проходять через "декомпозер", де відділяється вуглець. Потім йде такт "розширення", що виводить залишки повітря.
Детальний цикл роботи
Перші три такти працюють як у звичайному двигуні:
- Перший такт (впуск): повітря втягується в циліндр
- Другий такт (стискання): суміш стискається поршнем
- Третій такт (робочий хід): згоряння суміші штовхає поршень вниз
Додаткові такти створюють унікальність системи:
- Четвертий такт (ре-компресія): замість викиду назовні, вихлопні гази направляються через спеціальний клапан у "декомпозер" — пристрій, схожий на каталітичний нейтралізатор, але без дорогих металів
- П'ятий такт (ре-розширення): залишкові гази повертаються в циліндр для додаткової роботи розширення
- Шостий такт (остаточний випуск): очищені гази виводяться в атмосферу
Технологічні складнощі
Схема сильно ускладнює конструкцію. Вуглець, що накопичується, потрібно регулярно видаляти. Крім того, ефективність такого методу поки залишається під питанням.
Однією з найбільших проблем є зберігання вуглецю. Бензин переважно складається з вуглецю за вагою — кожен літр палива містять близько 0,66 кг вуглецю. Це означає, що повний 50-літровий бак створить близько 33 кг твердого вуглецю, який потрібно кудись дівати. Mazda передбачає систему очищення, але не вказує, як часто її потрібно спорожняти.
Також новий двигун потребуватиме:
- Додаткових клапанів з електронним або гідравлічним керуванням
- Окремого інжектора для подачі палива в декомпозер
- Ще одного інжектора для подачі водню в циліндр
- Невеликого резервуара для зберігання водню
- Блоку збору та зберігання вуглецю
- Складної системи керування, що визначає, коли працювати в 4-тактному, а коли в 6-тактному режимі
Технічні обмеження та невирішені питання
Патентний документ не надає даних про ефективність системи. Незрозуміло, чи компенсується енергія, витрачена на розкладання бензину, більш чистим згорянням водню. Цілком можливо, що вся система з усіма рухомими частинами та додатковим нагрівом буде менш ефективною за простий бензиновий двигун.
Також в шеститактному режимі двигун втрачає потужність. Mazda пропонує компенсувати це електромотором, що додає ваги, вартості та складності.
І хоча Mazda заявляє про можливість роботи "без викидів оксидів вуглецю", це не доведено. Водень згоряє чисто, але при високих температурах все ще може утворювати оксиди азоту.
Історичний контекст та особливості Mazda
Ця розробка не є випадковістю — Mazda має довгу історію створення незвичайних двигунів:
- Роторний двигун Ванкеля: компанія десятиліттями підтримувала цю технологію, незважаючи на проблеми з ефективністю та надійністю
- Skyactiv-X: бензиновий двигун, що працює як дизельний, з компресійним запалюванням
- Двигуни з компресією 14:1: що працюють на звичайному бензині
Перспективи та реальність
Ідея майже безвикидного ДВЗ може дати йому другий шанс в епоху електрифікації. Потенційні переваги:
- Використання існуючої інфраструктури заправок
- Відсутність необхідності в складних водневих баках
- Можливість роботи на звичайному бензині при необхідності
- Потенційна утилізація уловленого вуглецю в промисловості (сталеваріння, пігменти)
Однак багато експертів розглядають цю розробку скоріше як "науковий проєкт", ніж реальну альтернативу електромобілям. Основні сумніви:
- Складність виробництва: вартість та надійність такого двигуна можуть бути неприйнятними для масового ринку
- Практичність обслуговування: необхідність регулярного видалення вуглецю ускладнює експлуатацію
- Конкуренція з електромобілями: падіння вартості батарей та розширення зарядної інфраструктури
- Відсутність прототипів: поки це лише патент без діючих зразків
Майбутнє технології
Станом на 2025 рік електромобілі становлять близько 18% світових продажів, а бензинові автомобілі — близько 70%. Мільярди автомобілів з ДВЗ все ще експлуатуються на дорогах світу.
Ідея Mazda може стати містком: використовувати існуючі заправки, уловлювати вуглець до його викиду та спалювати водень, виготовлений всередині автомобіля.
Обіцянка широка, але сумніви ще ширші. Ніхто поки не знає, чи зможе цей шеститактний двигун виробляти достатньо водню достатньо швидко, чи працювати достатньо потужно.
Патент — це не автомобіль. Це ідея на папері, що чекає випробування сталлю. Mazda, можливо, змалювала майбутнє, але шлях до нього довгий. У світі, де Toyota все ще робить ставки на гібриди та водень, а прийняття електромобілів не є тим переможним ходом, на який сподівалися регулятори, шеститактний водневий "франкенмотор" може виявитися тією абсурдною, але чудовою обхідною дорогою, яка підтримає життя ДВЗ ще кілька років.
Mazda продовжує доводити, що вона не закінчила з двигунами внутрішнього згоряння. І можливо, двигуни ще не закінчили з нами.
