BMW und Wasserstoff: Verbrennungsmotor

Die Projekte des Unternehmens begannen vor 40 Jahren mit einer Wasserstoffversion der 5er-Reihe

BMW setzt schon lange auf Elektromobilität. Heute kann Tesla in diesem Bereich als Benchmark gelten, aber als das amerikanische Unternehmen vor zehn Jahren das Konzept einer maßgeschneiderten Aluminiumplattform demonstrierte, das dann in Form des Tesla Model S verwirklicht wurde, arbeitete BMW aktiv an der Megacity Fahrzeugprojekt. 2013 wird der BMW i3 vermarktet. Das avantgardistische deutsche Auto verwendet nicht nur eine Aluminium-Trägerstruktur mit integrierten Batterien, sondern auch eine Karosserie aus kohlenstoffverstärkten Polymeren. Was Tesla seinen Konkurrenten jedoch unbestreitbar voraus ist, ist seine außergewöhnliche Methodik, insbesondere in Bezug auf die Entwicklung von Batterien für Elektrofahrzeuge – von Beziehungen zu Herstellern von Lithium-Ionen-Zellen bis hin zum Bau riesiger Batteriefabriken, einschließlich solcher mit nichtelektrischen Anwendungen. Mobilität.

Aber zurück zu BMW, denn anders als Tesla und viele seiner Konkurrenten glaubt das deutsche Unternehmen noch immer an die Mobilität von Wasserstoff. Kürzlich stellte ein Team unter der Leitung von Dr. Jürgen Gouldner, Vice President of Hydrogen Fuel Cells des Unternehmens, die I-Hydrogen Next-Brennstoffzelle vor, ein selbstfahrendes Aggregat, das durch eine chemische Reaktion bei niedrigen Temperaturen angetrieben wird. Dieser Moment markiert den 10. Jahrestag des Starts der Brennstoffzellen-Fahrzeugentwicklung von BMW und den 7. Jahrestag der Zusammenarbeit mit Toyota im Bereich Brennstoffzellen. Das Vertrauen von BMW in Wasserstoff reicht jedoch 40 Jahre zurück und ist eine viel „heißere“ Temperatur.

Das ist mehr als ein Vierteljahrhundert Entwicklungen des Unternehmens, bei denen Wasserstoff als Kraftstoff für Verbrennungsmotoren zum Einsatz kommt. Während eines Großteils dieser Zeit glaubte das Unternehmen, dass ein mit Wasserstoff betriebener Verbrennungsmotor näher am Verbraucher sei als eine Brennstoffzelle. Mit einem Wirkungsgrad von etwa 60 % und einer Kombination aus einem Elektromotor mit einem Wirkungsgrad von über 90 % ist ein Brennstoffzellenmotor deutlich effizienter als ein mit Wasserstoff betriebener Verbrennungsmotor. Wie wir in den folgenden Zeilen sehen werden, sind die heutigen Downsizing-Motoren mit ihrer Direkteinspritzung und Turboaufladung hervorragend geeignet, Wasserstoff zu liefern – vorausgesetzt, die richtige Einspritz- und Verbrennungssteuerung ist vorhanden. Doch obwohl wasserstoffbetriebene Verbrennungsmotoren in der Regel viel billiger sind als eine Brennstoffzelle in Kombination mit einer Lithium-Ionen-Batterie, sind sie nicht mehr auf der Tagesordnung. Zudem gehen die Probleme der Wasserstoffmobilität in beiden Fällen weit über den Rahmen des Antriebssystems hinaus.

Und doch, warum Wasserstoff?

Wasserstoff ist ein wichtiges Element im Bestreben der Menschheit, immer mehr alternative Energiequellen zu nutzen, beispielsweise als Brücke zur Speicherung von Energie aus Sonne, Wind, Wasser und Biomasse durch Umwandlung in chemische Energie. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet dies, dass der aus diesen natürlichen Quellen erzeugte Strom nicht in großen Mengen gespeichert werden kann, sondern durch die Aufspaltung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zur Herstellung von Wasserstoff genutzt werden kann.

