JCB는 건설 기계용 수소 연소 엔진을 연구하고 있습니다

지구를 녹색으로 만드는 것에 대해 생각할 때, 태양광 패널과 전기 자동차가 종종 우리 마음의 최전선에 있습니다. 그러나 이산화탄소를 배출하는 것 중 청소가 필요한 다른 것들이 많이 있습니다. 여기에는 나뭇잎 송풍기, 잔디 깎는 기계, 그리고 건설 및 농업 작업을 위한 대형 장비가 포함됩니다!

JCB는 대형 기계용 디젤 엔진을 제조하지만 이제는 더 깨끗한 미래를 위해 상황을 전환하려고 합니다. 이를 위해 회사는 대형 기계용 수소 연소 엔진을 개발하고 있습니다.

수소는 연료 전지를 통과하여 전기를 생산하는 데 사용될 수 있으며, 이후 모터에 동력을 공급하는 데 사용될 수 있습니다. 기업들은 이러한 방식으로 수소를 사용하여 자동차와 트럭에 전력을 공급하는 방법을 모색해 왔습니다. JCB도 처음에는 수소 연료전지를 조사하기 시작했지만 건설 기계에 필요한 순간적인 고출력을 제공하는 데는 적합하지 않다는 사실을 발견했습니다. 대신, 회사는 상당히 전통적인 연소 엔진을 연소하기 위해 수소를 사용하는 방법을 모색하기 시작했습니다. 이는 다른 회사들도 탐구한 개념입니다. Toyota는 모터스포츠 프로그램을 통해 기술을 조사하기도 했습니다.

수소는 연소가 매우 깨끗하기 때문에 연료로 유용합니다. 수소와 산소 사이의 화학 반응의 직접 생성물 측면에서 유일한 부산물은 물입니다. 물론, 공기 중에서 고온에서 수소를 연소할 때, 반응으로 인해 일부 질소 산화물이 생성됩니다. 그러나 전반적으로 수소 연소로 인한 배출은 화석 연료를 태우는 것보다 훨씬 깨끗합니다. 탄소가 없기 때문에 반응에서 이산화탄소가 전혀 생성되지 않습니다.

이러한 이유로 JCB는 기계에 청정하게 전력을 공급하는 방법으로 수소 연소 엔진을 추구해 왔습니다. 이 회사는 4.8리터 4기통 수소 구동 엔진을 개발했습니다. 이 회사의 비슷한 크기의 Dieselmax 448 엔진과 동일한 출력과 토크를 낼 수 있으며 동일한 비용으로 착륙할 것으로 예상됩니다. 게다가 청정 연소 엔진을 오래된 기계에 장착할 수도 있습니다.

JCB는 수소엔진 제작을 위해 기존 디젤맥스 모델의 하단부부터 시작했다. 섬프와 실린더 블록은 냉각 시스템과 마찬가지로 디젤 구동 모델과 동일합니다. 수소 엔진은 여전히 ​​일반 가변형 터보를 사용합니다. 하지만 위쪽에는 엔진이 상당히 다릅니다. 디젤 대신 수소 가스를 분사하도록 설계된 새로운 실린더 헤드와 분사 시스템이 있습니다. 수소가 전자에 가장 적합하기 때문에 엔진도 압축 점화 대신 스파크 점화로 수정되어야 했습니다. 디젤 연료탱크도 마찬가지로 사라지고 알루미늄과 탄소섬유로 만들어진 수소가스를 담는 1kg짜리 저장 용기 5개로 교체됐다. .

특히, 수소 연소 연소 엔진은 불꽃 점화 가솔린 엔진과 거의 동일한 방식으로 작동할 수 있습니다. 가스 엔진을 액화석유가스로 작동하도록 변환할 수 있는 것처럼, 비록 유도 비효율성으로 인해 출력이 낮기는 하지만 인젝터만 교체하면 거의 수소로 작동하도록 변환할 수 있습니다. 하지만 수소 연소를 위해 특별히 직접 분사 엔진을 설계하면 이 문제를 해결할 수 있으며 이론적으로 비슷한 크기의 가솔린 ​​엔진보다 20% 더 많은 출력을 가진 엔진을 생산할 수 있습니다. 강화 밸브, 특수 점화 플러그 등 수소 전력에 맞게 개조하면 수명을 연장하고 연소 품질을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 디젤 엔진의 경우, 가스 연료가 압축 점화에 적합하지 않기 때문에 수소 동력으로 변환하기가 쉽지 않습니다. 그러나 JCB가 시연한 것처럼 비슷한 크기의 수소 엔진은 제대로 제작되면 디젤 엔진의 출력과 토크에 맞먹을 수 있으며 기본 구성 요소도 공유할 수 있습니다.

JCB의 엔진은 아직 테스트 단계에 있습니다. 2023년 말까지 엔진 사전 생산을 시작하여 건설 및 농업용 차량에 적용하는 것을 목표로 하고 있습니다. 한편, 수소는 화석 연료보다 더 깨끗하게 연소되지만, 이 기술은 더 폭넓게 채택되기까지는 여전히 몇 가지 장애물에 직면해 있습니다.