Hidrojen Motoru: Çalışma ve Cihaz Prensibi
Bilindiği gibi, piston içten yanmalı motorun hem avlara hem de belirli eksikliklere sahiptir. Her şeyden önce, küresel sorun toksik egzoz, yanı sıra petrol yakıtı için sürekli ihtiyaç. Bütün görevleri de çözmediğinden, arabanın gaz için aktarılmasından sonra durum çok fazla değişmez.
Bu özellikleri dikkate alarak, alternatif seçenekler sürekli geliştirilmektedir. Bugün, gerçek rakip elektrik motorudur. Aynı zamanda, nispeten küçük bir inme, pillerin yüksek maliyeti ve toplamda, bu tür makinelerin onarımı ve bakımı için gelişmiş bir altyapının olmamasının yanı sıra, doğal olarak popülerliklerini yavaşlatır.
Bu nedenle, otomobil üreticileri sürekli olarak çevreye "zararsız" ve pahalı bir yakıt gerektirmeyen bir güç biriminin üretiminde nispeten ucuz olmak için sürekli çalışıyorlar.
Bu tür motorlar arasında, hidrojen-kayınbirden ayrı olarak izole edilmelidir, bu da mevcut dizel veya benzinli motoru iyi değiştirebilir ve öngörülebilir perspektifte. Hidrojen motorunun nasıl çalıştığına bakalım, ne tür bir tasarımın benzer bir motora sahip olduğu ve özellikleri nedir?
Bu makalede oku
Hidrojen motoru oluşturma tarihi
1806'da ortaya çıkan bir hidrojen motoru oluşturma fikirleriyle başlayalım. Kurucu, sudan elektroliz yöntemiyle hidrojen alınan Francois Isaac de Rivaz oldu. Görülebileceği gibi, ortam ve egzoz toksisitesi ile ilgili bir dizi soru ortaya çıkmadan önce, hidrojen "doğdu".
Başka bir deyişle, DVS'u hidrojene başlatma girişimleri, çevreyi korumak için, ancak hidrojenin yakıt olarak kullanılmasını sağlamak için yapıldı. Birkaç yıl sonra (1841'de), bu tür bir motor için bir ilk patent, 1852'de, hava ve hidrojen karışımı üzerinde başarılı bir şekilde çalışan Almanya'da bir agrega ortaya çıktı.
İkinci Dünya Savaşı sırasında, zorluklar Petrol yakıtı temini ile ortaya çıktığında, Ukrayna'dan gelen SSCB Boris Isaakovich Shelisch'in teknisyeni, Rus hidrojen enerjisinin temellerini belirledi. Ayrıca, oi için bir yakıt olarak bir hidrojen ve hava karışımı kullanılarak, daha sonra fikirleri hızlı bir şekilde uygulamalı bir uygulama buldu. Sonuç olarak, hidrojen üzerinde çalıştı yaklaşık yarım yüz motor vardı.
Bununla birlikte, savaşın bitiminden sonra, hidrojen motorunun daha da gelişmesi hem SSCB'de hem de dünyadaki askıya alındı. Sonra motor, yalnızca 20. yüzyılın 70'sinde bir yakıt krizi olduğunda hatırlandı. Sonuç olarak, 1979'daki BMW, motoru ana yakıt olarak hidrojen tarafından kullanıldığı bir araba oluşturdu. Ünite nispeten kararlı çalıştı, su buharının patlaması ve emisyonları yoktu.
Diğer otomobil üreticileri de bu alanda çalışmaya başladı, bunun bir sonucu olarak, 20. yüzyılın sonuna kadar, sadece birçok prototip ortaya çıkmadı, aynı zamanda hidrojen yakıttaki motor örneklerini de başarıyla işletiyordu (hidrojen üzerinde benzin ve dizel motor).
Bununla birlikte, yakıt krizi sona erdikten sonra, hidrojen FCS üzerinde çalışmalar da en aza indirildi. Günümüzde, alternatif enerji kaynaklarına ilgi, şimdi ciddi çevresel problemler nedeniyle artmanın yanı sıra, gezegendeki petrol rezervlerinin hızla azaltıldığı ve fiyatların doğal olarak petrol ürünlerine yayıldığı gerçeğini göz önünde bulunduruyor.