Natürlich kann Wasserstoff auch aus nicht erneuerbaren Kohlenwasserstoffquellen gewonnen werden, was aber für eine energetische Nutzung lange Zeit nicht akzeptabel war. Es ist eine unbestreitbare Tatsache, dass die technologischen Probleme der Produktion, Speicherung und des Transports von Wasserstoff lösbar sind - in der Praxis werden bereits heute riesige Mengen dieses Gases produziert und als Rohstoffe in der chemischen und petrochemischen Industrie verwendet. In diesen Fällen sind die hohen Kosten für Wasserstoff jedoch nicht tödlich, da er an den hohen Kosten der Produkte, an denen er beteiligt ist, "schmilzt".

Allerdings ist das Problem, Leichtgas als Energiequelle und in großen Mengen zu nutzen, etwas komplizierter. Wissenschaftler schütteln seit langem den Kopf auf der Suche nach einer möglichen strategischen Alternative zum Heizöl, und die Zunahme der Elektromobilität und Wasserstoff stehen womöglich in enger Symbiose. Im Mittelpunkt steht dabei eine einfache, aber sehr wichtige Tatsache – die Gewinnung und Nutzung von Wasserstoff dreht sich um den natürlichen Kreislauf der Verbindung und Zersetzung von Wasser … Wenn die Menschheit die Produktionsmethoden unter Nutzung natürlicher Quellen wie Sonnenenergie, Wind und Wasser verbessert und erweitert, Wasserstoff kann in unbegrenzten Mengen erzeugt und verwendet werden, ohne schädliche Emissionen zu emittieren.
Produktion

Derzeit produziert die Welt mehr als 70 Millionen Tonnen reinen Wasserstoff. Der Hauptrohstoff für seine Produktion ist Erdgas, das in einem sogenannten „Reforming“-Prozess verarbeitet wird (die Hälfte davon). Kleinere Mengen Wasserstoff werden durch andere Prozesse wie Elektrolyse von Chlorverbindungen, partielle Oxidation von Schweröl, Kohlevergasung, Kohlepyrolyse zur Herstellung von Koks und Benzinreformierung erzeugt. Ungefähr die Hälfte der weltweiten Wasserstoffproduktion wird für die Synthese von Ammoniak (das als Ausgangsstoff bei der Herstellung von Düngemitteln verwendet wird), bei der Ölraffinierung und bei der Methanolsynthese verwendet.

Diese Produktionssysteme belasten die Umwelt in unterschiedlichem Maße und bieten leider keine sinnvolle Alternative zum derzeitigen Energiestatus quo – zum einen, weil sie nicht erneuerbare Quellen nutzen, zum anderen, weil bei der Produktion unerwünschte Stoffe wie Kohlendioxid freigesetzt werden. Die aussichtsreichste Methode zur Herstellung von Wasserstoff in der Zukunft bleibt die aus der Grundschule bekannte Zersetzung von Wasser mit Hilfe von Strom. Das Schließen des sauberen Energiekreislaufs ist derzeit jedoch nur möglich, indem natürliche und insbesondere Sonnen- und Windenergie zur Erzeugung des für die Wasserzersetzung erforderlichen Stroms genutzt werden. Laut Dr. Gouldner sind moderne Technologien, die mit Wind- und Solarsystemen „verbunden“ sind, einschließlich kleiner Wasserstoffstationen, bei denen letztere vor Ort produziert werden, ein großer neuer Schritt in diese Richtung.
Ort der Lagerung

