Vesinikumootor: töö ja seadme põhimõte

Nagu on teada, on kolvi sisepõlemismootorile nii plusse kui ka mitmeid teatavaid puudusi. Esiteks on globaalne probleem mürgine heitgaas, samuti nafta kütuse pidev vajadus. Olukord ei ole pärast auto ülekandmist palju muutunud, kuna see ei lahenda ka kõiki ülesandeid.

Nende omaduste arvessevõtmine töötatakse pidevalt alternatiivseid võimalusi. Täna on tegelik konkurent elektrimootor. Samal ajal aeglustab suhteliselt väikese insult, patareide kõrged ja kokku arenenud infrastruktuuri puudumine selliste masinate remondi ja hoolduse jaoks loomulikult nende populariseerimiseks.

Sel põhjusel töötavad autotootjad pidevalt, et saada "kahjutu" keskkonda ja suhteliselt odavat elektriüksuse tootmisel, mis ei vaja kallis kütust.

Selliste mootorite hulgas tuleks vesinik-in-law eraldada eraldi, mis võib asendada olemasoleva diisli või bensiini mootori ja prognoositava perspektiiviga. Vaatame, kuidas vesiniku mootori töötab, millist disaini on sarnane mootor ja millised on selle funktsioonid.

Lugege käesolevas artiklis

Vesiniku mootori loomise ajalugu

Alustame vesiniku mootori ehitamise ideedest ilmus 1806. aastal. Asutaja sai Francois Isaac de Rivaz, mis sai veest vesiniku elektrolüüsi meetodi abil. Nagu näha, mootori vesinik "sündis" pikka aega enne mitmeid küsimusi tõsteti keskkonna ja heitgaasi toksilisus.

Teisisõnu, püüab käivitada DVS-i vesinikule mitte kaitsta keskkonda, vaid vesiniku banaalseks kasutamiseks kütusena. Pärast mitmeid aastakümneid (1841) esmapatendi sellise mootori väljastati 1852 agregaat ilmus Saksamaal, mis edukalt töötas õhu ja vesiniku.

Teise maailmasõja ajal, kui raskused tekkisid nafta kütuse pakkumise, NSVL Boris Isaakovitši Shesinchi tehnik, panid Ukrainast pärit vene vesinikuenergia aluse aluse. Ta soovitas kasutada vesiniku ja õhu segu, kui OI kütusena leidis tema ideed kiiresti praktilise rakenduse. Selle tulemusena toimus vesiniku juures umbes poolsada mootorit.

Kuid pärast sõja lõppu peatati vesiniku mootori edasine areng nii NSVL-i kui ka kogu maailmas. Seejärel mäletati mootorit ainult siis, kui kütusekriis juhtus 20. sajandi 70s. Selle tulemusena ehitati BMW 1979. aastal auto, mille mootorit kasutati vesinikuga põhikütusena. Üksus töötas suhteliselt stabiilsena, ei olnud plahvatusi ja veeauru heitmeid.

Teised autotootjad alustasid ka selles valdkonnas tööd, mille tulemusena ilmusid 20. sajandi lõpuks mitte ainult paljud prototüübid, vaid ka üsna edukalt töötavad mootorite proovid vesinikkütuse (vesiniku ja bensiini ja diiselmootoriga).

Kuid pärast kütusekriisi lõppemist vähendati ka vesiniku FCS-i tööd. Täna kasvab huvi alternatiivsete energiaallikate vastu jälle, nüüd tõsiste keskkonnaprobleemide tõttu ning võttes arvesse asjaolu, et naftareserv planeedil on kiiresti vähendatud ja hinnad on loomulikult kasvavad naftatoodete.

Samuti püüavad paljude riikide valitsused muutuda mitte-lenduvaks ja vesiniku on üsna taskukohane alternatiiv. Täna, GM, BMW, HONDA, FORD Corporation jne

Mootori töötamine vesinikule: Omadused vesiniku ICA

Alustame asjaoluga, et vesiniku sisepõlemismootor oma disainis ei erine tavalisest ohist väga erinev. Kõik samad silindrid ja kolvid, põlemiskambris ja kompleksne väntühendusmehhanism, mis transformeerides tööle vastastikus liikumist.

Ainus asi balloonides põletab mitte bensiini, gaasi või, kuid õhu ja vesiniku segu. Samuti on vaja arvesse võtta asjaolu, et vesiniku kütuse varustamise meetod, segamise moodustamine ja süüde on samuti mõnevõrra erinev sarnaste protsesside sarnaste protsessidega võrreldes.

Esiteks, põletamine vesiniku võrreldes õli kütus iseloomustab asjaolu, et vesinik põletab palju kiiremini. Tavapärases mootoris täidab bensiini või diislikütuse segu õhuga põlemiskambrisse, kui kolb kolvi tõusis NMT-le (ülemine surnud punkt), siis kütus on kütus ja pärast seda pannakse gaasid kolb.