Ayrıca, birçok ülkenin hükümetleri uçucu olmaya çalışmaktadır ve hidrojen oldukça uygun fiyatlı bir alternatiftir. Bugün, GM, BMW, Honda, Ford Corporation, vb.
Hidrojen üzerinde motor çalışması: Hidrojen ICA özellikleri
Hidrojen üzerindeki içten yanmalı motorun tasarımındaki içten yanmalı motorun normalden çok farklı olmadığı gerçeğiyle başlayalım. Aynı Silindirler ve Pistonlar, yanma odası ve pistonlu bir hareketi bir işe dönüştürmek için bir yanma odası ve karmaşık bir krank bağlanma mekanizması.
Silindirlerdeki tek şey, benzin, gaz veya ancak bir hava ve hidrojen karışımı olmamaktadır. Ayrıca, hidrojen yakıtı, karıştırma oluşumu ve ateşleme sağlama yönteminin, geleneksel meslektaşlardaki benzer işlemlere kıyasla bir şekilde de biraz farklı olduğunu dikkate almanız gerekir.
Her şeyden önce, hidrojenin yağ yakıcısına kıyasla yakılması, hidrojenin çok daha hızlı yanması gerçeğiyle ayırt edilir. Sıradan motorda, havaya sahip bir benzin veya dizel yakıt karışımı, piston nermt (üst ölü nokta) neredeyse (üst ölü nokta) yükseldiğinde yanma odasını doldurur, daha sonra yakıt yakıtındadır ve ondan sonra gazlar piston.
Hidrojende, reaksiyon daha hızlı ilerliyor, bu da, pistonun zaten NMT'de (daha düşük ölü nokta) hareket etmeye başladığı sırada silindirin doldurulmasını hareket ettirmenizi sağlar. Ayrıca, reaksiyon ilerledikten sonra, sonuç toksik egzoz gazları yerine sıradan su haline gelir. Görülebileceği gibi, ilk bakışta, standart motor, alım, serbest bırakma ve güç sistemini geliştirerek hidrojen yakıt altında ayarlanması nispeten kolaydır, ancak bu değil.
İlk sorun, gerekli hidrojenin nasıl alınacağıdır. Bilindiği gibi, hidrojen suyun bileşimindedir ve ortak bir elemandır, ancak pratik olarak saf formda bulunmaz. Bu nedenle, araca maksimum özerklik için, motorun suyun gerekli yakıtı yemesine izin vererek, hidrojen kurulumlarını "bölünmesi" için ayrı ayrı ayarlamak gerekir.
Fikir çekici görünüyor. Ayrıca, açık bir giriş olmadan bile yapabilirsiniz ve kapalı bir yakıt sistemi oluşturabilirsiniz. Başka bir deyişle, her seferinde, oda şarjı yaktığında, silindir su buharı kalacaktır. Bu çift radyatörden geçerse, yoğuşma meydana gelir, yani su tekrar kullanılabileceği sudan oluşur.
Bununla birlikte, bunu başarmak için, hidrojeni sudan suya ayıracak şekilde elektroliz (elektrolizör) montajı (elektroliz) monte edilmelidir. Uygulamada, kurulum zor ve pahalıdır ve böyle kapalı bir sistem oluşturmak oldukça zordur.
Gerçek şu ki, herhangi bir içten yanmalı motorun, yakıtın türünden bağımsız olarak, yüklü düğümleri ve sürtünme çiftlerini korumacıdır. Basitçe, motor yağı olmadan, yapmak gerekli değildir. Aynı zamanda, yağ kısmen yanma odasına ve daha sonra egzoza girer. Bu, yakıt sistemini hidrojene (dış havayı kullanmamak için) neredeyse gerçekleştirilemez görevi tamamen izole eden anlamına gelir.
Bu nedenle, modern hidrojen içten yanmalı motorlar gaz motorlarına benzeyen, yani gaz agrega propanlarıdır. Propan yerine hidrojen kullanmak için, böyle bir motorun ayarlarını değiştirmek yeterlidir. Doğru, hidrojen biraz azalır. Bununla birlikte, hidrojen motordan gerekli dönüşü elde etmek için daha az ihtiyaç duyar. Bu durumda, özerk hidrojen üretimi için hiçbir kurulum beklenmemektedir.