Wasserstoff kann in großen Mengen sowohl in der Gas- als auch in der Flüssigphase gespeichert werden. Die größten dieser Reservoire, in denen Wasserstoff unter relativ niedrigem Druck steht, werden „Gaszähler“ genannt. Mittlere und kleinere Tanks sind für die Speicherung von Wasserstoff bei 30 bar ausgelegt, während kleinste Spezialtanks (teure Geräte aus Spezialstahl oder kohlenstofffaserverstärkten Verbundwerkstoffen) einen konstanten Druck von 400 bar aufrechterhalten.
Wasserstoff kann auch in flüssiger Phase bei -253 °C pro Volumeneinheit gespeichert werden und enthält 1,78-mal mehr Energie als bei einer Speicherung bei 700 bar – um die äquivalente Energiemenge in flüssigem Wasserstoff pro Volumeneinheit zu erreichen, muss das Gas auf bis zu komprimiert werden 1250bar. Aufgrund der höheren Energieeffizienz von gekühltem Wasserstoff arbeitet BMW für seine ersten Systeme mit dem deutschen Kältekonzern Linde zusammen, der hochmoderne kryogene Geräte zur Verflüssigung und Speicherung von Wasserstoff entwickelt hat. Wissenschaftler bieten auch andere, aber derzeit weniger anwendbare Alternativen zur Speicherung von Wasserstoff an - zum Beispiel die Speicherung unter Druck in speziellem Metallmehl, in Form von Metallhydriden und anderen.

In Gebieten mit einer hohen Konzentration an Chemiefabriken und Ölraffinerien gibt es bereits Wasserstoffübertragungsnetze. Im Allgemeinen ähnelt die Methodik der für den Transport von Erdgas, allerdings ist die Nutzung des letzteren für den Wasserstoffbedarf nicht immer möglich. Doch bereits im letzten Jahrhundert wurden viele Häuser in europäischen Städten mit Pipeline-Leichtgas beleuchtet, das bis zu 50 % Wasserstoff enthält und als Treibstoff für die ersten stationären Verbrennungsmotoren verwendet wird. Der aktuelle Stand der Technik ermöglicht bereits den transkontinentalen Transport von verflüssigtem Wasserstoff mit vorhandenen Kryotankern, ähnlich denen für Erdgas.

BMW und der Verbrennungsmotor

"Wasser. Das einzige Endprodukt sauberer BMW-Motoren, das flüssigen Wasserstoff anstelle von Benzin verwendet und jedem die Freude an neuen Technologien mit gutem Gewissen ermöglicht.“

Diese Worte sind ein Zitat aus der Werbekampagne eines deutschen Unternehmens zu Beginn des 745. Jahrhunderts. Es soll eine eher exotische XNUMX-Stunden-Wasserstoffversion des Flaggschiffs des bayerischen Autoherstellers bewerben. Exotisch, weil laut BMW der Übergang zu Alternativen zu Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen, den die Autoindustrie von Anfang an vorangetrieben hat, einen Wandel in der gesamten industriellen Infrastruktur erfordern wird. Einen vielversprechenden Entwicklungspfad sahen die Bayern damals nicht in den viel beworbenen Brennstoffzellen, sondern in der Umstellung von Verbrennungsmotoren auf den Betrieb mit Wasserstoff. BMW glaubt, dass diese Nachrüstung ein lösbares Problem ist und macht bereits erhebliche Fortschritte bei der Kernherausforderung, eine zuverlässige Motorleistung zu liefern und die Neigung zu unkontrollierter reiner Wasserstoffverbrennung zu beseitigen. Der Erfolg in dieser Richtung beruht auf der Kompetenz auf dem Gebiet der elektronischen Steuerung von Motorprozessen und der Fähigkeit, die patentierten Systeme von BMW zur flexiblen Gasverteilung Valvetronic und Vanos zu nutzen, ohne die der normale Betrieb von „Wasserstoffmotoren“ nicht gewährleistet werden kann. .

