Ecoparcovka.ru

ЭкоПарковка СТО
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Будет ли двигатель работать только на водороде

Будет ли двигатель работать только на водороде

  • Главное
  • События
  • Технологии
  • Люди
  • Синхроинфотрон
  • Ещё…
    • История
    • Игры
  • Главное
  • События
  • Технологии
  • Люди
  • Синхроинфотрон
  • Ещё…
    • История
    • Игры

Свежий номер уже доступен

Спасибо!

Поезда на водороде

Впервые Alstom представил водородный поезд Coradia iLint на выставке InnoTrans 2016 в Берлине. Запуск такого транспортного средства без выбросов CO2, представляющего собой настоящую альтернативу электричке с дизельным двигателем, позволил французской компании стать первым железнодорожным производителем в мире, разработавшим пассажирский поезд на основе водородной технологии. В соответствии с глобальной европейской целью — переходом к низкоуглеродистой транспортной системе — Alstom стала пионером в разработке и внедрении инновационных и экологически чистых решений в этой отрасли.

Через два года два поезда Coradia iLint поступили в эксплуатацию «Государственной транспортной компании Нижняя Саксония» (LNVG) в Германии. Сегодня они курсируют между городами Куксхафен, Бремерхафен, Бремерверде и Букстехуде.

Поезда заправляются на передвижной водородной заправочной станции. Газообразный водород закачивается из стального контейнера, который находится рядом с путями на станции Бремерверде. На одной заправке бака электричка на водороде работает весь день, проходя расстояние 1 тыс. километров. Стационарную заправочную станцию водорода планируется ввести в эксплуатацию в 2021 году, когда французская компания поставит ещё 14 поездов.

Coradia iLint — это железнодорожное транспортное средство с нулевым уровнем выбросов, где выхлопные газы представляют собой пар и конденсированную воду. К тому же Coradia iLint является и самым тихим, то есть с низким уровнем шума.

Новый поезд на водородном топливе сочетает в себе несколько инновационных решений. Это — преобразование чистой энергии, её хранение в батареях, а также интел­лектуальное управление тяговой мощностью. Экологически чистый поезд специально разработан для работы на неэлектрифицированных линиях. Он обеспечивает устойчивую работу электричек с высоким уровнем производительности.

Житель Петербурга собирает в гараже экологически чистый двигатель на водороде

Житель Петербурга собирает в гараже экологически чистый двигатель на водороде
  • Поделиться в Facebook
  • Поделиться в Twitter

No media source currently available

  • 270p | 8,7MB
  • 360p | 13,3MB
  • 720p | 29,2MB
  • 1080p | 52,1MB

Изобретатель Алексей Данилин уже год пробует собрать в гараже на окраине Петербурга двигатель, где в качестве топлива – водородная смесь, а вместо выхлопных газов в атмосферу выделяется обыкновенная вода. Основных проблем у него пока две: материалы, выдерживающие ударную волну, и место для изготовления полномасштабного прототипа.

Лаборатория Данилина находится в старом гараже на приусадебном участке на окраине Петербурга. Пока изобретатель сумел построить тестовый образец водородного двигателя, размером в два раза меньше, чем он должен быть, согласно его же расчетам, да и то: чтобы построить эту машину, изобретатель потратил целый год.

«Самым лучшим топливом будет водород. Водородно-кислородная смесь при взрыве, при сгорании, выделяет только чистую воду, практически дистиллированную», – рассказывает о своей работе изобретатель.

Ударная волна в трубке, которая стоит на испытательном стенде, должна работать, как поршень в обычном автомобильном двигателе

«Ударная волна – это движение газов в каком-то замкнутом объеме… или в незамкнутом. Она движется быстрее скорости звука. Любой взрыв или электрический разряд эту волну инициирует», – поясняет Данилин.

Усовершенствованный в Санкт-Петербурге унитаз экономит воду
  • Поделиться в Facebook
  • Поделиться в Twitter

No media source currently available

Даже в таком небольшом образце работа ударной волны впечатляет.

В момент движения ударной волны в трубе изобретатель искусственно создает там же индукционное поле. Все происходит в районе стеклянной вставки – той самой, где размещены электроды.

Изобретатель уверен, что ударная волна «вырвет» свободные заряженные частицы, а потом сама установка даст электрический ток.

«Этот перепад напряжения можно трансформировать с помощью того же трансформатора, который возбуждает пусковые электрические разряды», – замечает он.