Sıradan bir benzin veya dizel motora hidrojen gönderme girişimi gelince, riskler ve zorluklar otomatik olarak ortaya çıkar. Her şeyden önce, yüksek sıcaklıklar ve sıkıştırma oranı, hidrojenin DVS ve motor yağının ısıtma elemanları ile reaksiyona sokulacağı gerçeğine yol açabilir.
Ayrıca, küçük bir hidrojen sızıntısı bile, yakıtın önceden ısıtılmış bir egzoz manifolduna girmesine neden olabilir, ardından bir patlama veya yangın oluşabileceği. Böylece olmazsa, döner motorlar hidrojen üzerinde çalışmak için daha sık kullanırlar. Bu tür bir motor bu görev için daha uygundur, çünkü tasarımları alım ve egzoz manifoldu arasında artan bir mesafe içeriyor.
Bir yol ya da başka, hatta tüm zorlukları dikkate alarak bile bir dizi problem, sadece döner üzerinde değil, hatta piston motorlarında bile, hidrojenin benzin, gaz veya dizel için oldukça umut verici bir alternatif olarak kabul edilmesini sağlayan pistonlu motorlarda devredilebilir. Örneğin, 2000 yılında sunulan BMW 750HL modelinin deneysel versiyonu, 12 silindir için bir hidrojen motoruna sahiptir. Ünite, böyle bir şey üzerinde başarılı bir şekilde çalışır ve bir arabayı yaklaşık 140 km / s hızında dağıtabilir.
Doğru, hidrojen üretimi için sudan araba ile bireysel bitkiler yoktur. Bunun yerine, sadece hidrojen ile yakıt dolduran özel bir tank vardır. Hidrojenin tam tankındaki inme rezervi yaklaşık 300 km'dir. Hidrojen bittikten sonra, motor otomatik olarak benzin üzerinde çalışmaya başlar.
Hidrojen yakıt hücrelerinde motor
Lütfen hidrojen motorlarının altında, hidrojen (hidrojen iç motor) üzerinde çalışan agregalar (hidrojen iç motor) ve hidrojen yakıt hücreleri kullanan motorlar olarak anlaşılmaktadır. Yukarıdaki ilk türü zaten düşündük, şimdi ikinci sürümde duralım.
Hidrojen üzerindeki yakıt hücresi aslında bir "bataryayı" temsil eder. Başka bir deyişle, bu, yaklaşık% 50 yüksek verimliliğe sahip bir hidrojen pildir. Cihaz fizikokimyasal işlemlere dayanır, böyle bir yakıt hücresinin mahfazasında özel bir membran iletken proton vardır. Bu membran, birinde bir anot ve başka bir katodta iki kamerayı paylaşır.
Anotun bulunduğu odada, hidrojen gelir ve oksijen katot odasına düşer. Elektrotlar ayrıca pahalı nadir toprak metalleri (genellikle platin) ile kaplanır. Bu, hidrojen molekülleri üzerindeki etkisi olan bir katalizör rolünü oynamanıza olanak sağlar. Sonuç olarak, hidrojen elektronları kaybeder. Aynı zamanda, protonlar membrandan katodere giderken, katalizör de onları etkiler. Sonuç olarak, dışarı çıkan elektronlu protonların bir kombinasyonu.
Bu reaksiyon suyu oluşturur, elektrik devresini anotla elektronlarla elektrik devresini girin. Belirtilen devre motora bağlanır. Basit kelimeler, elektrik oluşur, bu da motorun böyle bir hidrojen yakıt hücresinden çalışmasını sağlar.
Bu tür hidrojen motorları en az 200 km'ye izin verir. Bir şarjda. Ana eksi, platin, paladyum ve diğer pahalı metallerin kullanımı nedeniyle yüksek yakıt hücrelerinin maliyetidir. Sonuç olarak, böyle bir motorla ulaşımın nihai maliyeti büyük ölçüde artar.
Hidrojen Motoru: Diğer Perspektifler
Bugün, birçok şirket çevre dostu motorların oluşturulması üzerinde çalışıyor. Bazıları yaratma şekli boyunca gidin, diğerleri elektrikli taşıtlara vb. Hidrojen bitkileri için ekoloji ve performans açısından, bu seçenek de yakın gelecekte benzin, gaz veya bir dizel popülasyonda rekabet edebilir.