Die ersten Schritte in diese Richtung gehen jedoch auf das Jahr 1820 zurück, als der Designer William Cecil einen wasserstoffbetriebenen Motor entwarf, der nach dem sogenannten "Vakuumprinzip" funktionierte - ein System, das sich völlig von dem unterscheidet, das später mit einem Verbrennungsmotor erfunden wurde. Verbrennung. Bei seiner ersten Entwicklung von Verbrennungsmotoren 60 Jahre später verwendete der Pionier Otto das bereits erwähnte und aus Kohle gewonnene Synthesegas mit einem Wasserstoffanteil von etwa 50 %. Mit der Erfindung des Vergasers ist die Verwendung von Benzin jedoch viel praktischer und sicherer geworden, und flüssiger Kraftstoff hat alle anderen Alternativen ersetzt, die es bisher gab. Die Eigenschaften von Wasserstoff als Brennstoff wurden viele Jahre später von der Raumfahrtindustrie entdeckt, die schnell herausfand, dass Wasserstoff das beste Energie/Masse-Verhältnis aller der Menschheit bekannten Brennstoffe hatte.

Im Juli 1998 verpflichtete sich die European Automobile Industries Association (ACEA), die CO2-Emissionen neu zugelassener Autos in der Union bis 140 auf durchschnittlich 2008 Gramm pro Kilometer zu senken. In der Praxis bedeutet dies eine Reduzierung der Emissionen um 25 % im Vergleich zu 1995 und entspricht dem durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch einer Neuflotte von etwa 6,0 l/100 km. Dies macht die Aufgabe für Automobilhersteller äußerst schwierig und lässt sich laut BMW-Experten entweder mit kohlenstoffarmen Kraftstoffen oder durch die vollständige Entfernung von Kohlenstoff aus der Kraftstoffzusammensetzung lösen. Dieser Theorie zufolge erscheint Wasserstoff in seiner ganzen Pracht in der Automobilszene.
Das bayerische Unternehmen startet als erster Automobilhersteller die Massenproduktion wasserstoffbetriebener Fahrzeuge. Die optimistischen und selbstbewussten Behauptungen des für Neuentwicklungen zuständigen BMW-Vorstands Burkhard Göschel, dass „das Unternehmen Wasserstoffautos verkaufen wird, bevor die 7er-Reihe ausläuft“, bewahrheitet sich tatsächlich. Mit dem Hydrogen 7 kommt 2006 die siebte Serienversion auf den Markt, die über einen 12 PS starken 260-Zylinder-Motor verfügt. Diese Botschaft wird Wirklichkeit.

Die Absicht erscheint recht ehrgeizig, aber nicht ohne Grund. BMW experimentiert seit 1978 mit der 5er-Reihe (E12) mit Wasserstoff-Verbrennungsmotoren, 1984 wurde die 745-Stunden-Version des E 23 vorgestellt und am 11. Mai 2000 demonstrierte man die einzigartigen Fähigkeiten dieser Alternative. , Eine beeindruckende Flotte von 15 PS E 750-Autos der Woche mit 38-Zylinder-Wasserstoffmotoren absolvierten einen 12-km-Marathon und demonstrierten damit den Erfolg des Unternehmens und insbesondere die Versprechen neuer Technologien. In den Jahren 170 und 000 beteiligten sich einige dieser Fahrzeuge weiterhin an verschiedenen Demonstrationen zur Förderung der Wasserstoffidee. Dann folgt eine Neuentwicklung auf Basis der nächsten 2001er-Reihe mit einem modernen 2002-Liter-Achtzylindermotor und einer Höchstgeschwindigkeit von 7 km/h, gefolgt von der Neuentwicklung mit einem 4,4-Zylinder-Sechslitermotor.

Die Gründe, warum BMW diese Technologie damals gegenüber der Brennstoffzelle vorzog, haben nach offizieller Stellungnahme des Unternehmens sowohl kommerzielle als auch psychologische Gründe. Erstens erfordert diese Methode deutlich weniger Investitionen, wenn sich die industrielle Infrastruktur ändert. Zweitens, weil die Menschen an den guten alten Verbrennungsmotor gewöhnt sind, ihn lieben und es ihnen schwerfallen wird, sich von ihm zu trennen. Und drittens, weil sich diese Technologie gleichzeitig schneller entwickelt als die Brennstoffzellentechnologie.