Плавающий минивездеход-амфибия своими руками от умельца из России
  • Поделиться в Facebook
  • Поделиться в Twitter

No media source currently available

  • 270p | 3,1MB
  • 360p | 5,1MB
  • 720p | 10,8MB

Пока его водородный двигатель – только теория. Но похожими разработками занимаются не только кустари-одиночки, но и крупные мировые автопроизводители. Водород, безусловно, – один из самых экологичных вариантов: запасы этого топлива на земле практически бесконечны, а вредные выбросы от такого двигателя стремятся к нулю.

Пока КПД работающих водородных двигателей не идут ни в какое сравнение с классическим двигателем внутреннего сгорания. Но если предположения Алексея Данилина окажутся верны, одна трубка с управляемой ударной волной сможет дать до 30 лошадиных сил. Четыре трубки дадут количество энергии, сопоставимое с малолитражным двигателем, который сегодня ставят на многие городские автомобили.

Алексей признает, что в одиночку ему не собрать полноценный экземпляр двигателя, как тот, что на чертеже. И тем более в гаражных условиях не подашь водород в установку. Нужна целая лаборатория. Поэтому сейчас он ищет единомышленников, которых могла бы заинтересовать идея экологически чистого двигателя. Также, по словам изобретателя, надо выяснить, есть ли вообще в природе материалы, которые выдержат нагрузки, предназначенные для этого типа двигателя. И если окажется что да – работа выйдет на финишную прямую.

Читать еще:  Возрос расход масла в двигателе

Автомобиль на водороде. Пора ли прощаться с бензином?

Привет, Хабр! К нашей прошлой статье о водородной энергетике вы написали очень интересные и справедливые комментарии, ответы на которые вы сможете найти в этом материале, посвященном использованию водорода в автомобилях.

Действительно, в сравнении с бензином водород — одна сплошная проблема: его очень трудно хранить и непросто получать, он взрывоопасен, а водородные автомобили в разы дороже бензиновых. Но при этом водород считается наиболее перспективным видом альтернативного топлива для транспорта. К тому же, на производство водородных автомобилей инвесторы готовы тратить многомиллиардные инвестиции.

Приговор бензину уже подписан

Согласно последнему отчету BP Statistical Review of World Energy 2018, мировые разведанные запасы нефти составляют 1,696 млрд баррелей, чего при сохранении текущего уровня потребления хватит лет на пятьдесят. Неразведанные запасы нефти, предположительно, дадут нам еще полвека углеводородной энергетики, но и стоимость ее добычи может оказаться такой, что нефть попросту станет невыгодна в сравнении с другими источниками энергии. Когда месторождения с удобной добычей истощатся, цена на сырье автоматически пойдет вверх: если сейчас стоимость добычи барреля в России некоторыми оценивается в 2-3 доллара (по альтернативным оценкам, в 18 долларов), то для сланцевой нефти это уже 30-50 долларов. А впереди у человечества реальная перспектива перейти на добычу шельфовой и арктической нефти, цена которой будет еще выше.

Всплеск интереса к электротранспорту в 70-х годах XX века возник как раз на фоне скачкообразного роста цен на нефть из-за политического кризиса — недостатка в сырье не было, но четырехкратный рост цен мгновенно сделал бензиновые автомобили и нефтяную энергетику роскошью.

А еще на пути бензиновых авто встали более спорные препятствия — забота об экологии в городах и странах, где автомобильный выхлоп стал проблемой. Из-за этого, например, Германия приняла резолюцию о запрете производства автомобилей с ДВС с 2030 года. Франция и Великобритания обещают отказаться от углеводородного топлива до 2040 года. Нидерланды — до 2030 года. Норвегия — до 2025 года. Даже Индия и Китай рассчитывают запретить продажи дизельных и бензиновых авто с 2030 года. Париж, Мадрид, Афины и Мексика запретят к использованию дизельные машины с 2025 года.

Сжигание водорода в ДВС

Сжигание водорода в обычном двигателе внутреннего сгорания кажется самым простым и логичным способом применения газа, ведь водород легко воспламеняется и сгорает без остатка. Однако из-за разницы в свойствах бензина и водорода перевести ДВС на новый вид топлива оказалось не так-то просто. Сложности возникли с долгосрочной эксплуатацией движков: водород вызывал перегрев клапанов, поршневой группы и масла, из-за втрое большей, чем у бензина, теплоты сгорания (141 МДж/кг против 44 МДж/кг). Водород неплохо показывал себя на низких оборотах движка, но при росте нагрузки возникала детонация. Возможным решением проблемы была замена водорода на бензиново-водородную смесь, концентрация газа в которой динамически уменьшалась по мере роста оборотов двигателя.