Hidrojen motorlarının kendilerini en gelişmiş elektrocarlardan biraz daha iyi gösterdi. Örneğin, Japon model honda netliği. Tek şey, böyle bir yol eksikliği ve yakıt ikmali olanakları kaldı. Gerçek şu ki, hidrojen benzin istasyonlarının altyapısının özellikle geliştirilmemesi ve küresel bir ölçekte.
Ayrıca, hidrojen otomobillerinin seçimi özellikle büyük değildir. Honda netliğine ek olarak, Mazda RX8 hidrojeninin yanı sıra BMW hidrojen 7'den bahsetmek mümkündür. Aslında, bunlar, sıvı hidrojen ve benzin üzerinde çalışan hibritlerdir. Ayrıca Mercedes GLC F-Hücre Listesine ekleyebilirsiniz. Bu model, hane halkı güç kaynağından şarj etme yeteneğine sahiptir ve 500 km'ye kadar geçmenizi sağlar. Bir şarjda.
Ek olarak, Toyota Mirai modeline dikkat ediyor. Araba yalnızca hidrojen üzerinde çalışır, bir tank 600 km'dir. Hidrojen motorları hala "NIVA" yurtiçi modelinde bulunur ve ayrıca Hyundai Tucson SUV'un özel bir versiyonu için Koreliler tarafından da kurulur.
Görülebileceği gibi, birçok üretici, motorla hidrojen üzerindeki aktif olarak denemektedir, ancak bu çözeltinin hala birçok dezavantajı vardır. Aynı zamanda, bazı dezavantajları kütle tanıtımına şiddetle etkileşime girer.
Her şeyden önce, bu, bu tür yakıtı taşımanın güvenliği ve karmaşıklığıdır. Hidrojenin, nispeten düşük sıcaklıklarda bile çok yakıt ve patlayıcı olduğunu anlamak önemlidir. Bu nedenle depolamak ve taşımamak zordur. Görünür, bu tür motorlu otomobiller için özel hidrojen tankları oluşturmak gerekir. Sonuç olarak, hidrojen benzin istasyonlarının uygulamasında çok az.
Bir hidrojen biriminin onarılması ve korunması için belirli bir karmaşıklık ve yüksek maliyetler, ayrıca çok sayıda yüksek kaliteli personelin hazırlanması ve eğitilmesi gereği. Hidrojen ve operasyonel özellikleri üzerindeki otomobilin kendisi hakkında konuşursak, bir hidrojen kurulumunun varlığı araba daha ağır hale getirir, taşıma doğal olarak bozulur.
Özetleyelim
Görülebileceği gibi, bugün hidrojen otomobilleri ve sudaki motor, sadece yağ yakıtı kullanan, aynı zamanda elektrokararlar kullanan normal iç yanmalı motora değil, tamamen gerçek bir alternatif olarak kabul edilebilir.
Her şeyden önce, bu tür tesisler daha az toksiktir, pahalı petrol bazlı yakıtlara ihtiyaç duymazlar. Ayrıca hidrojen motorlu otomobiller kabul edilebilir bir vuruşa sahiptir. Hem hidrojen hem de benzin kullanan hibrit modeller satışta.
Eksiklikler ve zorluklar için, bugün bir hidrojen motorlu otomobilin yüksek maliyetine sahip ve problemler yetersiz miktarda dolum istasyonu nedeniyle yakıt yakıt ikmali ile ortaya çıkabilir. Yüksek kalitede ve profesyonelce bir hidrojen santraline hizmet edebilecek uzmanları bulmak da kolay olmadığını unutmayın. Bu durumda, bakım oldukça pahalı olacaktır.
Son olarak, metan gazı pompalamak için aktif boru hatlarının, gelecekte aynı boru hatları ve hidrojen boyunca pompalayabilmesi için pompalanması için aktif boru yapımının. Bu, toplam araba sayısının hidrojen motorlu büyümesi durumunda, özel doldurma istasyonlarının sayısında hızlı bir artış olasılığı da yüksektir.
Ayrıca oku
Pistonlu motorun tasarımının iyileştirilmesi, CSM'nin reddedilmesi: Korkmuş bir motor, ayrıca krank mili olmayan motor. Özellikler ve beklentiler.