In BMW-Autos wird Wasserstoff in einem überisolierten Kryobehälter gespeichert, einer Art Hightech-Thermosflasche des deutschen Kühlkonzerns Linde. Bei niedrigen Lagertemperaturen befindet sich der Kraftstoff in flüssiger Phase und gelangt wie normaler Kraftstoff in den Motor.

Die Konstrukteure des Münchner Unternehmens nutzen die Kraftstoffeinspritzung in den Saugrohren, und die Qualität der Mischung hängt von der Motorbetriebsart ab. Im Teillastbetrieb läuft der Motor dieselähnlich mager, lediglich die Einspritzmenge wird verändert. Das ist die sogenannte „Güteregelung“ des Gemisches, bei der der Motor zwar mit Luftüberschuss läuft, aber aufgrund der geringen Last die Bildung von Stickstoffemissionen minimiert wird. Wenn ein erheblicher Leistungsbedarf besteht, beginnt der Motor wie ein Benzinmotor zu arbeiten und wechselt zur sogenannten "quantitativen Regulierung" des Gemischs und zu normalen (nicht mageren) Gemischen. Möglich sind diese Veränderungen zum einen durch die Schnelligkeit der elektronischen Prozesssteuerung im Motor, zum anderen durch die flexible Arbeitsweise der Gasverteilungssteuerungen – der „doppelten“ Vanos, die im Zusammenspiel arbeiten mit der Valvetronic-Einlasssteuerung ohne Drosselklappe. Dabei ist zu berücksichtigen, dass das Arbeitsschema dieser Entwicklung laut den BMW Ingenieuren nur eine Zwischenstufe in der technologischen Entwicklung darstellt und die Motoren in Zukunft auf eine direkte Wasserstoffeinspritzung in die Zylinder und den Turbolader umsteigen müssen. Es wird erwartet, dass die Anwendung dieser Methoden zu einer Verbesserung der dynamischen Leistung des Autos im Vergleich zu einem ähnlichen Benzinmotor und zu einer Steigerung des Gesamtwirkungsgrads des Verbrennungsmotors um mehr als 50 % führen wird.

Ein interessanter Entwicklungsfakt ist, dass die Münchner Konstrukteure mit den neuesten Entwicklungen bei „Wasserstoff“-Verbrennungsmotoren in den Bereich der Brennstoffzelle vordringen. Sie nutzen solche Geräte, um das Bordnetz im Auto mit Strom zu versorgen, wodurch die herkömmliche Batterie vollständig eliminiert wird. Dank dieses Schrittes ist eine zusätzliche Kraftstoffeinsparung möglich, da der Wasserstoffmotor die Lichtmaschine nicht antreiben muss und das Bordnetz völlig autark und unabhängig vom Fahrweg wird – es kann auch bei stehendem Motor Strom erzeugen, und Produktion und Verbrauch von Energie können vollständig optimiert werden. Auch die Tatsache, dass jetzt so viel Strom erzeugt werden kann, wie für Wasserpumpe, Ölpumpen, Bremskraftverstärker und Bordnetz benötigt wird, führt zu weiteren Einsparungen. Parallel zu all diesen Innovationen hat das Kraftstoffeinspritzsystem (Benzin) jedoch praktisch keine kostspieligen Konstruktionsänderungen erfahren.