Двухтопливная BMW Hydrogen 7 в кузове E65 сжигает водород в ДВС вместо бензина
Источник: Sachi Gahan / Flickr

Одним из немногих серийных автомобилей, где водород сжигался в ДВС подобно другому топливу, стал BMW Hydrogen 7, вышедший всего в 100 экземплярах в 2006–2008 годах. Модифицированный шестилитровый ДВС V12 работал на бензине или водороде, переключение между видами топлива происходило автоматически.

Несмотря на успешное решение проблемы перегрева клапанов, на этом проекте все равно поставили крест. Во-первых, при сжигании водорода мощность двигателя падала примерно на 20% — с 260 л. с. на бензине до 228 л. с. Во-вторых, 8 кг водорода хватало всего на 200 км пробега, что в разы меньше, чем в случае с дизельными элементами. В-третьих, Hydrogen 7 появился слишком рано — когда «зеленые» автомобили еще не были так актуальны. В-четвертых, ходили упорные слухи, что Агентство по охране окружающей среды США не разрешило называть Hydrogen 7 автомобилем без вредного выхлопа — из-за особенностей работы ДВС, частицы моторного масла попадали в камеру сгорания и там воспламенялись вместе с водородом.

Mazda RX-8 Hydrogen RE — тот случай, когда водород загубил всю динамику роторного двигателя. Источник: Mazda

Еще раньше, в 2003 году, была представлена двухтопливная Mazda RX-8 Hydrogen RE, добравшаяся до заказчиков только к 2007 году. При переходе на водород от мощности легендарного роторного RX-8 не оставалось и следа — мощность падала с 206 до 107 л. с., а максимальная скорость — до 170 км/ч.

BMW Hydrogen 7 и Mazda RX-8 Hydrogen RE были лебединой песней водородных ДВС: к моменту появления этих автомобилей стало окончательно ясно, что куда эффективней использовать водород в давно известных топливных элементах, чем просто жечь.

Топливные элементы в автомобилях

Первым успешным экспериментом по созданию транспортного средства на водородном топливном элементе можно считать трактор Гарри Карла, построенный в 1959 году. Правда, замена дизеля на топливный элемент снизила мощность трактора до 20 л. с.

Читать еще:  Шевроле ланос двигатель заводится и глохнет

В последние полвека водородный транспорт выпускался в штучных экземплярах. Например, в 2001 году в США появился автобус Generation II, водород для которого производился из метанола. Топливные элементы создавали мощность до 100 кВт, то есть около 136 л. с. В том же году российский ВАЗ представил «Ниву» на водородных элементах, известную под именем «Антэл-1». Электродвигатель выдавал мощность до 25 кВт (34 л. с.), разгонял авто максимум до 85 км/ч и на одной заправке работал 200 км. Единственный произведенный автомобиль остался «лабораторией на колесах».


Российский автомобиль на водородных топливных элементах — в то время технологии ушли дальше дизайна. Источник: «АвтоВАЗ»

В 2013 году Toyota встряхнула автомобильный мир, представив модель Mirai на водородных топливных элементах. Уникальность ситуации была в том, что Toyota Mirai был не концепт-каром, а готовым к серийному производству автомобилем, продажи которого начались уже год спустя. В отличие от электромобилей на аккумуляторах, Mirai сама вырабатывала электричество для себя.


Toyota Mirai. Источник: Toyota

Электродвигатель переднеприводной Mirai имеет максимальную мощность 154 л. с., что немного для современного электромобиля, но весьма неплохо в сравнении с водородными авто прошлого. Теоретический запас хода на 5 кг водорода составляет 500 км, фактический — около 350 км. Tesla Model S по паспорту может пройти 540 км. Вот только на заправку полного бака водорода уходит 3 минуты, а батарея Tesla заряжается до 100% за 75 минут на станциях Tesla Supercharger и до 30 часов от обычной розетки на 220 В.