On vesinik, reaktsioon jätkub kiiremini, mis võimaldab teil liikuda silindri täitmise ajal, mil kolb juba alustades liikuma NMT (alumine surnud dot). Ka pärast reaktsiooni jätkamist muutub tulemus mürgiste heitgaaside asemel tavaliseks veeks. Nagu nähtub, esmapilgul on standardmootor suhteliselt lihtne reguleerida vesiniku kütuse all, parandades tarbimist, vabanemist ja elektrisüsteemi, kuid see ei ole.

Esimene probleem on see, kuidas saada vajalikku vesinikku. Nagu on teada, vesinik on vee koostises ja on tavaline element, kuid seda praktiliselt ei leitud puhtal kujul. Sel põhjusel on sõidukile maksimaalse autonoomia puhul vaja eraldi panna vesinikuparanduste "jagamiseks" veele, võimaldades mootoril vajalikku kütust süüa.

Idee tundub atraktiivne. Lisaks saate isegi ilma välitingimusteta sisselaskeava ja sulgeda suletud kütusesüsteemi. Teisisõnu pärast iga kord, kui kamber põletab laengu, jääb silindri veeauru. Kui see paar liigub läbi radiaatori, tekivad kondensatsioon, see tähendab, et vesi moodustatakse uuesti, millest vesinikku saab taaskasutada.

Selle saavutamiseks tuleks autole paigaldada elektrolüüsi (elektrolüser) paigaldus Praktikas on paigaldamine raske ja kallis ning sellist suletud süsteemi loomist on üsna raske.

Fakt on see, et mis tahes sisepõlemismootor, mis on sõltumatult kütuse liigist endiselt kaitsta koormatud sõlmede ja hõõrumise paari kaitsmiseks. Kui lihtsalt, ilma mootoriõli, ei ole vaja teha. Samal ajal siseneb õli osaliselt põlemiskambrisse ja seejärel heitgaasis. See tähendab, et täielikult isoleerida kütuse süsteem vesiniku (mitte kasutada välisõhu kasutata) peaaegu realiseerimata ülesanne.

Sel põhjusel meenutavad kaasaegsed vesiniku sisepõlemismootorid gaasimootoritega, st gaasi agregaatide propaan. Et kasutada vesiniku asemel propaani, piisab selle mootori seadete muutmiseks. Tõsi, vesiniku väheneb mõnevõrra. Kuid vesiniku vajab vähem, et saada mootorist vajaliku tagasipöördumise. Sellisel juhul ei ole oodata autonoomsete vesiniku tootmise käitisi.

Mis puudutab vesinikku tavaliseks bensiini või diiselmootoriga, tekitatakse automaatselt riske ja raskusi. Kõigepealt võivad kõrged temperatuurid ja tihendusuhe viia kaasa asjaolule, et vesinik reageerib DVS-i ja mootoriõli kütteelementidega.

Ka isegi väikese vesiniku leke võib põhjustada kütuse saamiseks eelsoojendatud väljalaskekollektorile, mille järel võib tekkida plahvatus või tulekahju. Nii et see ei juhtu, pöörlevad mootorid kasutavad vesinikuga töötamiseks sagedamini. Seda tüüpi mootorit sobib selle ülesande jaoks sobivam, kuna nende disain hõlmab suurenenud kaugus sisselaske- ja väljalaskekollektori vahel.

Ühel või teisel viisil, isegi võttes arvesse kõiki raskusi, võib mitmeid probleeme kõrvale hoida mitte ainult pöörleva, vaid ka kolvigloomite puhul, mis võimaldavad vesinikule pidada pigem paljutõotavaks alternatiiviks bensiini, gaasi või diislikütuse jaoks. Näiteks on 2000. aastal esitatud BMW 750HL-mudeli eksperimentaalne versioon vesiniku mootorit 12 silindrile. Üksus töötab edukalt sellistes asjades ja suudab auto dispergeerida kiirusele umbes 140 km / h.

Tõsi, ei ole üksikuid taimi vesiniku tootmiseks veest autoga. Selle asemel on olemas spetsiaalne tank, mis on lihtsalt tankimine vesinikuga. Vesiniku täieliku paagi insuldi reserv on umbes 300 km. Pärast vesiniku lõppemist käivitub mootor automaatselt bensiini töötamisega.

Mootor vesinikkütuse rakkudes

Pange tähele vesiniku mootorite all olevate agregaatide all vesinikkütuse (vesiniku sisemise mootori) ja vesinikkütuse rakkude mootoritega töötavate agregaatidena. Oleme juba kaalunud esimest tüüpi ülaltoodud, nüüd peatume teises versioonis.

Vesiniku kütuseelement on tegelikult "aku". Teisisõnu, see on vesiniku aku kõrge efektiivsusega umbes 50%. Seade põhineb füüsikalis-keemilistel protsessidel sellise kütuseelemendi korpus on spetsiaalne membraani juhtiv prootonia. See membraan jagab kaks kaamerat, millest üks on anood ja teise katoodi.

Kambris, kus anood asub, on vesinik ja hapnik langeb katoodi kambrisse. Elektroodid on lisaks kaetud kallite haruldaste muldmetallidega (sageli plaatina). See võimaldab teil mängida katalüsaatori rolli, mis mõjutab vesiniku molekule. Selle tulemusena kaotab vesinik elektronide. Samal ajal läbivad prootonid katoodi membraani kaudu, samas kui katalüsaator mõjutab neid ka. Selle tulemusena kombinatsioon prootonite elektronidega, mis tulevad väljapoole.