Um Wasserstofftechnologien voranzutreiben, haben die BMW Group, Aral, BVG, DaimlerChrysler, Ford, GHW, Linde, Opel, MAN im Juni 2002 das CleanEnergy-Partnerschaftsprogramm ins Leben gerufen, das seine Aktivitäten mit der Entwicklung von Flüssiggastankstellen begann. und komprimierter Wasserstoff. Dabei wird ein Teil des Wasserstoffs vor Ort mit Solarstrom erzeugt und anschließend komprimiert, große verflüssigte Mengen stammen aus speziellen Produktionsstationen und alle Dämpfe aus der flüssigen Phase werden automatisch in den Gasspeicher überführt.
BMW hat eine Reihe weiterer gemeinsamer Projekte initiiert, unter anderem mit Ölunternehmen. Zu den aktivsten Teilnehmern zählen Aral, BP, Shell und Total.
Warum BMW jedoch von diesen technologischen Lösungen abweicht und weiterhin auf die Brennstoffzelle setzt, verraten wir Ihnen in einem weiteren Artikel dieser Serie.

Wasserstoff in Verbrennungsmotoren

Interessanterweise ist Wasserstoff aufgrund der physikalischen und chemischen Eigenschaften viel brennbarer als Benzin. In der Praxis bedeutet dies, dass viel weniger Anfangsenergie benötigt wird, um den Verbrennungsprozess in Wasserstoff einzuleiten. Andererseits können Wasserstoffmotoren leicht sehr „schlechte“ Gemische verwenden – etwas, das moderne Benzinmotoren durch komplexe und teure Technologien erreichen.

Die Wärme zwischen den Partikeln des Wasserstoff-Luft-Gemisches wird weniger abgeführt, gleichzeitig ist die Selbstentzündungstemperatur deutlich höher, ebenso die Geschwindigkeit der Verbrennungsvorgänge im Vergleich zu Benzin. Wasserstoff hat eine geringe Dichte und ein starkes Diffusionsvermögen (die Möglichkeit, dass Partikel in ein anderes Gas eindringen – in diesem Fall Luft).

Die für die Selbstzündung erforderliche geringe Aktivierungsenergie ist eine der größten Herausforderungen bei der Steuerung von Verbrennungsprozessen in Wasserstoffmotoren, da sich das Gemisch aufgrund des Kontakts mit heißeren Bereichen im Brennraum und des Widerstands, der einer Kette von Verbrennungen folgt, leicht spontan entzünden kann unkontrollierte Prozesse. Die Vermeidung dieses Risikos ist eine der größten Herausforderungen bei der Konstruktion von Wasserstoffmotoren. Es ist jedoch nicht einfach, mit den Folgen der Tatsache umzugehen, dass das hochdisperse Verbrennungsgemisch sehr nahe an den Zylinderwänden entlang wandert und in extrem enge Spalten eindringen kann. zum Beispiel entlang geschlossener Ventile... All dies muss bei der Konstruktion dieser Motoren berücksichtigt werden.

Die hohe Selbstentzündungstemperatur und die hohe Oktanzahl (in der Größenordnung von 130) ermöglichen eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses des Motors und damit seiner Effizienz, aber auch hier besteht die Gefahr der Selbstentzündung von Wasserstoff bei Kontakt mit einem heißeren Teil. in einem Zylinder. Der Vorteil der hohen Diffusionsfähigkeit von Wasserstoff besteht darin, dass er sich leicht mit Luft vermischen kann, was im Falle eines Tankausfalls eine schnelle und sichere Verteilung des Kraftstoffs gewährleistet.

