Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Водородный двигатель на чем работает


принцип работы машин на водородном топливе, плюсы и минусы

Водородный двигатель в последние годы всё чаще рассматривается многими производителями транспортных средств в качестве достойной альтернативы традиционным ДВС, работа которых обеспечивается «чёрным золотом». Перспектива использовать такой двигатель в будущих десятилетиях была оценена ещё во времена блокады Ленинграда, когда Борис Шелищ сумел разработать, а также внедрить метод перевода бензиновых двигателей на использование водородного топлива. Однако до настоящего времени предпочтение отдавалось исключительно конкурирующим технологиям, к числу которых можно отнести электромобиль и гибридный автомобиль.

Принцип работы

Устройство водородных двигателей не отличается особой сложностью. Главным отличием является способ подачи и воспламенения смесей при полном сохранении основного принципа преобразования. При этом на фоне традиционного бензина и дизеля, водородное топливо обеспечивает мгновенную скорость реакции даже в условиях незначительного уровня давления внутри топливной системы. Для образования смеси участие воздуха не является необходимым, а остающийся в камере сгорания пар, после прохождения сквозь радиатор и конденсации, снова становится Н2О.

Безусловно, топливный элемент в данном варианте предполагает использование специального электролизера, обеспечивающего выделение достаточного количества водорода для участия в возобновлённом гидролизе с кислородом. Основная проблема состоит в том, что в современных реалиях данный вариант практически невыполним. Современные технологии не гарантируют стабильность функционирования и беспроблемный запуск мотора при отсутствии атмосферного воздуха.

Особенности гибридных конструкций

Характеристики, которыми обладает водородное топливо, активно использовались многими конструкторами с целью создания уникального гидродвигателя внутреннего сгорания. Например, разработанный В.С. Кащеевым метод – это принципиально иная установка, имеющая не только традиционный подающий воздух впускной клапан и выпускное устройство отвода выхлопных газов, но и отдельный клапанный механизм подачи водорода, а также свечу зажигания в головке блоков цилиндров.

Несмотря на некоторые принципиальные отличия, механизм работы остаётся неизменным, поэтому любые гибридные силовые агрегаты принято считать переходной стадией от применения дизеля и бензина к использованию водородного топлива. Благодаря высоким показателям КПД, лёгкое химическое вещество вводится в состав топливно-воздушных смесей, что значительно повышает степень сжатия, а также снижает токсичность выхлопов. Кроме этого, взаимодействие кислорода с водородом сопровождается выделением достаточного количества энергии, которая нужна автомобильным электродвигателям.

Водородные топливные элементы

Водородный топливный элемент, с конструктивной точки зрения, является своеобразной аккумуляторной «батарейкой» с высокими показателями коэффициента полезного действия (порядка 50%). Внутри корпуса протекают физико-химических процессы с участием специальной мембраны, отвечающей за проведение протонов. Посредством такого мембранного элемента происходит деление корпуса на пару частей – резервуар с анодом и камеру с катодом.

Камера с анодом заполняется водородом, а в катодную часть поступает атмосферный кислород. В качестве покрытия электродов используются дорогостоящие редкоземельные металлы, включая платину. Особенности поверхности обеспечивают взаимодействие с водородными молекулами, в результате чего происходит потеря электронов. Одномоментно с этим процессом выполняется прохождение протонов сквозь мембрану к катоду. Благодаря такому воздействию катализатора протоны соединяются с поступившими извне электронами.

Результат произошедшей реакции – образование воды и поступление электронов из анодной камеры в электрическую цепь, подключённую к силовому агрегату. Таким образом, двигатель приводится в движение водородным топливным элементом и может проработать порядка 200-250 км. Тормозит применение такой технологии и серийный выпуск автомобилей с водородными двигателями необходимость использовать в конструкции элементов платину, палладий и другие дорогостоящие металлы.

Преимущества и недостатки

С практической точки зрения все плюсы и минусы водородных силовых агрегатов в условиях современного автомобилестроения очевидны и обусловлены их техническими характеристиками. К неоспоримым преимуществам относятся следующие факторы:

  • абсолютно бесшумная работа;
  • высокие показатели экологической чистоты;
  • очень достойный коэффициент полезного действия;
  • меньшее количество токсичных выбросов в атмосферу;
  • гарантированно высокая мощность и производительность;
  • конструктивная простота и отсутствие ненадёжных систем топливной подачи.

Среди значимых недостатков можно выделить сложность и дороговизну получения топлива в промышленных объёмах, отсутствие регламента хранения и транспортирования. Вес машины естественным образом заметно увеличится, что обусловлено необходимостью установки на транспортное средство тяжёлых токовых преобразователей и мощных аккумуляторных батарей.

Специалисты отмечают также высокую опасность использования водорода, связанную с риском появления взрыво- и пожароопасной ситуации при взаимодействии с разогретым выпускным коллектором и моторными маслами. Сегодня цена одного килограмма водорода составляет порядка 8-9 американских долларов, поэтому при расходе 1,2-1,3 кг на 100 км, средняя стоимость такой поездки вполне сопоставима с эксплуатацией традиционного бензинового автомобиля.

Модели с водородным двигателем

Работы по разработке и производству реально функционирующего прототипа инновационного автомобиля обходятся примерно в миллион долларов. Самые крупные автомобильные концерны располагают такими суммами, но крайне редко считают вложение средств в подобные проекты высокодоходным мероприятием.

Honda FCX Clarity

Модель имеет силовую установку в виде водородных топливных элементов. Лизинговые продажи стартовали в Америке 11 лет назад, а для заправки топливом разрабатывалась очень компактная по размерам энергетическая станция (Home Energy Station). Подсистема разгона и торможения в этом автомобиле оснащена эксклюзивным ионистором в виде супер-конденсатора без наличия традиционных «обкладок». Запас хода на одном заряде составляет 700 км. Розничная цена модели – почти 63 тысячи американских долларов.

Hyundai Tucson/ix35 FCEV

Внедорожник класса «К1» был запущен в серийное производство шесть лет назад. Модель, занявшая лидирующие позиции в области использования водородного топлива, отличается компактными размерами. Автомобиль оснащён силовой установкой, представленной двумя газовыми баллонами, которые заполняются сжатым водородом под давлением 700 атм. В динамике эта машина очень хороша, но оптимальный вариант – городской цикл езды.

Hyundai Nexo

Южнокорейская модель второго поколения водородных кроссоверов отличается не только новой платформой, но также лёгким кузовом, аккумуляторной батареей в багажнике и улучшенным строением топливных элементов. Объём трёх одинаковых по размерам баков составляет 52,2 л водорода. Модель была протестирована за Полярным кругом, где довольно легко подтвердила свою работоспособность в суровых климатических условиях.

Toyota Mirai FCV

Японский водородный экомобиль – это новая эра автомобилестроения. Для четырёхдверного седана характерно наличие заметно улучшенной силовой установки, модернизированных и усовершенствованных агрегатов. В модели Тойота Мирай установлены высокоэффективные водородные топливные элементы FC stack и синхронный электрический двигатель переменного тока. Запас хода на одном заряде двух заправочных баллонов составляет 650 км.

Перспективы водородных ДВС

На данный момент к категории водородных моторов относятся как силовые агрегаты, которые функционируют на водороде, так и двигатели, использующие в работе водородные топливные ячейки. По мнению специалистов, водородные двигатели сегодня следует рассматривать, как единственно приемлемую с экологической точки зрения энергию.

Перед учёными в настоящее время стоит задача разработки наиболее приемлемой инфраструктуры, а также определения высокоэффективного способа добычи нестандартного вида топлива. Немаловажное значение придаётся подготовке документации, регламентирующей вопросы транспортирования, хранения и эксплуатации водорода.

Как работают водородные двигатели? (с рисунком)

Водородные двигатели считаются многими отличной альтернативой двигателям на ископаемом топливе. Есть два типа водородных двигателей, и они основаны на различных принципах мощности. Водородные двигатели внутреннего сгорания работают аналогично двигателям внутреннего сгорания, работающим на бензине. Двигатель на водородных топливных элементах работает, смешивая водород и кислород, вырабатывая электричество во время химической реакции.

Водород можно использовать вместо ископаемых видов топлива для двигателей.Водородные двигатели сгорания

аналогичны другим двигателям внутреннего сгорания, за исключением того, что они используют водород вместо ископаемого топлива, что упрощает преобразование процесса производства из нефтяных горелок в водородные двигатели. Эти водородные двигатели сжигают жидкий водород для перемещения поршней и выработки энергии. Водород обеспечивает высокую энергию без вредных выбросов.

Однако существуют некоторые ограничения для водородного двигателя внутреннего сгорания, которые делают его непрактичным.Чтобы хранить достаточно топлива, чтобы быть полезным, водород должен храниться в жидкой форме, что требует охлаждения до экстремально низких температур. Такая низкая температура приведет к деформации и образованию трещин не только на топливном баке, но и на любой окружающей конструкции. Изоляция и усиление транспортного средства, чтобы противостоять этим температурам, увеличивает стоимость производства до непомерно высокого уровня.

Альтернативой этой модели является модель топливного элемента.Водород и кислород смешиваются внутри топливного элемента, объединяясь в воду. Эта химическая реакция также выделяет электричество, которое можно хранить и использовать для питания двигателя. Вода - единственный выхлоп, производимый этим двигателем, что делает его хорошим вариантом для уменьшения загрязнения воздуха.

Хотите автоматически сэкономить время и деньги месяца? Пройдите 2-минутный тест, чтобы узнать, как начать экономить до 257 долларов в месяц.

Внутри топливного элемента сжатый газообразный водород проходит через покрытый платиной катализатор, где электроны вытягиваются, генерируя электричество и создавая положительные ионы водорода. Кислород вводится в клетку через катодную связь с ионами, образуя воду. Эта вода может затем быть выпущена как выхлоп. Энергии, генерируемой одним топливным элементом, недостаточно для питания транспортного средства, но ряд элементов может быть связан для обеспечения достаточной энергии.

Существуют также ограничения для водородных двигателей на топливных элементах. Они исключительно хрупкие и могут быть недостаточно прочными, чтобы выдержать использование в автомобиле. Они используют дорогие компоненты и драгоценные металлы, такие как платина, в своей конструкции, что увеличивает стоимость производства.

Топливные элементы также подвержены замерзанию, особенно перед запуском.После того, как водородный двигатель работает, химический процесс генерирует достаточное количество тепла для предотвращения замерзания клеток. Однако они не производят столько тепла, сколько двигатели внутреннего сгорания, а двигателям с топливными элементами требуется значительно больше времени для прогрева.

,

Что такое водород? (с рисунками)

Водород - легко воспламеняющийся химический элемент, который встречается в большом количестве во всей вселенной. Фактически, этот элемент составляет приблизительно 75% вселенной по объему, и он появляется в очень большом количестве соединений, особенно тех, которые составляют различные органические материалы. Многие люди знакомы с водородом в качестве потенциального источника топлива, благодаря его продвижению в качестве потенциального альтернативного топлива, и каждый потребляет его каждый день в воде, которую люди пьют, и в продуктах, которые они едят.

Периодическая таблица, водород вверху слева.

Атомный номер водорода равен единице, и он обозначается символом H в периодической таблице. Это уникальный автономный элемент, не классифицированный ни с какими другими элементами. Многие ученые считают водород неким элементарным строительным блоком, поскольку его простая структура является основой многих вещей.Бесцветный, легко воспламеняющийся газ имеет ряд промышленных применений, особенно при переработке нефтепродуктов.

Водород представлен H в периодической таблице элементов.

История открытия водорода довольно длинная.Как и другие газы, он редко появляется в чистом виде на Земле, и людям потребовалось некоторое время, чтобы понять, что это был элемент. Газ был описан еще в 1400-х годах, когда экспериментаторы объединили кислоты и металлы для получения легковоспламеняющегося газа. В 1671 году Роберт Бойл описал эту реакцию более подробно, но только в 1766 году Генри Кавендиш признал водород в качестве истинного элемента.

Хотите автоматически сэкономить время и деньги месяца? Пройдите 2-минутный тест, чтобы узнать, как начать экономить до 257 долларов в месяц.

Роберт Бойл

В 1783 году Антуан Лавуазье предложил название для нового элемента, добавив вместе греческий гидрос для «воды» и генов для «рожденного или сформированного». Лавуазье признал, что, когда водород сжигался, он производил воду как побочный продукт, благодаря своей комбинации с кислородом в воздухе. Таким образом, элемент в некотором смысле рождает воду.Как только водород был полностью признан в качестве элемента, он начал извлекаться из различных природных источников и использоваться в различных областях.

Ранние жесткие дирижабли, в том числе разработанные графом Фердинандом фон Цеппелином, удерживались в воздухе водородом, который легче воздуха.

Водород опасен, как известно большинству людей, которые знают о судьбе Гинденбурга .Первоначально он использовался в качестве подъемного агента в аэростатах и ​​дирижаблях, потому что он был очень легким, но взрывная природа газа привела к предложению гелия как более стабильной и безопасной замены. Поскольку элемент настолько реактивный, с ним нужно обращаться осторожно, чтобы избежать несчастных и взрывоопасных ситуаций. К счастью, немногие работают непосредственно с чистым водородом, а те, кто это делают, проходят тщательную подготовку.

Воздушные шары и дирижабли с конца 1700-х годов часто полагались на водород.Антуан Лавуазье назвал водород в 1783 году. ,

Больше обновлений на водородных двигателях. :: Космические инженеры Общие обсуждения

Больше обновлений на водородных двигателях.

Так что я не буду сейчас говорить, что я о них думаю. Я сделал сообщение об этом в своих мыслях и оставлю все как есть. Прямо сейчас я просто даю холодные жесткие цифры.

это на водородном двигателе с большой решеткой. Малый имеет большое количество для ваших судов, если они не потребляют энергию. На самом деле, маленькая версия выявляет проблему с колесами., Они ничего не стоят, чтобы бежать. Заключение роверов - это дело малых двигателей на водороде. Теперь давайте поговорим широко.

*** Пришлось редактировать некоторые цифры для льда ниже .. Я был не прав. Лед действительно 1-10. Спасибо Thalyn за исправление меня в этом. ****

Водородный двигатель с большой решеткой вырабатывает 5 МВт энергии.

2 генератора O2 могут поставлять его по 500 кВт на генератор кислорода.

Это всего 1 МВт. Дает вам прибыль в 4 МВт.

Гидродвигатель сжигает 1000 литров водорода в секунду при максимальной мощности.(Что характерно для больших сетей с нефтеперерабатывающими заводами, сборкой и т. Д.)

Двигатель может вместить 500000 литров водорода в своем внутреннем баке

Двигатель, который заполнен макс., Будет работать 8,33 минуты на полном баке. Опять же это большая сетка. На 3х размерах инвентарь.

Также, если я делаю свое обращение правильно. Требуется 1000 кг льда, чтобы получить 10000 литров водорода. Таким образом, для обеспечения 8-минутной мощности, потребляемой только одним внутренним баком, требуется 50 000 кг льда при максимальной мощности двигателя.

Я надеялся, что это сделает его жизнеспособным источником энергии для баз.Но давайте посмотрим, я внес некоторые изменения в свою идею.

Я установил резервуары для водорода с большой решеткой, в которых содержится колоссальный 5 000 000 литров водорода. Святое дерьмо.

Это = 1,38 часа времени работы без учета водородного двигателя, который, если он заполнен, добавляет еще 8,33 минуты на общую сумму 1,46 часа времени работы. На самом деле не так уж плохо на самом деле .. Пока вы не выясните лед, который он взял .. Готов. Держи штаны.

500,000Kg Ice ... LOL ... Всего за 2 часа работы.

Мне нужно было установить солнечные батареи, чтобы все работало и батареи., Вы в основном работаете на солнечных батареях и батареях, пока оба бака не заполнятся. Вы можете начать работать с полным баком двигателя и большим баком с водородом, который начинает заполняться. У меня было 4 гена O2, которых было достаточно, чтобы не отставать. много много пробежек, чтобы получить лед. Так что теперь у меня есть 2 часа передышки, чтобы построить yay.

На моей базе сейчас работают 2 нефтеперерабатывающих завода, 3 ассемблера. На всех них установлены модули энергоэффективности для экономии энергии.

1 Двигатель.

Что вы, ребята, думаете о водородных двигателях?

https: // steamcommunity.com / sharedfiles / filedetails /? id = 1643508517

.

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.