See reaktsioonivormivormvormide vesi, elektronidega kaamerast anoodi sisestage elektriline ahel. Määratud ahel on ühendatud mootoriga. Lihtsad sõnad, elektrienergia on moodustatud, mis muudab mootori töö sellisest vesinikkütuse rakust.

Sellised vesinikumootorid võimaldavad vähemalt 200 km. Ühel tasul. Peamine miinus on kütuseelementide kõrge maksumus plaatina, pallaadiumi ja muude kallite metallide kasutamise tõttu. Selle tulemusena suureneb sellise mootoriga transpordi lõplikud kulud suuresti.

Vesinikumootor: täiendavad perspektiivid

Tänapäeval töötavad paljud ettevõtted keskkonnasõbralike mootorite loomisel. Mõned lähevad mööda loominguid, teised teevad kihlvedu elektrisõidukitele jne. Nagu vesinikutehaste puhul ökoloogia ja tulemuslikkuse osas, võib see võimalus lähitulevikus bensiini, gaasi või diislikütuse populatsioonis konkureerida.

Vesinikumootorid näitasid end mõnevõrra paremini kui kõige arenenumad elektrokarkasid. Näiteks Jaapani mudel Honda selgus. Ainus asi jäi sellisele võimalusele ja tankimise võimalusi. Fakt on see, et vesiniku bensiinijaamade infrastruktuur ei ole eriti arenenud ja ülemaailmsel tasandil.

Samuti ei ole vesinikuautode valik eriti suur. Lisaks Honda Selgusele on võimalik mainida MAZDA RX8 vesinikku, samuti BMW Vesinikku 7. Tegelikult on need hübriidid, mis töötavad vedela vesiniku ja bensiini. Võite lisada ka MERCEDES GLC F-C-C-C-raku nimekirja. Sellel mudelil on võimalus laadida majapidamises toiteallikatest ja võimaldab teil läbida kuni 500 km. Ühel tasul.

Lisaks tasub märkida mudel Toyota Mirai. Auto töötab ainult vesiniku juures, üks paak on 600 km. Vesinikumootoreid leidub endiselt kodumaise mudeli "NIVA" ja installitud ka korea keeled spetsiaalse versiooni Hyundai Tucson SUV.

Nagu näha, eksperimenteerivad paljud tootjad vesiniku mootoriga aktiivselt, kuid sellel lahendusel on veel palju puudusi. Samal ajal segavad mõned puudused tugevalt masside edendamisega.

Esiteks, see on sellise kütuse transportimise ohutus ja keerukus. Oluline on mõista, et vesinik on väga kütus ja plahvatusohtlik isegi suhteliselt madalate temperatuuridega. Sel põhjusel on raske säilitada ja transportida. Tuleb välja, on vaja ehitada spetsiaalsed vesiniku mahutid autodele selle tüüpi mootoriga. Selle tulemusena väga vähe vesiniku bensiinijaamade praktikas.

Samuti on võimalik lisada teatud keerukus ja suured kulud vesinikuüksuse parandamiseks ja säilitamiseks ning vajadust valmistada ette ja harida suur hulk kõrgelt kvalifitseeritud personali. Kui me räägime autost vesinikust ja selle tööomadustest, muudab vesiniku paigaldamise olemasolu auto raskem, käitlemine on loomulikult halvenev.

Võtame kokku

Nagu näha, võib täna vesinikuautod ja vee mootorit pidada täiesti reaalseks alternatiiviks mitte ainult tavalisele sisepõlemismootorile, mis kasutavad õli kütust, aga ka elektrokaelaid.

Esiteks on sellised seadmed vähem mürgised, samas kui nad ei vaja kallis naftapõhiseid kütuseid. Samuti on vesiniku mootoriga autodel vastuvõetav insult. Müügiks on hübriidmudelid, mis kasutavad nii vesinikku kui ka bensiini.

Mis puutub puuduste ja raskuste puhul, on täna vesiniku mootoriga autol kõrge hind ja probleemid võivad tekkida kütuse tankimisega täidetavaid tankimisjaamade ebapiisava koguse tõttu. Ära unusta asjaolu, et see ei ole ka lihtne leida spetsialiste, kes on võimelised kõrge kvaliteediga ja professionaalselt serveerivad vesiniku elektrijaama. Sel juhul on hooldus üsna kallis.

Lõpuks märgime, et torujuhtmete aktiivse konstruktsiooni metaani gaasipumpade pumpamiseks tulevikus võime pumbata sama torujuhtmete ja vesinikuga. See tähendab, et vesinikumootoritega autode koguarvu kasvu puhul on suur ka spetsiaalsete täitejaamade arvu kiire suurenemise tõenäosus.

Lugege ka

Pistonemootori disaini parandamine, CSM-i keeldumine: hirmunud mootor, samuti mootor väntvõllita. Omadused ja väljavaated.