Das ideale Luft-Wasserstoff-Gemisch für die Verbrennung hat ein Verhältnis von etwa 34:1 (bei Benzin beträgt dieses Verhältnis 14,7:1). Das bedeutet, dass bei der Kombination der gleichen Masse von Wasserstoff und Benzin im ersten Fall mehr als doppelt so viel Luft benötigt wird. Gleichzeitig nimmt das Wasserstoff-Luft-Gemisch deutlich mehr Platz ein, was erklärt, warum Wasserstoffmotoren weniger Leistung haben. Eine rein digitale Darstellung von Verhältnissen und Volumina ist ziemlich beredt - die Dichte von verbrennungsbereitem Wasserstoff ist 56-mal geringer als die Dichte von Benzindampf ... Es sollte jedoch beachtet werden, dass Wasserstoffmotoren im Allgemeinen mit Luftgemischen betrieben werden können . Wasserstoff im Verhältnis bis 180:1 (also bei sehr „schlechten“ Gemischen), was wiederum dazu führt, dass der Motor ohne Drosselung laufen und das Prinzip von Dieselmotoren nutzen kann. Erwähnenswert ist auch, dass Wasserstoff im Vergleich zwischen Wasserstoff und Benzin als Massenenergieträger unangefochten führend ist – ein Kilogramm Wasserstoff hat fast dreimal mehr Energie pro Kilogramm Benzin.

Wie bei Ottomotoren kann verflüssigter Wasserstoff direkt vor den Ventilen in den Krümmern eingespritzt werden, aber die beste Lösung ist die Einspritzung direkt während des Verdichtungstakts – in diesem Fall kann die Leistung die eines vergleichbaren Benzinmotors um 25 % übertreffen. Denn der Kraftstoff (Wasserstoff) verdrängt nicht wie bei einem Benzin- oder Dieselmotor die Luft, sodass sich der Brennraum nur mit (deutlich mehr als üblich) Luft füllen kann. Außerdem benötigt Wasserstoff im Gegensatz zu Ottomotoren keine strukturelle Verwirbelung, da Wasserstoff ohne diese Maßnahme recht gut mit Luft diffundiert. Aufgrund der unterschiedlichen Verbrennungsraten in verschiedenen Teilen des Zylinders ist es besser, zwei Zündkerzen einzubauen, und bei Wasserstoffmotoren ist die Verwendung von Platinelektroden nicht geeignet, da Platin zu einem Katalysator wird, der auch bei niedrigen Temperaturen zur Kraftstoffoxidation führt .

Mazda-Variante

Auch das japanische Unternehmen Mazda zeigt seine Version des Wasserstoffmotors in Form eines Rotationsblocks im Sportwagen RX-8. Kein Wunder, denn die Konstruktionsmerkmale des Wankelmotors eignen sich hervorragend für die Nutzung von Wasserstoff als Kraftstoff.
Das Gas wird unter hohem Druck in einem speziellen Tank gespeichert und der Kraftstoff direkt in die Brennräume eingespritzt. Dadurch, dass bei Wankelmotoren die Zonen, in denen Einspritzung und Verbrennung stattfinden, getrennt sind und die Temperatur im Einlassteil niedriger ist, wird das Problem der Möglichkeit einer unkontrollierten Zündung deutlich reduziert. Der Wankelmotor bietet außerdem ausreichend Platz für zwei Injektoren, was für die Einspritzung der optimalen Wasserstoffmenge unerlässlich ist.

H2R

Der H2R ist ein funktionierender Supersport-Prototyp, der von BMW Ingenieuren gebaut und von einem 12-Zylinder-Motor angetrieben wird, der eine maximale Leistung von 285 PS erreicht. beim Arbeiten mit Wasserstoff. Dank ihnen beschleunigt das Versuchsmodell in sechs Sekunden von 0 auf 100 km/h und erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 300 km/h.Der H2R-Motor basiert auf dem serienmäßigen Verdeck des 760i-Benziners und benötigte nur zehn Monate Entwicklungszeit .

Um Selbstentzündungen zu verhindern, haben die bayerischen Spezialisten eine spezielle Strategie für die Strömungs- und Einspritzzyklen in den Brennraum entwickelt, die die Möglichkeiten der variablen Ventilsteuerung des Motors nutzen. Bevor das Gemisch in die Zylinder eintritt, werden diese durch Luft gekühlt und die Zündung erfolgt nur am oberen Totpunkt - aufgrund der hohen Verbrennungsrate mit Wasserstoffkraftstoff ist eine Frühzündung nicht erforderlich.