Постоянный ток из 370 водородных топливных элементов Mirai преобразуется в переменный, а напряжение увеличивается до 650 В. Максимальная скорость машины достигает 175 км/ч — немного в сравнении с углеводородным топливом, но более чем достаточно для повседневной езды. Для запаса энергии используется никель-металл-гидридный аккумулятор на 21 кВт∙ч, в который передаётся избыток от топливных элементов и энергия рекуперативного торможения. Учитывая японские реалии, при которых населённые пункты могут в любой момент пострадать от землетрясения, в багажнике Mirai 2016-го модельного года установлен разъем CHAdeMO, через который можно организовать электроснабжение небольшого частного дома, что делает автомобиль генератором на колёсах с предельной ёмкостью 150 кВт∙ч.

Кстати, всего за несколько лет Toyota удалось значительно уменьшить массу генератора: если в начале века в прототипах он весил 108 кг и выдавал 122 л. с., то в Mirai топливный элемент вдвое компактней (объем 37 литров) и весит 56 кг. Справедливо будет прибавить к этому 87 кг топливных баков.

Для сравнения, популярный современный турбомотор Volkswagen 1.4 TSI схожей с Mirai мощностью 140–160 л.с. славится своей «лёгкостью» благодаря алюминиевой конструкции — он весит 106 кг плюс 38–45 кг бензина в баке. Кстати, батарея Tesla Model S весит 540 кг!

За 4 км пробега Mirai вырабатывает только 240 мл дистиллированной, относительно безопасной для питья воды — энтузиасты, пробовавшие «выхлоп» Mirai, сообщали только о лёгком привкусе пластика.

Пить воду, слитую из Mirai, безопасно, хотя сперва зрелище шокирует

В Toyota Mirai установлено сразу два бака для водорода на 60 и 62 литра, в сумме вмещающих 5 кг водорода под давлением 700 атмосфер. Toyota разрабатывает и производит водородные баки самостоятельно вот уже 18 лет. Бак Mirai сделан из нескольких слоёв пластика с углеволокном и стеклотканью. Использование таких материалов, во-первых, повысило стойкость хранилищ к деформации и пробитию, а, во-вторых, решило проблему наводораживания металла, из-за которого стальные баки теряли свои свойства, гибкость и покрывались микротрещинами.

Строение Toyota Mirai. Спереди расположен электродвигатель, топливный элемент спрятан под водительским сидением, а под задним рядом и в багажнике установлены баки и аккумулятор. Источник: Toyota

Каковы перспективы?

По оценкам Bloomberg, к 2040 году автомобили будут потреблять 1900 тераватт-час вместо 13 млн баррелей в сутки, то есть 8% от спроса на электричество по состоянию на 2015 год. 8% — пустяк, если учесть, что сейчас до 70% добываемой в мире нефти уходит на производство топлива для транспорта.

Перспективы рынка аккумуляторных электромобилей куда более явные и впечатляющие, чем в случае с водородными топливными ячейками. В 2017 году рынок электромобилей составлял 17,4 млрд долларов, в то время как водородный автомобильный рынок оценивался в 2 млрд долларов. Несмотря на такую разницу, инвесторы продолжают интересоваться водородной энергетикой и финансировать новые разработки.

Примером тому является созданный в 2017 году «Водородный совет» (Hydrogen Council), включающий 39 крупные компании, таких как Audi, BMW, Honda, Toyota, Daimler, GM, Hyundai. Его целью является исследование и разработка новых водородных технологий и их последующее внедрение в нашу жизнь.

Показать больше

Почему леса горят в Якутии, а не в Швейцарии?

Этот контент был опубликован 31 августа 2021 года 31 августа 2021 года Лесные пожары: глобальное зло, которое можно предотвращать и контролировать. Опыт Швейцарии.

Читать еще:  Что такое двигатель мпи на хундай

Однако рассматривать водород как топливо будущего ещё преждевременно, уточняет Рольф Хубер (Rolf Huber), глава компании H2 Energy. «Я вижу его скорее в качестве одного из возможных видов топлива, способного решить целый ряд проблем. Но мы еще не использовали весь его потенциал».

Статья в этом материале

Эта статья была автоматически перенесена со старого сайта на новый. Если вы увидели ошибки или искажения, не сочтите за труд, сообщите по адресу community-feedback@swissinfo.ch Приносим извинения за доставленные неудобства.

Комментарии к этой статье были отключены. Обзор текущих дебатов с нашими журналистами можно найти здесь. Пожалуйста, присоединяйтесь к нам!

Можно ли смешивать антифриз с водой

Вода вместо антифриза – это не лучший вариант. А можно ли тосол смешивать с водой? Специалисты крайне не рекомендуют этого делать. Такой вариант допускается только в отношении пропилен-гликолевого тосола с температурой кристаллизации в районе -65 градусов.

Такой состав допускается разводить дистиллированной водой в соотношении 1 к 1 (при этом температура замерзания полученной охлаждающей жидкости будет в районе -20 градусов). Но и от подобных смешиваний рекомендуется воздерживаться (исключение – это если подобные процедуры допускает выполнять производитель тосола, что указывается в его инструкции).

Этиленгликолевый антифриз мешать с водой категорически запрещено, так как при изменении его первоначального химического состава он теряет большую часть своих свойств (оптимальная вязкость, теплоотдача, моющие свойства, защита от коррозии). А ещё из-за этого активируется процесс пенообразования (отмыть от пены систему охлаждения впоследствии не так и просто).

Доливать воду допускается в единственном случае – это экстренная необходимость восстановления номинального уровня охлаждающей жидкости в расширительном бачке. Проще говоря если прямо в дороге возникла существенная утечка и водителю необходимо просто доехать до ближайшего СТО. После дозаправки воды всю жидкость впоследствии необходимо сливать и заливать новый тосол (уже после устранения течи).

Зарождение водородных технологий

Плотное изучение водорода как потенциального топлива началось в США в 70-х годах, когда впервые заговорили о скором истощении топливных ископаемых.

На несколько лет лучшие специалисты компании бросили все силы на работу над автомобилем с водородным двигателем, приостановив прочую деятельность, в том числе участие в престижной Формуле 1.

С конца 80-х годов японская корпорация серийно выпускает водородные автомобили, которые продемонстрировали и сравнимую с электрическими агрегатами экологичность, и достойную производительность. А в части технических характеристик они даже превосходят своих прямых конкурентов.

Единственным на сегодня недостатком водородных агрегатов по сравнению с электрическими является невозможность подзарядки — специальных заправочных водородных станций пока насчитывается лишь несколько десятков во всем мире.

Водородный транспорт

Чтобы двигатель на водороде водород вместо пропана, достаточно изменить настройки такого ДВС. Правда, КПД на водороде несколько снижается. Двигатель на водороде и водорода нужно меньше, чтобы получить необходимую отдачу от мотора. При этом никаких установок для автономного получения водорода не предполагается. Что касается попытки подать водород в обычный бензиновый или дизельный двигатель, автоматически возникают риски двигатель на водороде сложности.

Прежде всего, высокие температуры и степень сжатия могут привести к тому, что водород будет вступать в реакцию с нагретыми элементами ДВС и моторным маслом.

Так или иначе, даже с учетом всех сложностей, ряд проблем удается обойти не только на роторных, но даже и на поршневых моторах, что позволяет водороду считаться достаточно перспективной альтернативой бензину, газу или солярке.

Например, экспериментальная версия модели BMW hL, которую представили в году, имеет водородный двигатель на 12 цилиндров. Вместо этого стоит особый бак, который просто заправлен водородом.

После того, как водород закончится, двигатель в автоматическом режиме начинает работать на бензине. Обратите внимание, под водородными двигателями понимаются двигатель на водороде агрегаты, работающие на водороде двигатель на водороде ДВСтак и моторы, которые используют водородные топливные элементы. Первый тип мы уже рассмотрели выше, теперь давайте остановимся на втором варианте.

Устройство основано на физико-химических процессах, в корпусе такого топливного элемента имеется особая мембрана, проводящая протоны.

Эта мембрана разделяет две камеры, в одной из которых стоит анод, а в другой катод. В камеру, где расположен анод, поступает водород, а в камеру с катодом попадает кислород. Электроды дополнительно покрыты дорогими редкоземельными металлами зачастую, платиной. Это позволяет играть роль катализатора, который оказывает воздействие на молекулы водорода.

В результате водород теряет электроны. Двигатель на водороде протоны идут через мембрану на катод, при этом катализатор также воздействует и на. В итоге происходит соединение протонов с электронами, которые поступают снаружи. Подобные водородные двигатели позволяет пройти не менее км.

Основным минусом является высокая стоимость топливных элементов по причине использования платины, палладия и других дорогих металлов. В результате конечная стоимость транспорта с таким двигателем сильно возрастает.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector