Двигатель на водородном топливе: Водородный двигатель автомобиля

Содержание

Как работает водородный двигатель

Уже который год подряд со всех экранов нам рассказывают о том, что запасы нефти подходят к концу. И скоро придётся массово переходить на новые источники энергии, которые смогут полноценно заменить так называемое чёрное золото.

Пока никакого острого дефицита нефти мир не испытывает. Но всё же работа над поисками альтернативного топлива ведётся очень активно. Одним из них стал водород. Водородные автомобильные двигатели уже сегодня существуют, причём их не так мало, как может показаться. Этот вид топлива характеризуется незначительной токсичностью и при этом способен похвастаться превосходным коэффициентом полезного действия.

Главное достоинство водорода в том, что это практически неограниченный ресурс, в отличие от той же нефти. Но чтобы понимать возможности, суть и перспективы водородных моторов, нужно изучить их более детально.

Немного истории

В 70-х годах прошлого века наблюдался период достаточно острого дефицита горючего, изготовленного на основе нефтепродуктов. Именно тогда инженеры начали проявлять повышенный интерес к такому ресурсу как водород.

Если говорить о самих разработчиках, то первым, кто презентовал автомобильный водородный мотор, оказалась компания Toyota. Их проект появился на выставке только в 1997 году и носил название FCHV. Это был прототип кроссовера, но по тем или иным причинам серийный выпуск так и не начался.

Хотя старт оказался неудачным, автокомпании не остановились, а продолжили исследования и поиски выхода из ситуации. В этом компоненте преуспели японские и корейские производители в лице Honda, Toyota и Hyundai. Также определённые шаги в сторону водородных моторов делают представители General Motors, Nissan, BMW, Volkswagen и Ford.

Пусть к автомобилям это не имеет прямого отношения, но 2016 год стал знаковым, поскольку появился поезд, работающий на водороде. Создали его в компании Alstom. Немцы планируют в ближайшие несколько лет убрать около 4 тысяч своих дизельных локомотивов, и заменить их на водородные составы Coranda iLint. Помимо Германии, эти поезда хочет закупить Дания, Норвегия и ряд других государств.

Водород как горючее

Первым делом хочется понять, что собой представляет двигатель на водороде. А для этого нам необходимо изучить сам водород как эффективный источник энергии, то есть альтернатива привычному нам топливу.

Каждый прекрасно знает, что в обычном двигателе с системой внутреннего сгорания, который работает на бензине, происходит смешивание топлива с воздухом. Затем эта смесь поступает внутрь цилиндров, где и сгорает. Это создаёт энергию для перемещения поршней, что и способствует в итоге движению ТС.

У водорода есть свои нюансы, которые проявляются в следующем:

когда сжигается смесь с использованием водорода, на выходе получается только обычный водяной пар;
на воспламенение водорода уходит меньше времени, чем в случае с дизельным или традиционным бензиновым топливом;
детонационная устойчивость вещества способствует увеличению степени сжатия;
показатели теплоотдачи состава превосходят топливовоздушную смесь на 250%;
водород является летучим газом, из-за чего он может проникать в малейшие полости и зазоры;
лишь некоторые металлы способны справиться с воздействием воспламеняющегося водорода;
такое топливо можно хранить в жидком или сжатом агрегатном состоянии;
если ёмкость получает пробой или небольшую трещину, всё топливо испаряется довольно быстро;
чтобы вступить в реакцию с кислородом, нижний уровень газа составляет 4%;
последняя особенность позволяет настраивать необходимые оптимальные режимы для двигателя за счёт дозировки консистенции.

Если принимать во внимание все рассмотренные особенности, можно с уверенностью сказать, что вариант с использованием чистого водорода в обычном ДВС невозможен. Чтобы добиться желаемого, необходимо обязательно внести некоторые изменения в конструкцию, а также установить дополнительное оборудование.

В чём опасность такого топлива

Водород позиционируется как взрывоопасное вещество. Именно это можно справедливо считать главной опасностью и проблемой всей технологии водородных моторов.

Сочетаясь с окислителем, в качестве которого выступает кислород, увеличивается риск воспламенения, и также возникает угроза взрывов. Исследования показатели, что на воспламенение водорода уходит около десятой доли энергии, требуемой при воспламенении топливовоздушной смеси. Фактически можно обойтись небольшой статической искрой, дабы водород вспыхнул.

Есть ещё одна опасность. Газ невидимый, и даже в процессе горения его практически незаметно. Невидимость огня усложняет возможность бороться с ним.

Нельзя забывать об опасности вещества для самого человека. Находясь в зоне с повышенной концентрацией газа в воздухе, может наступить удушье. А распознать наличие вещества крайне проблематично. Объясняется это отсутствием запаха и цвета. То есть человеческий газ не способен его разглядеть, а нос не может разнюхать.

В качестве последнего аргумента в пользу того, что водород действительно опасен, выступает факт его очень низкой температуры в случае нахождения в сжиженном состоянии. Контакт с таким веществом способен спровоцировать обморожение.

Устройство

На практике схема устройства водородного двигателя напрямую зависит от того, к какому типу он относится.

Существует несколько вариантов моторов, где в качестве топлива применяется водород. При этом делятся они на 3 группы:

ТС, конструкция которых предусматривает наличие сразу 2 энергоносителей. Такие автомобили экономичные, могут использовать в работе водород или топливную смесь. Их КПД находится на уровне 90-95%. Если брать тот же дизельный двигатель, его КПД составляет 50%, а бензиновые моторы не могут похвастаться КПД более 35-40%. Подобные машины соответствуют экологическим требованиям Евро 4;
Машины с электромоторами, которые питают специальные водородные элементы. В настоящее время существуют двигатели, у которых КПД составляет от 75%;
Обычные ТС, где для работы используется смесь или же непосредственно сам чистый водород. Их КПД поднялся ещё на 20%.

Ранее уже был отмечен тот факт, что устройство, то есть конструкция двигателя, питающегося водородом, практически не имеет существенных отличий в сравнении с классическими ДВС на бензине или дизеле. Исключением являются только некоторые элементы и дополнительное оборудование.

Главной отличительной особенностью в плане конструкции и устройства считается способ, который используется для подачи топлива в камеру, а также дальнейшее воспламенение. Если же говорить о преобразовании энергии, которая приводит в движение кривошипно-шатунный механизм, то здесь всё аналогично с традиционными моторами.

Принцип работы

Куда интереснее разобраться в том, как же работают водородные двигатели. Это во многом определит основные особенности подобных силовых установок, а также позволит ответить на некоторые интересующие автолюбителей вопросы.

Чтобы ознакомиться с принципом работы водородного двигателя, следует рассмотреть отдельно два типа установок. Это практически классические ДВС и моторы, имеющие водородные элементы. У каждого из них есть свои отличия и особенности работы.

Теперь рассмотрим два типа двигателей отдельно и изучим принцип их работы.

Системы внутреннего сгорания

Это неплохой и перспективный аналог классическому ДВС, где в качестве рабочей жидкости, то есть топлива, используется водород.

В случае с обычным мотором с системой внутреннего сгорания топливовоздушная смесь сгорает медленнее, нежели в случае с водородом. Топливо оказывается в камере до того, как поршень достигает ВМТ.

Если говорить о водородных аналогах, то тут большую роль играет способность мгновенного воспламенения вещества. Это позволило сместить время, когда происходит впрыск. Делается это в момент движения поршня в обратном направлении. А чтобы мотор мог нормально работать, не требуется большое давление. Тут достаточно не более 4 атмосфер.

При оптимальных условиях водородные ДВС могут работать совместно с системой питания закрытого типа. Это означает, что при формировании топливной смеси не используется кислород, то есть воздух, забираемый из атмосферы. Когда такт сжатия завершается, внутри цилиндра остаётся пар. Он перенаправляется в радиатор, происходит процесс конденсации и появляется вода. Такую систему можно реализовать, если на авто присутствует устройство под названием электролизер. Это девайс, позволяющий отделить водород от воды, чтобы затем создать реакцию с кислородом.

Но на практике реализовать подобные системы не удалось. Это обусловлено тем, что для обеспечения эффективной работы ДВС и уменьшения трения в нём применяют моторное смазочное масло. Масло испаряется и становится составным компонентом выхлопа. В результате в настоящее время кислород крайне необходим в процессе работы водородных силовых установок.

Водородные элементы

Ещё один водородный двигатель, который может применяться для автомобиля, предусматривает использование водородных элементов.

Здесь принцип действия основывается на химических реакциях. На кожухе мотора предусмотрено наличие специально мембраны, способной проводить лишь протоны, а также электродной камеры. Внутри последней располагается анод с катодом.

В секцию с анодом поступает водород, а в катодной камере обеспечивается подача кислорода. При этом на электродах имеется напыление, которое выполняет роль ускорителя реакции или катализатора. Чаще всего в качестве катализаторного напыления используют платину.

Воздействие каталитического компонента способствует тому, что водород теряет свои электроны. Затем протоны проходят через специальную мембрану и поступают на катод. Под действием катализатора образуется самая обычная вода. Электроны, выходящие из анодной камеры, поступают в электросеть, которая при этом подключается к двигателю. Такая схема и создаёт питание для мотора, и обеспечивает его возможность приводить в движение автомобиль.

Топливные водородные элементы отличаются своей способностью создавать электроэнергию для питания электромоторов. Это позволяет заменить классические ДВС и использовать элементы как источник питания бортовой сети на авто.

К применению топливных элементов пришли достаточно давно. Впервые их использовали аж в 1959 году американские инженеры.

На практике эти элементы получили широкое распространение. Можно выделить несколько основных сфер их использования:

Автотранспорт. У водородных топливных элементов гораздо более высокий КПД, нежели у стандартного ДВС. При первом испытания коэффициент составил 57%. В настоящее время элементы активно применяются и тестируются в компаниях Honda, Nissan, Volkswagen, Ford и пр.;
Железнодорожный транспорт. Около 60% от всех ТС на железной дороге занимают тепловозы. Водородные составы активно внедряются в Японии, США, Германии и иных развитых странах;
Морской транспорт. Наиболее распространение водородные элементы получили в составе подводных судов. Сейчас самыми активными разработчиками являются немцы и испанцы;
Авиация. Первые летальные машины, где использовались водородные двигатели, разработали и создали ещё 40 лет назад. В настоящее время водородные элементы внедряют в беспилотники.

Водород как основа работы соответствующих двигателей также применяется в создании велосипедов, мопедов, вилочных погрузчиков, машин для гольфа, тракторов и целого ряда другой техники.

Проблемы эксплуатации ДВС

В настоящий момент водородный двигатель не может в полной мере заменить традиционные моторы для автомобиля. Понимая принцип его работы, нельзя забывать о факторе опасности вещества.

Автопроизводители не смогут поголовно оснащать свои машины мотором, работающим на водороде, пока не устранят ряд препятствий. Главным из них считается сложность получения самого газа. Плюс комплектующие стоят дорого, что в настоящий момент делает производство слишком затратным.

Также есть проблемы с обеспечением надлежащего хранения вещества. Ведь чтобы поддерживать газ в нужном состоянии, требуется постоянно поддерживать температуру на уровне около -253 градусов.

Самым простым способом, который используют для получения газа, является электролиз обычной воды. Для промышленных масштабов нужны огромные энергозатраты на электролиз. С целью повышения рентабельности речь заходит об использовании ядерной энергетики. Но риски слишком высокие, потому инженеры и учёные думают над тем, как отыскать достойную альтернативу.

Чтобы перевозить и хранить полученный газ, применяются очень дорогие материалы и специальные механизмы, обладающие повышенным качеством и соответствующей стоимостью.

В процессе эксплуатации есть и другие сложности и препятствия, среди которых стоит выделить следующие:

Опасность взрыва. Если газ начнёт выходить из хранилища или просто из бака авто в условиях закрытого помещения, даже наличие небольшого источника энергии, такого как включённая лампочка в гараже, спровоцирует взрыв. А в случае нагретого воздуха ситуация становится ещё более опасной. Вещество обладает повышенной проницаемостью, что может спровоцировать попадание газа в коллектор выхлопной системы. В этой связи предпочтительнее для водорода использовать роторные двигатели;
Хранение. Оно предусматривает применение больших ёмкостей со специальными системами, защищающими от улетучивания. Также требуется защита от механических повреждений. В случае с грузовиками и большими автобусами это не проблема. А вот применительно к легковым авто появляются сложности, поскольку под бак отводится большое количество кубометров;
Негативное влияние и разрушение цилиндропоршневой группы. Это становится возможным, когда водород имеет высокую температуру и сталкивается с большими нагрузками. Страдает ЦПГ и смазка. Чтобы исключить эти проблемы, требуется специальный сплав и особые смазывающие компоненты, которые увеличивают стоимость изготовления водородных моторов. Отсюда и высокая цена самих автомобилей.

Проблем объективно много. Насколько они решаемые, говорить сложно. Хотя разработчики уверены, что изменить ситуацию в лучшую сторону возможно. И уже делаются большие шаги, подтверждающие подобные заявления.

Преимущества и недостатки

Для лучшего понимания того, как обстоят дела с водородными моторами сейчас, и насколько перспективными являются двигатели на водородном топливе, следует рассмотреть их сильные и слабые стороны.

Начнём с преимуществ. К ним можно отнести следующие факторы:

Доступность топлива. Поскольку газ получают из воды, причём абсолютно из любой, этот ресурс можно считать практически безграничным. Если удастся усовершенствовать электролиз или разработать другую эффективную технологию извлечения Н2 из Н2О, в качестве источника вещества можно будет применять даже сточные воды;
Экологическая безопасность. Внедрение таких моторов позволит полностью решить проблему загрязнения машинами окружающей среды. Масштабный переход на водород снизит опасный парниковый эффект. Звучит громко, но это топливо способно спасти нашу планету. Такой выхлоп совершенно безопасен для человека. По сути на выходе из выхлопной трубы получается дистиллированная, очищенная вода. Сотрудники компании Toyota доказали, что эту воду можно пить безо всяких опасений;
Опыт. Поскольку разработка водородных моторов ведётся не один десяток лет, целый ряд проблем и ограничений уже удалось преодолеть. Инженеры и учёные не стоят на месте, у технологии есть хорошие перспективы;
Универсальность. Водород может применяться не только в ДВС, но и на электромобилях, питая за счёт топливных элементов электромоторы;
Двигатели с таким типом топливо создаёт минимальный шум в процессе своей работы;
Двигатели становятся более приёмистыми, мощными и производительными, повышается КПД в сравнении с классическими ДВС;
Сам водород расходуется в незначительном количестве в процессе эксплуатации авто;
Автомобили на таком виде горючего характеризуются большим запасом хода, то есть могут проехать большую дистанцию без дозаправки;
Обслуживание ДВС на водороде не сложнее, чем работа с дизельными или бензиновыми двигателями;
Высокий потенциал. Тоже большой плюс, который в полной мере проявится, когда удастся исключить хотя бы несколько текущих недостатков технологии.

И тут мы плавно переходим к минусам.

Недостатки у водородных моторов действительно есть. Причём они достаточно существенные и весомые. Эти минусы не позволяют говорить о скором массовом внедрении водорода как замены бензину или дизельному горючему.

Газ сложно извлекать из воды. Хотя водород чуть ли не самый распространённый газ на нашей планете, встретить его в чистом виде проблематично. Он мало весит, из-за чего поднимается и остаётся в самых верхних слоях нашей атмосферы. Газ на атомном уровне вступает в реакцию с другими компонентами, из-за чего мы получаем такие вещества как вода, метан и пр. Пока извлечение водорода из воды является крайне нерентабельным, что стало главным препятствием по внедрению водородных моторов. Цена за 1 литр газа в сжиженном состоянии может составлять от 3-4 до 10-12 долларов.
Дефицит АЗС. Также большой проблемой считается минимальное количество автозаправочных станций, которые предлагают своим клиентам водород. Само оборудование для заправки очень дорогое. Плюс самих машин очень мало.
Высокая стоимость модернизации ДВС. В теории водород можно заправлять в обычные ДВС. Но чтобы применять новый вид горючего, в двигатель требуется внести некоторые изменения. Если всё оставить без изменений, произойдёт падение мощности на 30-40%, и параллельно уменьшится моторесурс. Также водород характеризуется выделением тепла с повышенной температурой, которая быстро начинает разрушать традиционные для нынешних ДВС поршни и клапана. Фактически двигателю приходилось бы работать в режиме постоянных чрезмерных нагрузок. То есть без серьёзной модернизации классический ДВС использовать для работы на водороде нельзя.
Большие цены на материалы. Именно высокая стоимость основных материалов, необходимых для водородных моторов, является ключевым препятствием в вопросе их развития. Платина, выступающая как катализатор, невероятно дорогая, и для обычного автомобилиста недоступная. Потому стоит лишь надеяться на поиски более дешёвых альтернативных материалов.
Взрывоопасность и возможность возникновения пожара. Весомый аргумент, который говорит не в пользу этого типа топлива для двигателей.
Повышение веса автомобиля. Мощные аккумуляторы, преобразователи, более прочные и массивные материалы для двигателя приводят к суммарному заметному увеличению веса ТС.
Проблема хранения. Такое топливо можно хранить при высоком давлении, либо в сжиженном состоянии. У каждого их них есть свои подводные камни и объективные сложности с реализацией хранилища.

Также учёные до конца не понимают, насколько губительным может оказаться водород при его резком увеличении в плане количества для и без того находящегося в плачевном состоянии озонового слоя. Относить это к недостаткам сложно, но и преимуществом точно не назовёшь.

Перспективы

Использование такого газа как водород потенциально может открыть невероятные большие перспективы. Причём здесь речь идёт не только про автомобильный двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде, но и про целый ряд других сфер применения. В их числе авиация, железнодорожный транспорт, морские суда и пр. Помимо применения в ДВС, водород также может использоваться для питания и работы вспомогательной техники, механизмов и разного оборудования.

Уже сейчас ведущие автопроизводители уделяют большое внимание возможности внедрить в массовое производство водородные ДВС. Среди них такие гиганты как Volkswagen, General Motors, Toyota, BMW и пр.

В настоящее время существуют автомобили, под капотом которых находятся водородные силовые установки. При этом они отлично функционируют, мало чем уступают традиционным ДВС на бензине и дизтопливе, а также обладают некоторыми существенными преимуществами.

Чтобы говорить о серьёзных перспективах и массовом внедрении водорода, требуется решить хотя бы несколько главных недостатков. Эксперты уверены, что при наличии способа уменьшить стоимость газа, а также при постройке большего количества АЗС и обучении кадров для обслуживания водородных моторов, множество таких машин обязательно станут нормой на дорогах.

Технологии-конкуренты

Автопроизводители пока не могут или не хотят в полной мере сконцентрироваться на водородных технологиях, поскольку у неё есть ряд серьёзных конкурентов.

Можно выделить следующие виды моторов, которые не дают водородным ДВС и топливным элементам на водороде развиваться, совершенствоваться и массово выходить на рынок.

Гибридные установки. Это автомобили, способные использовать одновременно несколько источников энергии. Зачастую в машину внедряют обычный ДВС и электромотор. Также бывают варианты, когда обычный двигатель на бензине работает вместе с узлом, питающимся сжатым воздухом.
Электрокары. Сейчас активно развиваются и распространяются полностью электрические авто. Это машины, которые двигаются за счёт работы одного или нескольких электромоторов. Они питаются от специальных аккумуляторов или топливных элементов. ДВС здесь не используют.
Жидкий азот. Вещество помещается в специальные ёмкости. Сам процесс работы выглядит так. Топливо нагревается за счёт работы специального механизма. Это приводит к испарению и образованию газа высокого давления. Этот газ идёт в двигатель, где воздействует на поршни или роторы, передавая свою энергию. Пока такие авто не получили широкого распространения.
Сжатый воздух. Здесь основой всей силовой установки выступает пневмодвигатель. Пневматический привод заставляет машину двигаться. Топливовоздушная смесь заменена на сжатый воздух. Эта система является частью современных гибридных автомобилей.

У водорода достаточно много конкурентов. И в настоящий момент самым главным соперником справедливо считается электродвигатель.

Насколько сильно ситуация изменится в ближайшие несколько лет, говорить сложно. О каких-то резких изменениях и открытиях говорить вряд ли стоит. Но есть вероятность того, что через 10-20 лет водород станет куда более эффективным и доступным. Тем самым начнут появляться серийные водородные автомобили в большом количестве. Примерно так сейчас обстоят дела с электрокарами.

Современные водородные автомобили

Поскольку водород стал достаточно перспективным и привлекательным вариантом топлива для автомобилей, многие автокомпании серьёзно заинтересовались в создании водородных машин.

Нельзя сказать, что их огромное количество. Но несколько ярких представителей выделить можно. К ним относятся:

Fuel Cell Cedan или просто FCV. Это автомобиль от компании Toyota. Они специально поместили ёмкость для водорода под пол, чтобы сэкономить пространство в салоне и багажнике. Легковой автомобиль предназначен для городской эксплуатации. Купить его можно за 68 тысяч долларов;
Разработка компании BMW. Фактически это BMW 7 серии, куда поместили особый двигатель, способный переключаться с одного вида топлива на другой;
Авторами этого проекта выступают инженеры компании Honda. Машина способна проехать на водороде около 600 километров. Заправка занимает 3-6 минут;
Машина от компании Toyota. Причём это серийный автомобиль, которые начали продавать в Японии ещё с 2014 года, а в США машина появилась в 2015 году. Заправляется полный бак водородом в течение 5 минут, а запас хода составляет 500 километров;
H-Tron. Это концепт в исполнении компании Audi, который немцы продемонстрировали в рамках автосалона в городе Детройт. Производитель уверяет, что модель рабочая, может проехать на полном баке 600 километров, а до 100 километров в час разгоняется за 7 секунд.

У таких компаний как Hyundai, Lexus, BMW, Mercedes и Ford есть определённые прототипы, задумки и пресс-релизы, связанные с выпуском их собственных водородных автомобилей. Но тут речь идёт только о перспективах. Те же концерны Lexus и BMW (в сотрудничестве с Toyota) обещают презентовать свои машины в 2020 году. Насколько эти заявления соответствуют действительности, и сможем ли мы увидеть рабочие прототипы или предвестников серийных моделей, говорить сложно.

Водородная технология достаточно спорная и неоднозначная. Имеется ряд преимуществ, перспектив и предпосылок, но в настоящее время реализовать полный потенциал невозможно. Отсутствуют возможности и методы дешёвого извлечения водорода из воды. А это во многом останавливает движение на пути к дальнейшему развитию.

У водородных моторов есть будущее. Но чтобы оно было светлым и перспективным, предстоит проделать огромную работу. Получится или нет, вопрос сложный и практически не имеет однозначного ответа.

В России хотят создать авиадвигатель на водороде

https://ria.ru/20210901/dvigatel-1748107012.html

В России хотят создать авиадвигатель на водороде

В России хотят создать авиадвигатель на водороде — РИА Новости, 01.09.2021

В России хотят создать авиадвигатель на водороде

Российский авиационный двигатель ВК-2500 планируется в течение пяти лет перевести на водородное топливо, рассказал в интервью РИА Новости гендиректор… РИА Новости, 01.09.2021

2021-09-01T09:24

2021-09-01T12:26

технологии

ссср

як-40

камов

объединенная двигателестроительная корпорация

михаил гордин

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21. img.ria.ru/images/07e5/01/1d/1595084995_0:44:981:595_1920x0_80_0_0_59dca898f271cd3c9cc5b5448b1f075e.jpg

МОСКВА, 1 сен – РИА Новости. Российский авиационный двигатель ВК-2500 планируется в течение пяти лет перевести на водородное топливо, рассказал в интервью РИА Новости гендиректор Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») Михаил Гордин.Ранее водородное топливо в отечественном авиастроении применялось только во времена СССР. В 1988 году цикл полетов совершил самолет-лаборатория Ту-155 с экспериментальным двигателем НК-88, использовавшим в качестве топлива жидкий водород.»Мы хотим и двигатель ВК-2500 перевести на водородное топливо. Это будет отдельный проект совместно с «Объединенной двигателестроительной корпорацией», с криогенным баком, системами термостатирования и подачи жидкого водорода. Процесс создания такого двигателя, по предварительным оценкам, займет порядка 5 лет и будет включать в себя весь комплекс работ и испытаний», — сказал он. Летные испытания двигателя на водородном топливе в составе демонстратора технологий гибридной силовой установки могут пройти на летающей лаборатории Як-40ЛЛ, уточнил Гордин.В настоящее время ВК-2500 устанавливается на вертолеты марки «Камов» и «Миль».Читайте полный текст интервью >>

https://ria.ru/20210901/dvigatel-1748103911.html

https://ria.ru/20210901/dvigatel-1748099805.html

ссср

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

4.7

internet-group@rian. ru

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/01/1d/1595084995_27:0:911:663_1920x0_80_0_0_98e85c1e27e26c93fd988ae85eb2bfa2.jpg

1920

true

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

технологии, ссср, як-40, камов, объединенная двигателестроительная корпорация, михаил гордин

Технологии, СССР, Як-40, Камов, Объединенная двигателестроительная корпорация, Михаил Гордин

МОСКВА, 1 сен – РИА Новости. Российский авиационный двигатель ВК-2500 планируется в течение пяти лет перевести на водородное топливо, рассказал в интервью РИА Новости гендиректор Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») Михаил Гордин.

Ранее водородное топливо в отечественном авиастроении применялось только во времена СССР. В 1988 году цикл полетов совершил самолет-лаборатория Ту-155 с экспериментальным двигателем НК-88, использовавшим в качестве топлива жидкий водород.

1 сентября 2021, 08:44

Учебный Як-152 может получить российский двигатель

«Мы хотим и двигатель ВК-2500 перевести на водородное топливо. Это будет отдельный проект совместно с «Объединенной двигателестроительной корпорацией», с криогенным баком, системами термостатирования и подачи жидкого водорода. Процесс создания такого двигателя, по предварительным оценкам, займет порядка 5 лет и будет включать в себя весь комплекс работ и испытаний», — сказал он.

Летные испытания двигателя на водородном топливе в составе демонстратора технологий гибридной силовой установки могут пройти на летающей лаборатории Як-40ЛЛ, уточнил Гордин.

В настоящее время ВК-2500 устанавливается на вертолеты марки «Камов» и «Миль».

Читайте полный текст интервью >>

1 сентября 2021, 07:39

Директор ЦИАМ рассказал о самолете с двигателем от Aurus

Двигатель на водородном топливе

Главная » Разное » Двигатель на водородном топливе

Водородный двигатель: принцип работы и устройство

Как известно, поршневой двигатель внутреннего сгорания имеет как плюсы, так и целый ряд определенных недостатков. Прежде всего, глобальной проблемой является токсичный выхлоп бензиновых и дизельных ДВС, а также постоянная потребность в нефтяном топливе. Не сильно меняется ситуация и после перевода автомобиля на газ, так как установка ГБО также не решает всех задач.

С учетом данных особенностей постоянно ведутся разработки альтернативных вариантов. Сегодня реальным конкурентом ДВС является электродвигатель. При этом относительно небольшой запас хода, высокая стоимость аккумуляторных батарей и всего электрокара (электромобиля) в целом, а также отсутствие развитой инфраструктуры по ремонту и обслуживанию таких машин закономерно тормозит их популяризацию.

По этой причине автопроизводители постоянно работают над тем, чтобы получить «безвредный» для окружающей среды и относительно дешевый в производстве силовой агрегат, который при этом не будет нуждаться в дорогом топливе.

Среди подобных двигателей следует отдельно выделить водородный ДВС, который вполне может заменить существующий на сегодня дизельный или бензиновый мотор, причем в обозримой перспективе. Давайте рассмотрим, как работает водородный двигатель, какую конструкцию имеет подобный мотор и в чем заключаются его особенности.

История создания водородного двигателя

Начнем с того, что идеи построить водородный мотор появились еще в 1806 г. Основоположником стал Франсуа Исаак де Риваз, который получал водород из воды методом электролиза. Как видно, двигатель на водороде «родился» задолго до того, как был поднят ряд вопросов касательно окружающей среды и токсичности выхлопа.

Другими словами, попытки запустить ДВС на водороде были предприняты не для защиты окружающей среды, а в целях банального использования водорода в качестве топлива. Спустя несколько десятков лет (в 1841 г.) был выдан первый патент на такой двигатель, в 1852 г. в Германии появился агрегат, который успешно работал на смеси воздуха и водорода.

Во времена Второй мировой войны, когда возникли сложности с поставками нефтяного топлива, техник из СССР Борис Исаакович Шелищ, который был родом из Украины, заложил основы российской водородной энергетики. Он также предложил использовать смесь водорода и воздуха в качестве горючего для ДВС, после чего его идеи быстро нашли практическое применение. В результате появилось около полутысячи двигателей, работавших на водороде.

Однако после окончания войны дальнейшее развитие водородного двигателя было приостановлено как в СССР, так и во всем мире. Затем об этом двигателе вспомнили только тогда, когда в 70-е годы XX века случился топливный кризис. В результате компания BMW в 1979 г. построила автомобиль, двигатель которого использовал водород в качестве основного топлива. Агрегат работал относительно стабильно, не было взрывов и выбросов водяного пара.

Другие автопроизводители также начали работы в этой области, в результате чего к концу XX века появилось не только много прототипов, но и вполне успешно действующих образцов двигателей на водородном топливе (бензиновый и дизельный двигатель на водороде).

Однако после того как топливный кризис окончился, работы над водородными ДВС также были свернуты. Сегодня интерес к альтернативным источникам энергии снова растет, теперь уже по причине серьезных экологических проблем, а также с учетом того, что запасы нефти на планете быстро сокращаются и на нефтепродукты закономерно растут цены.

Также правительства многих стран стремятся стать энергонезависимыми, а водород является вполне доступной альтернативой. На сегодняшний день над водородными ДВС ведут работы GM, BMW, Honda, корпорация Ford и т.д.

Работа двигателя на водороде: особенности водородного ДВС

Начнем с того, что двигатель внутреннего сгорания на водороде по своей конструкции не сильно отличается от обычного ДВС. Все те же цилиндры и поршни, камера сгорания и сложный кривошипно-шатунный механизм для преобразования возвратно поступательного движения в полезную работу.

Единственное, в цилиндрах сгорает не бензин, газ или солярка, а смесь воздуха и водорода. Также нужно учитывать и то, что способ подачи водородного топлива, смесеобразование и воспламенение также несколько другой по сравнению с аналогичными процессами в традиционных аналогах.

Прежде всего, горение водорода по сравнению с нефтяным топливом отличается тем, что водород сгорает намного быстрее. В обычном двигателе смесь бензина или солярки с воздухом заполняет камеру сгорания тогда, когда поршень почти поднялся в ВМТ (верхняя мертвая точка), затем топливо какое-то время горит и уже после этого газы давят на поршень.

На водороде реакция протекает быстрее, что позволяет сдвинуть наполнение цилиндра на момент, когда поршень уже начинает движение в НМТ (нижняя мертвая точка). Также после того, как протекает реакция, результатом становится обычная вода вместо токсичных выхлопных газов. Как видно, на первый взгляд стандартный двигатель относительно легко подстроить под водородное топливо путем доработок впуска, выпуска и системы питания, однако это не так.

Первая проблема заключается в том, как получать необходимый водород. Как известно, водород находится в составе воды и является распространенным элементом, однако в чистом виде практически не встречается. По этой причине для максимальной автономности на транспортное средство нужно отдельно ставить водородные установки, чтобы «расщеплять» воду, позволяя мотору питаться необходимым топливом.

Идея кажется привлекательной. Более того, можно даже обойтись без наружного воздуха на впуске и создать закрытую топливную систему. Другими словами, после каждого раза, когда в камере сгорит заряд, в цилиндре будет оставаться водяной пар. Если этот пар пропустить через радиатор, произойдет конденсация, то есть снова образуется вода, из которой можно повторно получить водород.

Однако чтобы этого добиться, на автомобиле должна стоять установка для электролиза (электролизер), которая и будет отделять водород от воды, чтобы затем получить нужную реакцию с кислородом в камере сгорания. На практике установка получается сложной и дорогой, а создать такую закрытую систему довольно сложно.

Дело в том, что любой двигатель внутреннего сгорания независимо от типа топлива все равно нуждается в системе смазки, чтобы защитить нагруженные узлы и трущиеся пары. Если просто, без моторного масла никак не обойтись. При этом масло частично попадает в камеру сгорания и затем в выхлоп. Это значит, что полностью изолировать топливную систему на водороде (не использовать наружный воздух) практически нереализуемая задача.

По этой причине современные водородные двигатели внутреннего сгорания больше напоминают газовые двигатели, то есть агрегаты на газе пропане. Чтобы использовать водород вместо пропана, достаточно изменить настройки такого ДВС. Правда, КПД на водороде несколько снижается. Однако 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 и 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.

Также даже небольшая утечка водорода может стать причиной того, что топливо попадет на разогретый выпускной коллектор, после чего может произойти взрыв или пожар. Чтобы этого не случилось, для работы на водороде чаще задействуют роторные двигатели. Такой тип ДВС больше подходит для этой задачи, так как их конструкция предполагает увеличенное расстояние между впускным и выпускным коллектором.

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 750hL, которую представили в 2000 году, имеет водородный двигатель на 12 цилиндров. Агрегат успешно работает на таком горючем и способен разогнать автомобиль до скорости около 140 км/час.

Правда, никаких отдельных установок для получения водорода из воды на машине не имеется. Вместо этого стоит особый бак, который просто заправлен водородом. Запас хода на полном баке водорода составляет около 300 км. После того, как водород закончится, двигатель в автоматическом режиме начинает работать на бензине.

Двигатель на водородных топливных элементах

Обратите внимание, под водородными двигателями понимаются как агрегаты, работающие на водороде (водородный ДВС), так и моторы, которые используют водородные топливные элементы. Первый тип мы уже рассмотрели выше, теперь давайте остановимся на втором варианте.

Топливный элемент на водороде фактически представляет собой «батарейку». Другими словами, это водородный аккумулятор с высоким КПД около 50%. 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. Одновременно протоны идут через мембрану на катод, при этом катализатор также воздействует и на них. В итоге происходит соединение протонов с электронами, которые поступают снаружи.

Такая реакция образует воду, при этом электроны из камеры с анодом поступают в электрическую цепь. Указанная цепь подключена к двигателю. Простыми словами, образуется электричество, которое заставляет двигатель работать от такого водородного топливного элемента.

Подобные водородные двигатели позволяет пройти не менее 200 км. на одном заряде. 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.

Водородный двигатель: дальнейшие перспективы

Сегодня над созданием экологичных двигателей трудятся многие компании. Некоторые идут по пути создания двигателей-гибридов, другие делают ставку на электромобили и т. д. Что касается водородных установок, в плане экологии и производительности данный вариант также может в ближайшее время составить конкуренцию ДВС на бензине, газе или дизтопливе.

Водородные двигатели показали себя несколько лучше, чем самые продвинутые электрокары. Например, японская модель Honda Clarity. Единственное, остался такой недостаток, как способы и возможности заправки. Дело в том, что инфраструктура водородных заправочных станций не особенно развита, причем в мировом масштабе.

Также не особенно большим является и сам выбор водородных легковых авто. Кроме Honda Clarity можно разве что упомянуть Mazda RX8 Hydrogen, а также BMW Hydrogen 7. Фактически это автомобили-гибриды, которые работают на жидком водороде и бензине. Еще можно добавить в список Mercedes GLC F-Cell. Эта модель имеет возможность подзарядки от бытовой сети электропитания и позволяет пройти до 500 км. на одном заряде.

Дополнительно стоит отметить модель Toyota Mirai. Автомобиль работает только на водороде, одного бака хватает на 600 км. Водородные двигатели еще встречаются на отечественной модели «Нива», а также устанавливаются корейцами на специальную версию внедорожника Hyundai Tucson.

Как видно, с двигателем на водороде активно экспериментируют многие производители, однако такое решение все равно имеет много недостатков. При этом некоторые минусы сильно мешают массовой популяризации.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель GDI. Из этой статьи вы узнаете об особенностях, принципах работы, а также преимуществах и недостатках моторов данного типа.

Прежде всего, это безопасность и сложность транспортировки такого топлива. Важно понимать, что водород весьма горюч и взрывоопасен даже при относительно невысоких температурах. По этой причине его сложно хранить и перевозить. Получается, необходимо строить особые водородные резервуары для авто с данным типом двигателя. Как результат, на практике водородных заправок очень мало.

К этому также можно добавить определенную сложность и высокие расходы на ремонт и обслуживание водородного агрегата, а также необходимость в подготовке и обучении большого количества высококвалифицированного персонала. Если же говорить о самом авто на водороде и его эксплуатационных характеристиках, наличие водородной установки делает машину более тяжелой, закономерно ухудшается управляемость.

Подведем итоги

Как видно, сегодня водородные автомобили и двигатель на воде можно считать вполне реальной альтернативой не только привычным ДВС, которые используют нефтяное топливо, но и электрокарам.

Прежде всего, такие установки менее токсичны, при этом они не нуждаются в дорогостоящем топливе на основе нефти. Также автомобили с водородным двигателем имеют приемлемый запас хода. В продаже имеются и гибридные модели, использующие как водород, так и бензин.

Что касается недостатков и сложностей, машина с водородным двигателем сегодня имеет высокую стоимость, а также могут возникать проблемы с заправкой топливом по причине недостаточного количества заправочных станций. Не стоит забывать и о том, что также не просто найти специалистов, которые способны качественно и профессионально обслужить водородную силовую установку. При этом обслуживание будет достаточно затратным.

Напоследок отметим, что активное строительство трубопроводов для перекачки газа метана обещает в дальнейшей перспективе возможность перекачки по этим же трубопроводам и водорода. Это значит, что в случае роста общего числа авто с водородными двигателями, также высока вероятность быстрого увеличения количества специализированных заправочных станций.

Водородный двигатель: особенности, достоинства и недостатки

Статья о водородном моторе: история, особенности его эксплуатации, плюсы и минусы использования, модели автомобилей. В конце статьи — видео о двигателе на воде.Содержание статьи:«Водород – горючее будущего» — именно с таким посылом сегодня происходит внедрение водородных ДВС в транспортную и авиационную промышленность. Водород занимает лидирующую позицию среди всех прочих источников альтернативной энергии не случайно – он максимально экологичен, имеет возобновляемый ресурс, а также обладает максимальным КПД в сравнении с классическими двигателями, функционирующими на бензине и дизеле. Однако помимо неоспоримых преимуществ, водородный двигатель обладает и рядом недостатков, пока не позволяющих сделать его массовым и полностью вытеснить «вредные» бензиновые и дизельные моторы.О необходимости сохранения окружающей среды человечество стало задумываться совсем недавно, а вот мысли о замене обычного ДВС учёные начали задумываться намного раньше. Так, с руки учёного Франсуа Исаака де Риваза, уроженца Франции, первый двигатель на водороде был изготовлен в 1806 г. В 1841-м в Британии был получен первый патентный договор на изготовление водородного мотора, а в 1852-м германские учёные смогли создать ДВС, функционирующий на воздушно-водородной смеси. Однако планам внедрения водородных моторов помешали бензиновые двигатели, получившие распространение после 1870 года.

Повторно о водороде как альтернативном топливе вспомнили только в 1941 году в блокадном Ленинграде. Тогда советский техник Б.Шелищ применил воздушно-водородный «коктейль» для запуска заградительных аэростатов.

Потом о водороде снова позабыли, пока в 70-х годах в двери не постучался всемирный топливный кризис. В конце 70-х автоконцерн БМВ выпустил своё первое авто, функционирующее на водороде, а затем его примеру последовали и другие компании, в числе которых — американская General Motors и Ford, японская Honda и прочие. Тем не менее, как только кризис сошёл на нет, интерес к водороду как источнику энергии снова угас. И вот спустя десятилетия человечество снова вспомнило о его существовании, чему поспособствовала не только активизация защитников окружающей среды, но и рост цен на горючее.В конструктивном плане водородный мотор мало чем отличаются от стандартных ДВС. В нем также присутствуют поршни, камера сгорания и шатунно-кривошипный механизм. Так в чем же отличие? Дело в том, что водородные моторы используют иной способ поставки топливной смеси и её последующее возгорание. Кроме того, процесс сгорания водорода занимает намного меньше времени, чем в случае с горючим нефтяного происхождения. Отличия незначительны, и на первый взгляд может сложиться впечатление, что переоборудовать обычный ДВС в водородный несложно, но это не так.

Ряд проблем использования двигателя на водороде:

Водород сложно получить. Не секрет, что он содержится в воде и по праву считается самым распространённым химическим элементом в мире, правда, в чистом виде он практически не представлен. Это значит, что автомобиль необходимо оснащать специальной установкой закрытого типа — электролизёром, отвечающим за расщепление воды и позволяющим добыть водород. Однако на практике такая установка сложна в изготовлении, что сильно влияет на её конечную стоимость.
Водород из-за высокой температуры сжатия легко вступает в реакцию с различными металлическими элементами силовой установки и даже с моторным маслом.
Даже маленькая утечка водорода при контакте с разогретым коллектором вызовет возгорание. Именно поэтому сегодня при создании водородных моторов используются исключительно роторные силовые установки, так как они позволяют снизить риск возгорания из-за большего расстояния между коллектором впуска и выпуска.

Тем не менее, большую часть проблем пока удаётся решать, причём не только на роторных установках, но и в двигателях, использующих поршневые механизмы, что позволяет водороду оставаться наиболее перспективной заменой бензину/дизелю. Основные достоинства, которыми обладают водородные двигатели:

высокий уровень экологичности, так как продуктом его сгорания выступает водяной пар. При сгорании водорода происходит ещё и выгорание моторного масла, однако количество токсичных выхлопов при этом в несколько раз меньше, чем при сгорании бензинового или «тяжёлого» топлива;
высокий КПД, который в разы превосходит таковой в классических силовых установках, функционирующих на дизельном или бензиновом топливе;
относительная конструктивная простота, а также отсутствие дорогостоящих и ненадёжных систем топливоподачи, которые к тому же опасны;
бесшумность.

Несмотря на ряд существенных преимуществ, водородные моторы имеют достаточное количество недостатков:

высокая цена и сложность получения чистого водорода;
неразвитая инфраструктура автозаправочных станций, способных осуществить дозаправку водородом;
отсутствие международных стандартов транспортировки и применения водородного горючего;
высокая цена топливных компонентов и обслуживания водородных двигателей;
трудности, связанные с хранением водородного горючего. Учёные до сих пор не пришли к единому знаменателю касательно материала, который необходимо использовать при изготовлении баков для хранения горючего водорода;
увеличение общей массы машины за счёт наличия водородного двигателя, который заметно тяжелее ныне распространённых бензиновых и дизельных моторов.

Кроме того, баллоны с водородом необходимо регулярно проверять и сертифицировать, что может быть сделано исключительно квалифицированными специалистами, обладающими соответствующим разрешением и лицензией.На фото: Riversimple RasaНесмотря на то, что учёные продолжают ломать голову над устранением текущих проблем, связанных с использованием водородных моторов, количество машин на водородном топливе продолжает расти. Самыми известными авто, функционирующими на водороде, являются:

Тойота Mirai FCV – автомобиль впервые дебютировал в 2013 году, но в продажу поступил лишь в 2015-м. Имеющиеся в нем баллоны обеспечивали «дальнобойность» около 500 км.
BMW 750hL, концептуальная версия которого была показана ещё в 2000-м году. Машина комплектуется специальным баком с водородов, запаса которого достаточно для преодоления расстояния в 300 км.
Honda Clarity – ещё один автомобиль, использующий водород вместо классического топлива. Основные достоинства модели — эффектная внешность и впечатляющий, по меркам водородных авто, запас хода, составляющий 589 км.
Riversimple Rasa – небольшой водородный автомобиль родом из Великобритании. Его главной особенностью стал небольшой вес (чуть более 500 кг) и внушительный запас хода – порядка 500 км.

Кроме того, производители продолжают представлять «водородные» концепт-кары, среди которых — Audi H-tron Quattro, водородный Mercedes GLC, грузовик Nikola One от Nikola Motor, суперкар h4 Speed от дизайнерского дома Pininfarina и многие другие.Несмотря на ряд недостатков, водород может стать наиболее перспективным источником экологически чистой энергии на ближайшие 30-40 лет. Нам лишь осталось найти эффективный метод добычи водорода и разработать инфраструктуру для его доставки конечному потребителю, и тогда человечество навсегда забудет не только о топливном, но и об экологическом кризисе.

Видео о двигателе на воде:

Теги

Советы автомобилистам Статья о водородном моторе: история, особенности его эксплуатации, плюсы и минусы использования, модели автомобилей. В конце статьи — видео о двигателе на воде.

Интересные статьи:

Принцип работы водородного двигателя для автомобиля

Двигатель внутреннего сгорания уже давно является далеко не единственным силовым агрегатом, который устанавливается на автомобили: альтернативой ему в последнее время всё чаще становятся моторы, использующие в качестве движущей силы электричество, и водородные установки. Именно о последнем механизме и пойдет речь ниже.

Краткая история создания

Двигатель на водороде был создан в начале XIX века усилиями французского изобретателя. Спустя 35 лет в Англии был оформлен официальный патент на подобный агрегат, а в 1852 году немецкие инженеры доработали устройство, сделав возможной его работу на воздушно-водородной смеси.

Особое распространение моторы на водороде приобрели в годы ВОВ, когда бензин оказался в большом дефиците. Затем интерес к данному виду топлива поутих до топливного кризиса, случившегося в 70-е годы.

В последнее же время за развитие экологически безопасного топлива ратуют защитники природы и просто люди, неравнодушные к дальнейшей судьбе планеты и будущих поколений.

Принцип работы водородного двигателя

Функционирование двигателя на водородном топливе отличается от действия двигателя внутреннего сгорания, прежде всего, особенностями подачи и воспламенения смеси топлива, но принцип работы остаётся таким же.

Бензин горит медленно, а в случае с водородом время впрыска сдвигается к моменту возвращения поршня к крайнему положению, давление же может быть низким.

Водородный двигатель в идеальных условиях и вовсе способен работать без поступления воздуха: в камере сгорания останется после сжатия пар, который снова станет водой (это обеспечит радиатор). Однако на практике добиться этого сложно, т. к. на авто придётся устанавливать электролизер (специальное устройство, отделяющее водород от воды с целью осуществления реакции с кислородом).

Водородные топливные элементы

Эти устройства напоминают традиционные аккумуляторы с более высоким КПД, достигающим 45%.

В корпус помещается мембрана, проводящая исключительно протоны и разделяющая две камеры (анодную и катодную): в первую поступает водород, во вторую – кислород. Электроды покрываются катализатором (в его качестве часто применяют платину), при воздействии которого начинается процесс потери электронов водородом.

Протоны, проходящие в тот же период времени в катодную камеру, соединяются с приходящими извне электронами, что происходит опять же вследствие наличия катализатора.

Устройство водородного двигателя внутреннего сгорания

Такой движок практически ничем не отличается от пропанового агрегата, поэтому часто владельцы таких машин просто перенастраивают двигатели (но это и приводит к снижению КПД).

Как работает машина с водородным двигателем? В ней установлен генератор: внутри него протекает реакция окисления водорода, в конце которой получаются азот, пар и электрический ток (углекислый газ в продуктах распада отсутствует).

Автомобиль с таким силовым агрегатом можно сравнить с электрокаром, но с более компактным аккумулятором. На рабочий режим элемент выходит спустя пару минут после запуска, а вот на прогрев до рабочей температуры может уйти и час (на точное время влияет температура окружающей среды). Появляется вода, а электроны из анодной камеры попадают в электрическую цепь, подключенную к движку. Иными словами, получается ток, питающий автомобильный водородный двигатель.

Минусы водородного мотора

Водородные двигатели для автомобилей при всех плюсах не лишены недостатков:

Высокая стоимость, на которую влияют, во-первых, электрический генератор, во-вторых, необходимые для эксплуатации авто баки из углепластика.
Низкая энергетическая эффективность. У электромобиля КПД равняется 70%, у водородного топлива – 30%, если же водород получать из нефти, этот показатель увеличится примерно в 2 раза, но тогда появится углекислый газ.
Малое количество заправок. Если в Европе они хотя бы есть, то в России такие заправочные станции в принципе отсутствуют.
Необходимость периодической проверки баллонов, заправленных водородом, в целях безопасности.
Увеличение веса машины и, как следствие, ухудшение маневренности.

Безусловно, защита окружающей среды имеет огромное значение, но пока что автолюбители не готовы жертвовать собственным комфортом и деньгами ради экологии.

Видео о том как работает водородный двигатель

Водородный двигатель для автомобиля: описание, преимущества, принцип работы

Первым разработчиком, представившим водородный двигатель для автомобиля широкой публике, был концерн «Тойота». Ещё в 1997 году ими был презентован внедорожник FCHV, который тогда так и не запустили в серийное производство.

Хорошей альтернативой бензину может стать водородный двигатель

Сегодня ведут исследования и другие компании, среди них:

Honda Motor,
Volkswagen,
General Motors,
Daimler AG,
Ford Motor,
BMW и так далее.

Машины на водородном двигателе можно разделить на три группы:

авто с двумя энергоносителями, обладающее высокоэкономичным двигателем, который может работать как на чистом водороде, так и на смеси его с бензином. КПД такого двигателя 90–95%, тогда как дизельного — 50%, а бензинового — 35%. Такие автомобили соответствуют стандарту «Евро-4»;
водородный автомобиль со встроенным электродвигателем, который питает основной топливный элемент, установленный на борту. Сейчас созданы авто с КПД выше 75%;
обычные автомобили, работающие на смеси или чистом водороде. Выхлоп намного чище, а КПД «подрастёт» примерно на 20%.

Как работает водородный двигатель? Выделяют 2 типа силовых установок по принципу работы:

водородные двигатели внутреннего сгорания. Используется роторный двигатель;
силовые установки на топливных водородных элементах — их принцип работы построен на химической реакции. Корпус элемента имеет мембрану, проводящую только протоны и разделяющую камеры с электродами — анодом и катодом. В камеру анода подводят водород, в камеру катода подводят кислород. Электроды покрывают слоем катализатора, например, это платина. Молекулярный водород теряет электроны под воздействием катализатора. Протоны через мембрану проводятся к катоду, под воздействием катализатора в результате соединения с электронами образуется вода. Из камеры анода электроны уходят в электрическую цепь, которая подсоединена к двигателю. Так образуется ток для питания мотора.

Достоинства водородного двигателя:

продукт горения водорода — вода. А значит, это самое экологически чистое топливо;
мощность, приёмистость и иные показатели двигателя выше, чем у стандартного — электроэнергия обеспечивает их сполна;
низкий уровень шума;
простота обслуживания — не нужна сложная трансмиссия, а трущихся деталей меньше;
низкая себестоимость эксплуатации транспорта;
меньший расход топлива и большая скорость заправки;
более высокий запас хода;
водород имеет большой потенциал в качестве альтернативного вида топлива, так как он может быть получен из различных источников, в том числе солнечной энергии или ветра;
основное сырьё — вода — бесплатное.

Недостатки водородного двигателя:

Использование топливных элементов в обычном двигателе чревато пожаром или взрывом из-за его устройства.
Стоимость их также весьма высока.
Вес автомобиля увеличивается в результате использования преобразователей тока и мощных аккумуляторов.
Процесс получения из воды водорода пока тоже недёшев, как и транспортировка нового топлива.
Прогнозируются и экологические проблемы — увеличение в атмосфере количества водорода может пагубно сказаться на озоновом слое Земли.
Производство аккумуляторов – также вредный для окружающей среды процесс.
Одной из проблем транспортных средств на водороде является высокая стоимость платины, необходимой для химической реакции в двигателе.
Отсутствие водородных заправочных станций делает водородные автомобили неконкурентоспособными по сравнению с обычными автомобилями.
Не решён вопрос о хранении. На сегодняшний день предлагается хранить в сжиженном виде либо под высоким давлением, но исследования продолжаются.

Водородные топливные элементы

В разные годы водородные топливные элементы использовались:

для тракторов,
локомотивов,
подводных лодок,
вертолётов,
в автомобиле для гольфа,
на мотоцикле.

Для автомобилей с водородным двигателем и автобусов используются элементы на протонно-обменной мембране (PEM), они компактны и мало весят.

Авто на водороде

Тойота, приручившая водород, — Fuel Cell Sedan — это комфорт и вместительность стандартной модели. Для того чтобы увеличить пространство в салоне и багажнике, сжатые резервуары водорода расположены в полу автомобиля. Предназначена машина для пяти пассажиров, цена составит 67500 $.
Технологии космоса в обычной жизни. BMW Hydrogen 7 уже доказал свои возможности на практике, порядка ста автомобилей BMW Hydrogen 7 были тестированы выдающимися деятелями культуры, политики, бизнеса и средств массовой информации. Опыт испытания в реальных условиях показал, что переход на водород полностью совместим с комфортом, динамикой и безопасностью, которые вы могли бы ожидать от BMW. Авто можно переключать с одного вида топлива на другой. Максимальная скорость 229 км/ч.
Генератор энергии Honda FCX Clarity. По словам разработчиков, можно подключить к трансформатору и снабжать электричеством все бытовые приборы. Баки с водородом находятся под задними сидениями, а после полной заправки топлива ей хватит на 500 км. Цена от 62807 $.
Часть автобусов MAN работает на водороде.

Водородные двигатели будущего

Новое сотрудничество в автомобильном секторе начали General Motors (GM) и Honda Motor. Обе компании планируют совместно разрабатывать водородные топливные элементы в течение следующих семи лет. Обмен ноу-хау поможет снизить затраты на технологии и делает основной целью реагирование на увеличение объёма глобальных требований, предъявляемых к сокращению выбросов, стандарт «Евро-4» имеет строгие рамки.
Силовая установка автомобиля может послужить и электростанцией для дома, обеспечивая его энергией в течение 5 дней.
Каждый производитель в ближайшее время рассчитывает продавать минимум тысячу экокаров за год, ожидаемая цена 97000 $.
К 2050 году водород как источник топлива покроет треть производимой энергии.

А вот Илон Маск (глава SpaceX и Tesla) к новому топливу относится крайне критично, считая его создание маркетинговым ходом. Маск заявил, что использование технологий не решит реальных транспортных проблем и что в литий-ионных батареях плотность хранения энергии превышает все водородные разработки. А как думаете вы?

Укажите насколько полезна была Вам эта статья!!!:

Смотрите также

Марки внедорожников значки и названия фото
Фото степвей 2
Дизельные двигатели м 40
Ремонт бензиновых двигателей
Минивэн для семьи
Новый дженезис 2019
Когда выйдет новый порше кайен 2019
Замена ксеноновых ламп своими руками
Наблюдает ли за мной кгб
Можно ли сделать осаго на 3 месяца в 2019
Самая медленная машина

Водородный двигатель принцип работы

Первый тип водородного двигателя работает на топливных элементах. К сожалению, водородные двигатели данного типа до сих пор имеют высокую стоимость. Дело в том, что в конструкции содержаться дорогие материалы вроде платины.

Устройство водородного двигателя
Принцип работы
Водородные топливные элементы
Принцип работы
Особенности гибридных конструкций
Водород как горючее

Ко второму типу относятся водородные двигатели внутреннего сгорания. Принцип работы таких устройств сильно напоминает пропановые модели. Именно поэтому их часто перенастраивают для работы под водород. К сожалению, КПД подобных устройств на порядок ниже тех, что функционируют на топливных элементах.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Главное отличие двигателей на водороде от привычных нам сейчас бензиновых либо дизельных аналогов заключается в способе подачи и воспламенении рабочей смеси. Принцип преобразования возвратно-поступательных движений КШМ в полезную работу остается неизменным. Ввиду того что горение топлива на основе нефтепродуктов происходит медленно, камера сгорания наполняется топливно-воздушной смесью немного раньше момента поднятия поршня в свое крайнее верхнее положение (ВМТ). Молниеносная скорость реакции водорода позволяет сдвинуть время впрыска к моменту, когда поршень начинает свое возвратное движение к НМТ. При этом давление в топливной системе не обязано быть высоким (4 атм. достаточно).

В идеальных условиях водородный двигатель может иметь систему питания закрытого типа. Процесс смесеобразования происходит без участия атмосферного воздуха. После такта сжатия в камере сгорания остается вода в виде пара, который проходя через радиатор, конденсируется и превращается обратно в Н2О. Такой тип аппаратуры возможен в том случаи, если на автомобиле установлен электролизер, который отделит с полученной воды водород для повторной реакции с кислородом.

На практике такой тип системы осуществить пока что сложно. Для исправной работы и уменьшения силы трения в моторах используется масло, испарения которого являются частью отработанных газов. На современном этапе развития технологий устойчивая работа и беспроблемный запуск двигателя, работающего на гремучем газе, без использования атмосферного воздуха неосуществимы.

Двигатель на водородных топливных элементах

Подобные водородные двигатели позволяет пройти не менее 200 км. на одном заряде.

Устройство водородного двигателя

Автомобили с двигателем работающем на водороде делятся на несколько групп:

Машины с 2-мя энергоносителями. Они обладают экономичным мотором, способным работать на чистом водороде или бензиновой смеси. КПД двигателя такого типа достигает 90-95 процентов. Для сравнения дизельный мотор имеет коэффициент полезного действия на уровне 50%, а обычный ДВС — 35%. Такие транспортные средства соответствуют стандарту Евро-4.

Автомобиль со встроенным электродвигателем, питающим водородный элемент на борту транспортного средства. Сегодня удалось создать моторы, имеющие КПД от 75% и более.

Обычные транспортные средства, работающие на чистом водороде или топливно-воздушной смеси. Особенность таких двигателей заключается в чистом выхлопе и увеличении КПД еще на 20%.

Главной особенностью является способ подачи горючего в камеру сгорания и его воспламенения.

Что касается преобразования полученной энергии в движение КШМ, процесс аналогичен.

Принцип работы

Принцип работы водородных двигателей стоит рассмотреть применительно к двум видам таких установок:

Моторы внутреннего сгорания;

Двигатели на водородных элементах.

Водородные моторы внутреннего сгорания

В ДВС из-за того, что горение бензиновой смеси осуществляется медленнее, топливо попадает в камеру сгорания раньше достижения поршнем своей верхней точки.

В водородном двигателе, благодаря мгновенному воспламенению газа, удается сместить время впрыска до момента, пока поршень начнет возвратное движение. При этом для нормальной работы мотора достаточно небольшого давления в топливной системе (до 4-х атмосфер).

В оптимальных условиях водородный мотор способен работать с питающей системой закрытого вида. Это значит, что в процессе образования смеси атмосферный воздух не применяется.

После завершения такта сжатия в цилиндре остается пар, который направляется в радиатор, конденсируется и становится водой.

Реализация варианта возможна в случае, если на машине смонтирован электролизер — устройство, обеспечивающее отделение водорода от h3O для последующей реакции с O2.

Воплотить в реальность описанную систему пока не удается, ведь для нормальной работы двигателя и снижения силы трения применяется масло.

Последнее испаряется и является частью отработавших газов. Так что применение атмосферного воздуха при работе водородного двигателя пока необходимо.

Двигатели на водородных элементах

Принцип действия таких устройств построен на протекании химических реакций. Кожух элемента имеет мембрану (проводит только протоны) и электродную камеру (в ней находится катод и анод).

В анодную секцию подается h3, а в катодную камеру — O2. На электроды наносится специальное напыление, выполняющее функцию катализатора (как правило, платина).

Под действием каталитического вещества происходит потеря водородом электронов. Далее протоны подводятся через мембрану к катоду, и под влиянием катализатора формируется вода.

Из анодной камеры электроны выходят в электрическую цепь, подключенную к мотору. Так формируется ток для питания двигателя.

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.

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.

Водород как горючее

У водорода есть свои нюансы, которые проявляются в следующем:

когда сжигается смесь с использованием водорода, на выходе получается только обычный водяной пар;

на воспламенение водорода уходит меньше времени, чем в случае с дизельным или традиционным бензиновым топливом;

детонационная устойчивость вещества способствует увеличению степени сжатия;

показатели теплоотдачи состава превосходят топливовоздушную смесь на 250%;

водород является летучим газом, из-за чего он может проникать в малейшие полости и зазоры;

лишь некоторые металлы способны справиться с воздействием воспламеняющегося водорода;

такое топливо можно хранить в жидком или сжатом агрегатном состоянии;

если ёмкость получает пробой или небольшую трещину, всё топливо испаряется довольно быстро;

чтобы вступить в реакцию с кислородом, нижний уровень газа составляет 4%;

последняя особенность позволяет настраивать необходимые оптимальные режимы для двигателя за счёт дозировки консистенции.

В чём опасность такого топлива

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 3 чел.
Средний рейтинг: 3.7 из 5.

принцип работы машин на водородном топливе, плюсы и минусы

Оглавление

1 Принцип работы
2 Особенности гибридных конструкций
3 Водородные топливные элементы
4 Преимущества и недостатки
5 Модели с водородным двигателем
- 5. 1 Honda FCX Clarity
- 5.2 Hyundai Tucson/ix35 FCEV
- 5.3 Hyundai Nexo
- 5.4 Toyota Mirai FCV
6 Перспективы водородных ДВС

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

Особенности гибридных конструкций

Водородные топливные элементы

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.

Водородный двигатель: типы,устройство,принцип работы,фото,видео

Nevada 1976Водородный двигатель: типы,устройство,принцип работы,фото,видео 0 Comment

Содержание статьи

Сегодня ведут исследования и другие компании, среди них:

Honda Motor,
Volkswagen,
General Motors,
Daimler AG,
Ford Motor,
BMW и так далее.

ТИПЫ ВОДОРОДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Наука непрерывно развивается. Каждый день придумываются новые концепты. Но только лучшие из них воплощаются в жизнь. Сейчас существует всего два типа водородных двигателей, которые могут быть рентабельными и производительными.

На данный момент тяжело сказать, какая из двух технологий по созданию водородных двигателей победит. У каждой есть свои плюсы и минусы. В любом случае работы в данном направлении не прекращаются. Поэтому, вполне возможно, что к 2030 году машину с водородным двигателем можно будет купить в любом автосалоне.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Минусы водородного мотора

Водородные двигатели для автомобилей при всех плюсах не лишены недостатков:

Высокая стоимость, на которую влияют, во-первых, электрический генератор, во-вторых, необходимые для эксплуатации авто баки из углепластика.
Низкая энергетическая эффективность. У электромобиля КПД равняется 70%, у водородного топлива – 30%, если же водород получать из нефти, этот показатель увеличится примерно в 2 раза, но тогда появится углекислый газ.
Малое количество заправок. Если в Европе они хотя бы есть, то в России такие заправочные станции в принципе отсутствуют.
Необходимость периодической проверки баллонов, заправленных водородом, в целях безопасности.
Увеличение веса машины и, как следствие, ухудшение маневренности.

Формирование водородного агрегата

Для начала надлежит обеспечить устройство трубопровода с добавочными ёмкостями Датчик уровня жидкости, закреплённый в центре крышки, препятствует ложному срабатыванию во время движения вверх-вниз. Этим прибором управляется система автоматической подпитки.

Датчик давления регулирует подкачку воды, включая т отключая её при показателях соответственно 40 и 45 psi. При достижении нагрузки в 50 psi приводится в действие предохранитель, в конструкции которого предусмотрены две функционально значимые части:

вентиль аварийного сброса используется в экстремальных ситуациях;
разрывной диск, принцип работы которого заключается в активации при показателе давления в 60 psi, обеспечивая сохранность системы.

Особое внимание следует уделить качественному отводу тепла. Для этой цели подбирается наиболее холодная свеча.

Двигатель на водородных топливных элементах

ТРУДНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОДОРОДНЫХ ДВС

Главное препятствие на пути внедрения технологии – это стоимость получения водорода (Н2), а также комплектующих для его хранения и транспортировки. К примеру, для сохранения сжиженного состояния нужно поддерживать стабильную температуру -253º С. Наиболее доступный способ получения Н2 – это электролиз воды. Промышленное снабжение водородом требует больших энергетических затрат. Рентабельным этот процесс сможет сделать ядерная энергетика, которой также пытаются найти рациональную альтернативу. Транспортировка и хранение газа требуют использования дорогостоящих материалов и высококачественных механизмов.К другим недостаткам водородного топлива можно отнести:

взрывоопасность. В замкнутом пространстве достаточная для реакции концентрация гремучего газа может спровоцировать взрыв. Усугубить ситуацию способна высокая температура воздуха. Из-за высокой степени диффузности водорода существует риск попадания Н2 в выхлопной коллектор, где реакция с горячими выхлопными газами приведет к возгоранию смеси. Роторный двигатель, ввиду особенностей компоновки, является более предпочтительным для водородного автомобиля;
для хранения водорода требуется емкость большого объема, а также специальные системы, препятствующие улетучиванию Н2 и обеспечивающие защиту от механических деформаций. Если для автобусов, грузовиков либо водного транспорта такая особенность не играет большой роли, то легковые автомобили теряют ценные кубометры багажного отделения;
в режимах высокотемпературных нагрузок водород способен провоцировать разрушительное воздействие на детали цилиндропоршневой группы и моторное масло. Применение соответствующих сплавов и смазочных материалов ведет к удорожанию производства и эксплуатации двигателей, работающих на водороде.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Автомобилестроение – далеко не единственная область, где могут применяться водородные двигатели. Водный, железнодорожный транспорт, авиация, а также различная вспомогательная спецтехника могут использовать силовые установки подобного типа.

Интерес к внедрению технологии водородных двигателей проявляют как дочерние предприятия, так и крупные автоконцерны (BMW, Volskwagen, Toyota, GM, Daimler AG и прочие). Уже сейчас на дорогах можно встретить не только опытные образцы, но и полноценные представители модельного ряда, приводимые в движение с помощью водорода. BMW 750i Hydrogen, Honda FSX, Toyota Mirai и многие другие модели отлично зарекомендовали себя во время дорожных испытаний. К сожалению, высокая стоимость водорода, отсутствие инфраструктуры заправочных станций, а также достаточного количества квалифицированных сотрудников, оборудования для ремонта и обслуживания не позволяют запустить такие автомобили в массовое производство. Оптимизация всего цикла использования гремучего газа являются первоначальной задачей области развития водородной энергетики.

Дифференциал Torsen: устройство,виды и принцип работы

Что выбрать: гидроусилитель или электроусилитель руля?

Датчик дроссельной заслонки: предназначение,типы,виды,неисправности,фото

Датчик холостого хода: принцип действия,устройство,виды,фото,назначение

Автомобильные стекла: что это такое и какие виды бывают?

Водородные двигатели внутреннего сгорания и водородные топливные элементы

Отдел новостей Cummins:
Наши инновации, технологии и услуги

27 января 2022 г. Джим Небергалл, генеральный директор подразделения водородных двигателей

Правила, ограничивающие выбросы парниковых газов (ПГ) от автомобилей, ужесточаются во всем мире. При этом все больший интерес вызывают как водородные двигатели, так и водородные топливные элементы.

Учитывая, что грузовики средней и большой грузоподъемности являются основным источником выбросов CO ₂, путь транспортного сектора к нулевой точке назначения включает обе технологии.

По мере того, как все больше производителей грузовиков пополняют ряды автомобильных компаний, разрабатывающих альтернативу бензиновым и дизельным автомобилям, не содержащую CO ₂ или CO ₂, нейтральную, давайте рассмотрим сходства и различия между водородными двигателями и топливными элементами.

Водородные двигатели и топливные элементы: сходства и различия в том, как они работают?

Как водородные двигатели внутреннего сгорания, так и водородные топливные элементы могут приводить в движение транспортные средства, использующие водород, топливо с нулевым содержанием углерода.

Водородные двигатели сжигают водород в двигателе внутреннего сгорания точно так же, как бензин используется в двигателе. Водородные двигатели внутреннего сгорания (водородный ДВС) почти идентичны традиционным двигателям с искровым зажиганием. Вы можете прочитать больше о том, как работают водородные двигатели, если интересно.

Водородные автомобили на топливных элементах (FCEV) вырабатывают электричество из водорода в устройстве, известном как топливный элемент, и используют это электричество в электродвигателе, подобно электромобилю.

Водородные двигатели и топливные элементы: дополнительные варианты использования

Водородные двигатели и водородные топливные элементы предлагают дополнительные варианты использования.

Двигатели внутреннего сгорания, как правило, наиболее эффективны при высокой нагрузке, то есть когда они работают интенсивнее. FCEV, напротив, наиболее эффективны при более низких нагрузках. Вы можете прочитать больше примеров использования водородных двигателей в мобильности и транспорте. Они варьируются от тяжелых грузовиков до строительства.

Таким образом, для тяжелых грузовиков, которые, как правило, тратят большую часть своего времени на перевозку самых больших грузов, которые они могут тянуть, двигатели внутреннего сгорания обычно являются идеальным и эффективным выбором. С другой стороны, транспортные средства, которые часто работают без груза, например, эвакуаторы или автобетоносмесители, могут быть более эффективными с топливными элементами. Электромобили на топливных элементах также могут получать энергию за счет рекуперативного торможения в очень неустойчивых рабочих циклах, что повышает их общую эффективность.

Водородные двигатели также могут работать как автономные силовые агрегаты и справляться с переходными процессами без необходимости использования аккумуляторной батареи. Топливные элементы в сочетании с аккумуляторными батареями также могут добиться того же.

Водородные двигатели и топливные элементы: сходство выбросов

Водородные двигатели и водородные топливные элементы также имеют схожие характеристики выбросов.

FCEV вообще не производят никаких выбросов, кроме водяного пара. Это очень привлекательная функция для транспортных средств, работающих в закрытых помещениях или помещениях с ограниченной вентиляцией.

Водородные двигатели почти не выделяют следовые количества CO ₂ (из окружающего воздуха и смазочного масла), но могут производить оксиды азота или NOx. В результате они не идеальны для использования внутри помещений и требуют дополнительной обработки выхлопных газов для снижения выбросов NOx.

Водородные двигатели и топливные элементы: вопросы использования водородного топлива

Да, и водородные двигатели, и топливные элементы используют водородное топливо; но в этой истории есть еще кое-что.

Водородные двигатели часто могут работать на водороде более низкого качества. Это становится удобным для конкретных случаев использования. Например, у вас может быть участок, на котором можно производить водород с использованием парового риформинга метана и улавливания и хранения углерода (CCS). Затем этот водород можно использовать в водородных двигателях без необходимости очистки.

Устойчивость водородного двигателя к примесям также удобна для транспортной отрасли, где переход на высококачественный экологически чистый водород потребует времени.

Водородные двигатели и топливные элементы: разные уровни зрелости

Наконец, водородные двигатели и технологии водородных топливных элементов имеют разные уровни зрелости.

Двигатели внутреннего сгорания широко используются на протяжении десятилетий и поддерживаются обширной сервисной сетью. Надежные двигатели, которые могут работать в пыльной среде или подвергаться сильным вибрациям, доступны во всех размерах и конфигурациях.

С точки зрения производителей транспортных средств и операторов автопарка, переход на трансмиссии с водородными двигателями включает знакомые детали и технологии. Конечные пользователи, не склонные к риску, найдут утешение в испытанном и надежном характере двигателей внутреннего сгорания.

Так что на самом деле FCEV и водородные ДВС не конкурируют друг с другом. Наоборот, развитие одного поддерживает развитие другого, поскольку оба являются движущей силой развития общей инфраструктуры производства, транспортировки и распределения водорода. Оба также включают одни и те же резервуары для хранения транспортных средств. Это дополняющие друг друга технологии, которые являются частью сокращения выбросов транспортных средств и транспортных средств в направлении нулевой точки назначения уже сейчас.

Никогда не пропустите последние новости и будьте впереди. Зарегистрируйтесь ниже, чтобы получать последние новости о технологиях, продуктах, отраслевых новостях и многом другом.

Теги

Водород

Бизнес-сегмент двигателей

Устойчивое развитие

Тяжелые грузовики

Никогда не пропустите последние новости

Будьте в курсе последних новостей о новых технологиях, продуктах, отраслевых тенденциях и новостях.

Адрес электронной почты

Компания

Присылайте мне последние новости (отметьте все подходящие варианты):

Грузоперевозки

Автобус

Пикап

Строительство

Сельское хозяйство

Джим Небергалл (Jim Nebergall) — генеральный менеджер направления водородных двигателей в компании Cummins Inc. и возглавляет глобальные усилия компании по коммерциализации двигателей внутреннего сгорания, работающих на водороде. Водородные двигатели внутреннего сгорания — важная технология на ускоренном пути компании к обезуглероживанию.

Джим пришел в Cummins в 2002 году и занимал многочисленные руководящие должности в компании. В последнее время Джим был директором по стратегии и управлению продуктами в североамериканском бизнесе по производству двигателей для шоссейных дорог. Джим увлечен инновациями и посвятил свою карьеру в Cummins развитию технологий, улучшающих окружающую среду. Он расширил границы инноваций, ориентированных на клиента, чтобы позиционировать Cummins как ведущего поставщика силовых агрегатов, управляя портфелем, начиная от передовых дизельных и газовых двигателей до гибридных силовых агрегатов.

Джим окончил Университет Пердью со степенью бакалавра в области электротехники и вычислительной техники. В 2007 году он получил степень магистра делового администрирования в Университете Индианы.

Отдел новостей Cummins:
Наши инновации, технологии и услуги

13 сентября 2022 г. от Cummins Inc., мирового лидера в области энергетических технологий

Девяносто процентов американского бизнеса составляют малые и средние предприятия. Они являются настоящими двигателями нашей экономики, в которых работают миллионы рабочих. Поскольку многие из них ищут новые способы расширения своих услуг, получения дохода и развития своего бизнеса, домашние резервные и портативные генераторы Cummins могут стать новым источником дохода.

Серебряная подкладка в темных облаках

По данным Associated Press, количество отключений электроэнергии из-за неблагоприятных погодных условий удвоилось за последние два десятилетия, что создает нагрузку на стареющую энергосистему нашей страны. Это привело к увеличению частоты и продолжительности отключений электроэнергии. Эти частые отключения создают потребность в надежном резервном питании для домашних хозяйств и других предприятий. А для предприимчивых предприятий малого и среднего бизнеса удовлетворение этой потребности с помощью генераторов Cummins представляет собой огромную возможность.

Какие предприятия могли бы получить наибольшую выгоду от того, чтобы стать авторизованными дилерами Cummins? Вот наша пятерка лучших:

1. Генеральные подрядчики — Когда случаются стихийные бедствия, такие как ледяные бури, ураганы, сильные ветры, лесные пожары или землетрясения, потеря электроэнергии — не единственная проблема, с которой сталкиваются клиенты. Часто бывает физическое повреждение имущества, которое необходимо отремонтировать. Когда они помогают клиентам в восстановлении, генеральные подрядчики имеют возможность оценить потребности дома или предприятия в энергии и предложить добавить домашний резервный генератор Cummins QuietConnect™. Если заказчик соглашается, генподрядчик получает не только прибыль от продажи генератора, но и работы по его установке.

2. Электрики — Хороший электрик — надежный источник информации. Мало того, что они являются экспертами в области потока электронов, они часто знают конкретные электрические схемы своих клиентов. После длительного отключения электроэнергии многих часто спрашивают: «Что вы можете сделать, чтобы у меня не отключилось электричество в следующий раз, когда электричество отключится?» Электрики, продающие и устанавливающие домашние резервные генераторы Cummins QuietConnect, могут сказать: «Да, есть». Установка домашних резервных генераторов может быть еще одной ценной услугой, которую предоставляют электрики.

3. Подрядчики по отоплению и охлаждению — Во время отключения электроэнергии одной из наиболее важных систем, отключенных для владельцев домов и предприятий, является их система центрального отопления и охлаждения. Нахождение без тепла или прохладного воздуха в течение длительного периода времени не только неудобно, но и может быть опасным, если температура на улице экстремально высока. Таким образом, естественно, что после восстановления энергоснабжения поиск способа сохранить систему HVAC включенной во время следующего отключения электроэнергии становится первостепенной задачей. Поскольку подрядчики по отоплению и охлаждению являются экспертами в установке больших систем в домах и на предприятиях, добавление резервных генераторов Cummins QuietConnect в дома и на предприятия является естественным способом добавить еще один центр прибыли в их бизнес.

4. Интернет-магазины — До сих пор мы обсуждали резервные генераторы. Для предприятий, которые не специализируются на постоянной установке генераторов, портативные генераторы Cummins могут приносить прибыль. Хотя портативные генераторы можно использовать во время отключения электроэнергии, они лучше подходят для небольших задач благодаря своей портативности. Это делает их идеальными для кемпинга, парковки, строительства и многого другого. Благодаря прочной и надежной репутации Cummins наши портативные генераторы идеально подходят для розничных продавцов, ориентированных на эти сегменты рынка.

5. Монтажники солнечных панелей — Большинство домашних солнечных панелей подключаются непосредственно к электросети. Таким образом, когда электричество отключается, солнечные батареи перестают обеспечивать электроэнергию. В качестве резервного источника электроэнергии установщики солнечных панелей могут либо установить резервную солнечную батарею, которая заряжается от солнечных панелей, либо домашний резервный генератор. Как правило, резервные солнечные батареи могут питать дом только в течение нескольких часов, поэтому, если район подвержен перебоям в работе из-за погодных условий, лучшим выбором будет домашний резервный генератор, такой как Cummins QuietConnect.

Время пришло

Сейчас, когда больше людей, чем когда-либо, ищут резервные источники энергии, сейчас самое время расширить предложения вашей компании, став авторизованным дилером Cummins. Чтобы узнать больше, посетите веб-сайт cummins.com/partners/dealers.

Теги

Генераторы

Производство электроэнергии

Домашний и малый бизнес Дилеры

Отдел новостей Cummins:
Наши инновации, технологии и услуги

26 августа 2022 г. от Cummins Inc., мирового лидера в области энергетических технологий

Тепловые волны, которые вызывают чрезмерный спрос на электроэнергию… засухи, которые делают гидроэнергетику менее доступной… электрические сети вблизи активных лесных пожаров отключаются в целях безопасности… стареющие, перегруженные электрические сети… сильные ветры, обрывающие линии электропередач… все это причины, по которым некоторые части страны могут столкнуться с плановыми отключениями электроэнергии в этом году.

Если вы живете в районе, подверженном постоянным отключениям электроэнергии, вот несколько советов, которые помогут вам подготовить свою семью к ним:

Подпишитесь на уведомления от вашей местной электроэнергетической компании. — Если эта услуга доступна от вашей местной коммунальной службы, она может дать вам предупреждение о начале подготовки до отключения электроэнергии.
Загрузите наш контрольный список Power Outage Ultimate — он содержит подробную информацию о том, что делать до, во время и после отключения электроэнергии. Он даже показывает вам, что делать для детей, домашних животных и членов семьи с медицинскими потребностями. Вы можете скачать это здесь.
Складируйте нескоропортящиеся продукты и воду — Убедитесь, что у вас также есть ручной консервный нож. Планируйте, чтобы еды хватило на всех, чтобы ваша семья могла пить воду и питаться во время отключения электричества.
Изготовление или покупка льда и холодильников — Если вы достаточно предупреждены, сделайте или купите лед, чтобы вы могли упаковать скоропортящиеся продукты в холодильники и сохранить их. (Холодильник будет поддерживать внутреннюю температуру около четырех часов, морозильник — около 48 часов.)
Купить фонарики и запасные батарейки — Блэкауты могут быть ну черные. Фонарики можно использовать для безопасности, если вам нужно передвигаться ночью, но используйте их экономно. Убедитесь, что у вас достаточно для каждого члена семьи.
Держите мобильные телефоны заряженными и бензобаки полными — Ваши телефоны и транспортные средства — ваши спасательные пути во внешний мир. Если у вас есть электромобиль, убедитесь, что он полностью заряжен.
Потренируйтесь открывать гаражные ворота вручную — Если вам нужно куда-то ехать, сначала нужно уметь вытаскивать машину из гаража.
План для лекарств, требующих охлаждения — Возможно, вам придется хранить их в холодильнике, как ваши охлажденные продукты, до тех пор, пока электричество не вернется.
Инвестируйте в резервный генератор для всего дома — Для полного спокойствия рассмотрите один из домашних резервных генераторов Cummins QuietConnect™. В случае отключения электроэнергии ваш генератор автоматически включится и обеспечит питание вашего дома.
Установка детекторов угарного газа с резервными батареями — Разместите их в центральных местах на каждом этаже, чтобы при попадании угарного газа в дом вы были немедленно предупреждены.

Веерные отключения электроэнергии становятся все более и более распространенным явлением. К счастью, есть способы планировать заранее и не допустить, чтобы они полностью разрушили вашу жизнь. Чтобы узнать о различных способах, которыми Cummins может помочь вашей семье сохранить электричество во время плановых отключений электроэнергии, посетите нас по адресу cummins.com/na/generators/home-standby/whole-house-and-portable или найдите местного дилера cummins. .com/na/generators/home-standby/find-a-dealer.

Теги

Домашние генераторы

Дом и малый бизнес

Отдел новостей Cummins:
Наши инновации, технологии и услуги

08 августа 2022 г. от Cummins Inc., мирового лидера в области энергетических технологий

По мере ужесточения норм выбросов компания Cummins Turbo Technologies (CTT) стремится помочь клиентам сократить выбросы и повысить экономию топлива с помощью новых инновационных технологий обработки воздуха.

Благодаря 70-летнему опыту инноваций и надежности, CTT и Holset представили широкий спектр ведущих в отрасли технологий обработки воздуха. В 2021 году CTT выпустила турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT) 7-го поколения серии 400, чтобы помочь производителям двигателей соответствовать будущим стандартам выбросов и обеспечить лучшую в своем классе экономию топлива. В Cummins инновации никогда не прекращаются, поскольку мы продолжаем совершенствовать наши текущие технологии, одновременно разрабатывая новые. Помня об этой философии, CTT сейчас готовится представить HE400VGT 8-го поколения. Он специально разработан для обеспечения максимальной производительности, надежности и долговечности для рынка тяжелых грузовиков объемом 10–15 л.

Компания CTT значительно улучшила характеристики турбонагнетателя благодаря своему последнему поколению продуктов. Турбокомпрессор 8-го поколения будет иметь улучшенную на 5% эффективность по сравнению с предыдущим турбокомпрессором 7-го поколения.

В дополнение к улучшенной эффективности турбокомпрессора, которая помогает клиентам уменьшить размер двигателя, HE400VGT будет иметь лучшую переходную характеристику, повышенную устойчивость к утечке масла со стороны компрессора и двойное снабжение ключевыми компонентами для гибкости цепочки поставок.

Ключевые особенности Holset HE400VGT включают новую систему подшипников и почти нулевые зазоры для улучшения характеристик и переходных характеристик. Эти усовершенствования достигаются за счет более узких зазоров на ступени компрессора, меньшего радиального смещения на ступени турбины, улучшенной обработки поверхности и новых аэродинамических конструкций.

Этот турбокомпрессор, выпуск которого запланирован на 2024 год, включает в себя интеллектуальный электрический привод нового поколения и датчик скорости с новейшим набором микросхем для повышения производительности и долговечности. Стратегия двойного сорсинга помогает смягчить любой непредвиденный дефицит электроники, от которого в последнее время страдает отрасль.

Помимо повышения производительности, турбокомпрессор последнего поколения обеспечит лучшую в своем классе производительность для большегрузных дорожных грузовиков в сочетании с улучшенной топливной экономичностью в ключевых точках движения автомобиля.

«Компания CTT внедрила потрясающие новые технологии в наш последний двигатель HE400VGT, чтобы помочь покупателям двигателей соответствовать строгим требованиям по выбросам и снизить общую стоимость владения», — сказал Мэтью Франклин, директор по управлению продуктами и маркетингу. По мере того, как клиенты разрабатывают свои стратегии в отношении будущих норм выбросов, CTT продолжает опираться на успех предыдущих запусков турбокомпрессоров, чтобы поставлять инновационные продукты, которые отвечают требованиям разработки двигателей наших клиентов без ущерба для производительности.

Хотите узнать больше о продуктах и технических инновациях CTT? Подпишитесь на нашу ежеквартальную рассылку сегодня.

Метки

Компоненты

Cummins Turbo Technologies

Устойчивое развитие

Отдел новостей Cummins:
Наши инновации, технологии и услуги

21 июля 2022 г. от Cummins Inc., мирового лидера в области энергетических технологий

Мастерский ход инженеров Cummins в Австралии и США привел к значительному сокращению затрат и экологическим преимуществам для горнодобывающих компаний, решивших восстановить свои двигатели QSK60 в рамках специальной программы модернизации.

Инженеры сосредоточились на возможностях восстановления QSK60 раннего поколения и на том, как его можно было бы модернизировать до новейшей дизельной технологии во время капитального ремонта без серьезных изменений в базовой конструкции 60-литрового V16 — подвиг, который ускользал от других производителей двигателей.

Ключевой технологической модернизацией является впрыск топлива с заменой ранней системы насос-форсунки (HPI) на модульную систему Common Rail высокого давления (MCRS), которая теперь используется во всех двигателях Cummins последнего поколения с высокой мощностью.

300-й модернизированный двигатель мощностью 2700 л.с. недавно сошел с конвейера в Центре капитального ремонта Cummins Master Rebuild Center в Брисбене, подчеркнув еще один успешный шаг в эволюции QSK60 и почему это передовой дизельный двигатель высокой мощности в мире. в мобильном майнинговом оборудовании.

«Снижение расхода топлива и увеличение срока службы до капитального ремонта являются ключом к снижению совокупной стоимости владения, и они были первоначальными целями разработки программы модернизации для QSK60», — говорит Грег Филд, менеджер по развитию горнодобывающего бизнеса Cummins. Азиатско-Тихоокеанский регион.

«Инновации лежат в основе долгой истории Cummins, и они, безусловно, сыграли свою роль в вариантах восстановления QSK60, которые мы можем предложить нашим заказчикам из горнодобывающей отрасли».

Итог впечатляет: выбросы твердых частиц в дизельном топливе сокращаются на 63 % благодаря технологии сгорания в цилиндрах без дополнительной обработки. Также есть плюс для технического обслуживания с меньшим содержанием сажи в масле.

Экономия топлива до 5 % постоянно регистрируется в полевых условиях для значительного сокращения выбросов парниковых газов, в то время как срок службы до капитального ремонта увеличивается на 10 %, что соответствует расходу топлива более 4,0 миллионов литров до того, как потребуется капитальный ремонт.

Помимо модернизации топливной системы до MCRS, модель QSK60 с одноступенчатым турбонаддувом также оснащена другими инновациями Cummins в области технологии сгорания, разработанными для соответствия требованиям стандартов на выбросы загрязняющих веществ Tier 4 Final и Stage V, самых строгих в мире стандартов на выбросы загрязняющих веществ для внедорожной техники. .

Пакет модернизации может быть применен к двум вариантам QSK60 – один с одноступенчатым турбонаддувом (известный как «Advantage») мощностью от 1785 до 2700 л.с., другой с двухступенчатым турбонаддувом, который может быть мощностью 2700, 2850 или 3000 л.с.

300-й модернизированный QSK60 отправлен компании Boggabri Coal в бассейн Ганнеда штата Новый Южный Уэльс для установки на самосвал Komatsu 930E. Двигатель хорошо зарекомендовал себя при добыче угля и железной руды в Австралии.

Метки

Горное дело

Водородные двигатели | Cummins Inc.

Есть вопросы о водородных двигателях? Начните здесь, чтобы получить простые ответы, и погрузитесь глубже, чтобы получить дополнительную информацию о водородном двигателе.

Растущий интерес к водородным двигателям

Водород и водородные двигатели привлекают большое внимание деловых кругов, средств массовой информации и правительства. На то есть веская причина — необходимость сократить глобальные выбросы парниковых газов и достичь нулевой точки назначения больше, чем когда-либо. А водородное топливо — один из самых перспективных носителей неископаемой энергии.

В электроэнергетике быстро развиваются технологии преобразования энергии в водород и водорода в энергию, такие как турбины для сжигания водорода. В транспортном секторе первоначально внимание было сосредоточено на водородных электромобилях на топливных элементах или FCEV. В последнее время водородные автомобили с двигателями внутреннего сгорания также получают повышенное внимание, особенно среди грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности.

Водородные двигатели могут помочь вам добраться до нулевой точки назначения, используя безуглеродное водородное топливо в качестве FCEV, и использовать технологии, знакомые производителям транспортных средств, автопаркам и водителям.

Присоединяйтесь к нам на IAA 2022

Destination Zero™, наша стратегия по достижению нулевых выбросов, будет в центре нашей презентации IAA. Мы продемонстрируем наши новейшие технологии и инновации, поскольку мы активно работаем над тем, чтобы перевести наших клиентов на продукты, которые в конечном итоге устраняют выбросы углерода.

Подготовьтесь к IAA, узнайте о последних новостях, продуктах и многом другом:

Будущее коммерческого транспорта
Водородные двигатели в мобильности и транспорте
Сокращение выбросов коммерческого транспорта для достижения нулевого пункта назначения

Посетите наш центр IAA для получения дополнительной информации

Экологические преимущества водородных двигателей

Транспортные средства с водородными двигателями внутреннего сгорания могут работать без CO ₂ выбросы от водородного топлива, прямые или косвенные, в зависимости от источника используемого водорода.

Водород, полученный электролизом с использованием электричества, поступающего, например, от солнечных батарей или ветряных турбин, позволяет вождению без CO ₂. Кроме того, водородное топливо не выделяет твердых частиц, угарного газа или летучих органических соединений.

Однако водородные двигатели могут выделять некоторое количество NOx, загрязнителя атмосферы, который может способствовать образованию дымки, иногда наблюдаемой над большими городами в летние месяцы. Системы доочистки используются для устранения большей части выбросов NOx.

В Соединенных Штатах перевод средних и тяжелых грузовиков на чистый водород устранит около четверти всех выбросов парниковых газов в транспортном секторе.

Роль водородных двигателей в достижении нулевого уровня выбросов

Водород, полученный из возобновляемых источников, является одним из видов топлива с нулевым уровнем выбросов для двигателей транспортных средств.

Водородные двигатели предлагают производителям транспортных средств и автопаркам уникальное преимущество среди различных технологий с низким или нулевым выбросом углерода. Водородные двигатели созданы на основе современных и надежных двигателей внутреннего сгорания. Для производителей транспортных средств это знакомая технология, которую можно использовать при проектировании и производстве автомобилей. Точно так же для автопарков это знакомая технология эксплуатации, обслуживания, устранения неполадок и обслуживания.

Никогда не пропустите последние новости

Будьте в курсе последних новостей о новых технологиях, продуктах, отраслевых тенденциях и новостях.

Адрес электронной почты

Компания

Присылайте мне последние новости (отметьте все подходящие варианты):

Грузоперевозки

Автобус

Пикап

Строительство

Сельское хозяйство

CAPTCHA

Этот вопрос предназначен для проверки того, являетесь ли вы человеком, и для предотвращения автоматической отправки спама.

Переход на водородные двигатели внутреннего сгорания

Водородные двигатели надежны, имеют знакомую технологию и приносят пользу окружающей среде. Это делает переход на водородные двигатели операционно и экономически целесообразным.

Между тем, две области часто приходят на ум в качестве потенциальных проблем при переходе на водородные двигатели.

Первый — бортовое хранилище. Водородным транспортным средствам требуются экономичные способы хранения водорода на борту. Cummins Inc. недавно создала совместное предприятие с NPROXX, лидером в области хранения и транспортировки водорода для резервуаров для хранения водорода. Это совместное предприятие будет поставлять продукты для хранения водорода и сжатого природного газа для автомобильных и железных дорог.

Второй — заправка инфраструктуры. Автомобили и грузовики, работающие на водороде, могут управляться только в том случае, если водород доступен. Именно здесь грузовые перевозки становятся отличным начальным вариантом использования водородных двигателей — подробнее об этом в следующем разделе.

Приложения, которые первыми увидят водородные двигатели

В транспортных средствах какого типа мы можем ожидать массовое внедрение водородных двигателей?

Вопреки тому, что считалось на протяжении десятилетий, это вряд ли будут личные автомобили — аккумуляторная электрическая технология кажется лучшим выбором для этого применения.

Средние и тяжелые машины, скорее всего, перейдут на водородные топливные элементы или водородные двигатели. Вполне вероятно, что в ближайшее десятилетие автобусы и дальнобойщики, работающие на водороде, станут обычным явлением. Они дополняют аккумуляторные электрические автобусы и грузовики, которые также экономически и эксплуатационно выгодны для определенных профилей задач и приложений.

Внедорожник, строительная техника, сельскохозяйственная техника и даже корабли с водородным двигателем также, вероятно, станут обычным явлением. Скорее всего, это будут приложения, которые трудно электрифицировать из-за их вариантов использования и профилей задач.

Электроэнергетика — еще один вариант использования водородных двигателей в краткосрочной перспективе для производства электроэнергии.

Примеры водородных двигателей на транспорте

Поскольку водородные двигатели не за горами, ознакомьтесь с примерами водородных двигателей в транспортном секторе.

Примеры водородных двигателей

Водородная экономика будет запущена водородными двигателями

Водородная экономика — это общесоциальное решение проблемы глобального потепления и истощения запасов ископаемого топлива.

В водородной экономике ископаемое топливо заменяется водородом, полученным из возобновляемых источников.

Одна из основных проблем, препятствующих продвижению в этом направлении, носит замкнутый характер. Массовое использование водорода может начаться, как только водородное топливо станет широко доступным; и водородное топливо станет широко доступным, как только оно найдет широкое применение.

Хорошие новости; есть приложения, в которых использование водородных двигателей целесообразно при отсутствии разветвленной сети водородных заправочных станций.

Например, дальнемагистральные перевозки на водородных двигателях возможны только при наличии нескольких водородных станций, расположенных вдоль основных маршрутов доставки. Можно увидеть, как применение водородных двигателей инициирует благотворный цикл, ведущий к большей доступности водорода и, следовательно, к большему количеству водородных применений.

Водородные двигатели и топливные элементы

Водородные двигатели и водородные топливные элементы — это очень разные технологии, которые выполняют одну и ту же функцию — приводят транспортное средство в движение с помощью водорода.

Это две дополняющие друг друга технологии, предназначенные для разных приложений и отвечающие различным требованиям конечных пользователей.

Топливные элементы — это новая передовая технология.

Водородные двигатели представляют собой модифицированные двигатели внутреннего сгорания. Инфраструктура заправки водородом, разработанная для приложений одного, может служить приложениям другого. И любое развитие более экономичного хранения водорода на борту полностью применимо к обоим.

Водородные двигатели и топливные элементы: сходства и различия

От того, как они работают, до вариантов использования и выбросов. Обозначены сходства и различия между водородными двигателями и топливными элементами.

Прочитай сейчас

Подробнее о водородных двигателях

Произведение фурора с водородными двигателями внутреннего сгорания

Читать статью

Примеры водородных двигателей в мобильности и транспорте

Читать статью

Как работают водородные двигатели?

Читать статью

Плюсы и минусы различных видов топлива на пути к обезуглероживанию

Читать статью

Роль водородных двигателей в обеспечении экологической устойчивости

Читать статью

Преимущества водородных двигателей на транспорте

Читать статью

Как работают водородные двигатели для внедорожной техники?

Читать статью

Информация о водородных двигателях для операторов автопарка

Читать статью

Информация о водородных двигателях для производителей грузовиков и автобусов

Читать статью

Будущее коммерческого транспорта

Читать статью

Все новости

Могут ли водородные двигатели поддерживать горение для оборотов?

Двигатели внутреннего сгорания неэффективны, дорогостоящи в обслуживании и хуже для окружающей среды, чем силовые агрегаты на топливных элементах или батареях. Но они также шумные и веселые, поэтому автопроизводители начинают предлагать их как более экологичный вариант для несгибаемых мотористов.

Водород займет свое место в новой зеленой экономике. Он несет больше энергии на вес и объем, чем литиевые батареи, поэтому похоже, что зеленый водород имеет смысл найти широкое применение в приложениях, которые не могут обслуживать батареи: авиация, морское дело, дальнемагистральные перевозки, поезда и тяжелые транспортные средства. являются потенциальными кандидатами.

Для автомобилей это менее важно; батареи прекрасно справятся с этой задачей для большинства водителей, и они предлагают свои преимущества. Вы можете заряжать их дома или в офисе вместо того, чтобы искать водородную станцию, для начала, и они гораздо более эффективно используют электричество, возвращая почти всю вложенную в них энергию в виде крутящего момента на колесах. В самом деле, единственные существенные потери энергии на колесах, с которыми вы сталкиваетесь при работе электромобиля от аккумуляторной батареи, связаны с линиями электропередачи.

Тем не менее, потребительские автомобили на водородных топливных элементах, такие как Toyota Mirai и Hyundai Nexo, останутся актуальными для водителей, которые предпочитают возможность быстрой заправки, а не ожидание подзарядки в длительной поездке. Япония и Корея усердно работают над тем, чтобы сделать водород широко доступным, поэтому они должны быть такими же удобными, как современные газовые горелки.

С точки зрения эффективности автомобили на топливных элементах ужасны по сравнению с батареями. Энергия растрачивается на стадиях электролиза, сжатия и транспортировки, она медленно вытекает из резервуара, если ее оставить в покое, и есть еще одна неэффективность, связанная с прохождением ее обратно через топливный элемент для преобразования обратно в электричество. Хорошо на колесах, если электрическая батарея имеет КПД около 75-85 процентов, электрическая батарея на топливных элементах обеспечивает около 30-35 процентов. Но, по крайней мере, это нулевой уровень выбросов и низкие эксплуатационные расходы.

Yamaha разрабатывает 5,0-литровый двигатель V8, работающий на водороде, для Toyota

Yamaha

Вот почему странно, что появляется еще один вариант в виде специально разработанных двигателей внутреннего сгорания на водороде, таких как 5-литровый 450-сильный V8, который Yamaha разрабатывает для Toyota, и концепт-кар с водородным двигателем, над которым сейчас тизерит Renault.

Водород можно сжигать в двигателях внутреннего сгорания, но это имеет свои недостатки. Во-первых, он страдает от всех потерь эффективности цепочки поставок электромобиля на топливных элементах, с дополнительным недостатком, заключающимся в том, что стадия сгорания еще менее эффективна, чем топливный элемент, что снижает конечную эффективность полного цикла еще примерно на 5 процентов.

Во-вторых, хотя продуктом сгорания водорода является безопасная чистая вода, процесс его сжигания в воздухе также приводит к выбросу вредных закисей азота, а поскольку его необходимо смазывать маслом, это масло будет производить выбросы твердых частиц. Каталитические фильтры будут установлены для удаления многих из этих веществ, но не всех. Таким образом, сжигание водорода менее эффективно и менее чисто, чем электромобили на топливных элементах.

Третий минус для заказчика — обслуживание. Электрические силовые агрегаты требуют очень мало, но силовые агрегаты внутреннего сгорания требуют регулярного обслуживания. Циничный наблюдатель заметил бы, что производители хорошо зарабатывают на запчастях и сервисном обслуживании, и это может в некоторой степени объяснить, почему автомобильные компании вообще рассматривают эту технологию.

Послепродажный доход, такой как техническое обслуживание и запасные части, может стать экономическим стимулом для автомобильных компаний продвигаться вперед с водородными двигателями, но история, которую они рассказывают, отличается. Во-первых, двигатель внутреннего сгорания находится в центре программ большинства автопроизводителей на протяжении многих десятилетий и занимает определенное место в их холодных корпоративных сердцах.

«Мы работаем над достижением углеродной нейтральности к 2050 году», — пояснил президент Yamaha Motor Ёсихиро Хидака в пресс-релизе о сделке компании по разработке водородного двигателя для Toyota. «В то же время «Мотор» находится в названии нашей компании, и, соответственно, у нас есть сильная страсть и уровень приверженности двигателю внутреннего сгорания».

Toyota уже участвовала в гонках Fuji Super TEC 24 Hours Race, Super Taikyu Race в Autopolis и SUZUKA S-TAI на автомобилях, работающих на водороде, и работает над расширением этих усилий

Yamaha

Но, во-вторых, и что более интересно, кажется, что они работают над тем, чтобы позиционировать водородное топливо как выбор автолюбителей в углеродно-нейтральном вождении. Электрика аккумуляторов и топливных элементов бесшумна, что делает их скучными для некоторых людей, которые выросли в восторге от оркестров сгорания, которые они могут дирижировать правой ногой. Водородные двигатели могут вернуть звуки выхлопа и впуска в салоны автомобилей с низким уровнем выбросов, если не с нулевым уровнем выбросов.

И хотя электрика беспощадно эффективна и, как правило, намного быстрее, чем газовые горелки на светофоре, она ничего не дает страстным водителям в обмен на потерю кинетической связи с дорогой через сцепление, тахометр, рычащий двигатель с интересной кривая крутящего момента и коробка передач.

Двигатели внутреннего сгорания на водороде могут помочь всем этим вещам двигаться вперед в новый зеленый мир. Страстные энтузиасты снова и снова демонстрируют, что они готовы тратить больше на топливо, если взамен получают больше удовольствия. Многие уже вырывают из совершенно новых автомобилей средства контроля выбросов только для того, чтобы выжать из них несколько дополнительных лошадиных сил или улучшить их звук, так что они вряд ли откажутся от нескольких закисей азота или твердых частиц.

Renault тизерит новую концепцию, работающую на водородном двигателе внутреннего сгорания

Renault

Похоже, что несколько компаний начинают позиционировать двигатели внутреннего сгорания как своего рода выбор энтузиастов, более экологичный вариант, к которому люди могут перейти, либо потому, что они хотят сделать лучше для окружающей среды, либо потому, что в конечном итоге они вынуждены к.

«Лично я хочу добиться не только производительности, но и нового очарования двигателя внутреннего сгорания, которого мир еще не видел», — сказал Ямада.

В самом деле, похоже, что Toyota может рассматривать сжигание водорода и как будущее гонок. Он уже представил прототипы с водородными двигателями в трех внутренних гонках и планирует расширить эту программу на другие соревнования. Там, где гонки на электромобилях обвиняют в том, что они немного бесплодны в отсутствие большого шума, возможно, это и есть противоядие.

Это, безусловно, придает интересную окраску. Что скажете, мотористы? Поскольку в течение следующих 30 лет бензин постепенно исчезнет из меню, будете ли вы заинтересованы в водородном автомобиле, который мог бы поддерживать театр вождения двигателя внутреннего сгорания, даже если он стоит дороже, нуждается в обслуживании и хуже для окружающей среды, чем автомобиль? аккумуляторный электромобиль?

Источники: Yamaha, Renault

Toyota Развитие технологий водородных двигателей с помощью автоспорта | Корпоративный | Global Newsroom

22 апреля 2021 г.

Пресс-релиз
Окружающая среда
Водород
Инновации
Автоспорт

Скачать все изображения

PDF

Город Тойота, Япония, 22 апреля 2021 г. — Toyota Motor Corporation (Toyota) объявила сегодня о разработке водородного двигателя для создания углеродно-нейтрального мобильного общества. Он установил двигатель на гоночный автомобиль на базе Toyota Corolla Sport, который будет участвовать в соревнованиях под знаменем ORC ROOKIE Racing, начиная с серии Super Taikyu 2021 Powered by Hankook Round 3 NAPAC Fuji Super TEC 24 Hours Race 21 мая. 23.

Оттачивая свой водородный двигатель, находящийся в стадии разработки, в суровых условиях автоспорта, Toyota стремится внести свой вклад в создание устойчивого и процветающего мобильного общества.

: Гонка серии Super Taikyu

: Изображение водородного двигателя

Электрифицированные автомобили на топливных элементах (FCEV), такие как Toyota Mirai, используют топливный элемент, в котором водород вступает в химическую реакцию с кислородом воздуха для производства электроэнергии, питающей электродвигатель. Между тем, водородные двигатели вырабатывают энергию за счет сжигания водорода с использованием систем подачи топлива и впрыска, которые были модифицированы по сравнению с теми, которые используются в бензиновых двигателях. За исключением незначительного сгорания моторного масла во время вождения, что также имеет место в бензиновых двигателях, водородные двигатели не выделяют CO2 при работе.

Сгорание в водородных двигателях происходит быстрее, чем в бензиновых двигателях, что приводит к характеристике хорошей реакции. Обладая отличными экологическими характеристиками, водородные двигатели также могут передавать удовольствие от вождения, в том числе с помощью звуков и вибраций.

Toyota давно занимается инновациями в области технологий двигателей. Кроме того, компания применяет в серийных автомобилях технологии, которые она продолжает совершенствовать, участвуя в автоспорте, например, GR Yaris, выпущенный в сентябре прошлого года. А когда дело доходит до безопасности, Toyota намерена применить технологии и ноу-хау, накопленные в ходе разработки автомобилей на топливных элементах и коммерциализации Mirai.

Планируется, что гоночный автомобиль с водородным двигателем, о котором было объявлено сегодня, будет заправляться во время гонок водородом, произведенным ^* на исследовательском полигоне водородной энергетики Фукусима в городе Намие, префектура Фукусима. Стремясь расширить водородную инфраструктуру за счет продвижения использования водорода, Toyota намерена продолжать усилия по восстановлению экономики и возрождению региона Тохоку вместе со всеми заинтересованными сторонами.

Для достижения углеродной нейтральности Toyota наращивает свои усилия, например, стремясь продвигать использование водорода посредством популяризации FCEV и многих других продуктов, работающих на топливных элементах. Продолжая совершенствовать свои технологии водородных двигателей с помощью автоспорта, Toyota намерена стремиться к еще лучшему обществу, основанному на водороде.

Обзор двигателя

Рабочий объем	1618 см3
Тип	Рядный 3-цилиндровый турбодвигатель с интеркулером
Использованное топливо	Сжатый водород

*	В сотрудничестве с Организацией по развитию новых энергетических и промышленных технологий (NEDO) и Министерством экономики, торговли и промышленности Японии

Toyota Motor Corporation занимается разработкой и производством инновационных, безопасных и высококачественных продуктов и услуг, которые приносят радость, обеспечивая мобильность для всех. Мы верим, что настоящее достижение связано с поддержкой наших клиентов, партнеров, сотрудников и сообществ, в которых мы работаем. С момента нашего основания более 80 лет назад в 1937, мы применили наши Руководящие принципы в стремлении построить более безопасное, экологичное и инклюзивное общество. Сегодня, когда мы превращаемся в мобильную компанию, разрабатывающую подключенные, автоматизированные, общие и электрифицированные технологии, мы также остаемся верными нашим Руководящим принципам и многим Целям устойчивого развития Организации Объединенных Наций, чтобы помочь создать еще лучший мир, в котором каждый свободен. двигаться.

Инициативы ЦУР: https://global.toyota/en/sustainability/sdgs/

ЦУР, достижению которых данный проект вносит особый вклад

СКАЧАТЬ (ВИДЕО)

: Изображение водородного двигателя

ЗАГРУЗКИ (ИЗОБРАЖЕНИЯ)

Вид с подписью

Гонка серии Super Taikyu
Изображение водородного двигателя
Официальный тест
Официальный тест
Официальный тест
Официальный тест
Официальный тест

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ СОДЕРЖИМОЕ

САМОЕ ПОПУЛЯРНОЕ

02 августа 2021 г.

Toyota представляет новый Land Cruiser

23 сентября 2022 г.

Toyota прекращает производство автомобилей в России

21 марта 2018 г.

Эволюция от 1-го до 8-го поколения

22 сентября 2022 г.

Октябрьский производственный план

13 января 2022 г.

Toyota запускает в Японии новые минивэны Noah и Voxy

Несколько японских автопроизводителей расширяют использование водородных двигателей внутреннего сгорания

Стивен Эдельштейн

29 ноября 2021 г.

Посмотреть галерею

Стивен Эдельштейн

29 ноября 2021 г.

Subaru, Mazda, Toyota, Kawasaki и Yamaha недавно объявили о совместных усилиях по расширению использования альтернативных топливных технологий, включая двигатели внутреннего сгорания на водороде.

Усилия основаны на использовании Toyota водородных двигателей в гонках. Автопроизводитель ранее представил хэтчбек Corolla Sport с водородным двигателем (разработанный с помощью Yamaha) в японской серии Super Taikyu. Согласно пресс-релизу, водород будет поставляться с нового предприятия в городе Фукуока, Япония, которое будет производить водород из биогаза сточных вод.

Вскоре к водородному гоночному автомобилю присоединятся другие, работающие на другом топливе. Mazda представит хэтчбек Demio, работающий на биодизельном топливе, а модифицированные версии спортивных автомобилей-близнецов Subaru BRZ и Toyota GR 86 будут использовать синтетическое топливо, полученное из биомассы.

Город Фукуока, Япония, водородный завод

Тем временем Kawasaki и Yamaha изучат совместные исследования водородных двигателей внутреннего сгорания как для двухколесных, так и для четырехколесных транспортных средств. Две компании, наряду с Honda и Suzuki, уже объединились для замены аккумуляторов электрических мотоциклов.

Honda заметно отсутствует в этом соглашении, хотя она была основным сторонником легковых автомобилей на водородных топливных элементах. Nissan и его союзник Mitsubishi также отсутствуют, хотя ни один из автопроизводителей не проявляет особого интереса к водороду ни для топливных элементов, ни для двигателей внутреннего сгорания.

Сжигание водорода в двигателе внутреннего сгорания вместо бензина или дизельного топлива не является новой идеей. BMW когда-то производила Hydrogen 7, версию своего флагмана 7-й серии с водородным двигателем внутреннего сгорания V-12. Но в последнее время эта идея, кажется, вызывает больший интерес.

Toyota водородный двигатель

Китайский автопроизводитель GAC также недавно объявил, что тестирует двигатель внутреннего сгорания на водороде, хотя неясно, будет ли двигатель запущен в производство. Даже если это произойдет, ранее обсуждавшиеся планы GAC по выходу на рынок США были отложены на неопределенный срок.

Стоит отметить, что внутреннее сгорание водорода связано со многими проблемами, в том числе с хранением достаточного количества водорода на борту автомобиля для достижения достаточного запаса хода. Сжигание водорода по-прежнему приводит к выбросам выхлопных газов, и автопроизводители сталкиваются с теми же проблемами инфраструктуры, что и автомобили на топливных элементах.

Двигатели внутреннего сгорания на водороде также могут оказаться менее эффективными, чем силовые агрегаты на топливных элементах. Согласно отчету Калифорнийской энергетической комиссии за 2020 год, эффективность топливных элементов является таким преимуществом, что к 2025 году они могут сравняться по цене с бензином.

Метки:

Альтернативное топливо

Пожертвовать:

Отправьте нам чаевые
Связаться с редактором

Судья Джорджии отклоняет налоговые льготы для завода по производству электрических грузовиков Rivian
Стивен Эдельштейн 4 октября 2022 г.
Rivian заявила, что завод стоимостью 5 миллиардов долларов, который должен начать производство модельного ряда R2 производителя электрических грузовиков в 2024 году, будет создать 7 500 рабочих мест
Toyota EV целевая откатка, штаты и 2035 закат газового транспортного средства, технология кремниевых анодов GM; Гибриды Pacifica могут подключаться: сегодняшние автомобильные новости
Отозванные гибриды Chrysler Pacifica могут быть подключены еще раз с помощью средства правовой защиты. GM делает ставку на технологию кремниевых анодов из-за диапазона и стоимости. Не все штаты CARB вступили в запрет на использование газовых транспортных средств с 2035 года. А Toyota — один из немногих автопроизводителей, публично выступивших против цели США — 50% электромобилей к 2030 году. Это и многое другое…
Бенгт Халворсон 3 октября 2022 г.
Генеральный директор Toyota: Цель США по выпуску 50% электромобилей к 2030 году «очень трудна»
Бенгт Халворсон 3 октября 2022 г.
Chrysler Pacifica Hybrid PHEV 2017–2018 гг. Исправление устраняет риск возгорания
Из-за опасений по поводу возгорания с февраля Stellantis советует не заряжать фургоны PHEV или парковать их внутри, но с исправленным дилером исправлением отзыва компания разрешает это еще раз.
Стивен Эдельштейн 3 октября 2022 г.
GM делает ставку на то, что кремниевый анод улучшит дальность действия батарей и снизит их стоимость
Технология, в которой заинтересована GM, включает в себя добавление большего количества кремния в аноды батарей, что, возможно, откроет дверь для будущего увеличения плотности энергии.
Стивен Эдельштейн 3 октября 2022 г.
Не все штаты Калифорнии с экологически чистыми автомобилями согласны с запретом на использование автомобилей с бензиновым двигателем в 2035 году
В то время как Нью-Йорк, Вашингтон, Орегон, Массачусетс и другие подписали его, Миннесота — возможно, а губернатор Вирджинии, как сообщается, называет эту политику «нелепой».
Стивен Эдельштейн 2 октября 2022 г.
10 000 EV, 53-mpg Niro Hybrid, обзоры Outlander PHEV, Q4 E-Tron, EQS SUV: The Week in Reverse
Бенгт Халворсон 1 октября 2022 г. еще доставить? Какой автопроизводитель выпустил адаптер, позволяющий использовать подавляющее большинство устройств быстрой зарядки в США? Это наш взгляд на Week In Reverse — прямо здесь, в Green Car Reports — за неделю, закончившуюся 30 сентября 2022 года. На этой неделе мы представили вам невероятный урожай из трех обзоров первой поездки — каждый из которых представляет собой совершенно другой тип плагина. в транспортном средстве. Mitsubishi Outlander Plug-In Hybrid 2023 года предлагает значительно улучшенный запас хода на электротяге на 38 миль; мы обнаружили, что он более динамичный и более электрический. 2023…
Обзоры внедорожников Audi Q4 E-Tron и Mercedes EQS, Грузовые автомобили на водородных топливных элементах Среднего Запада: сегодняшние автомобильные новости — Семья Трон. И сумеет ли группа штатов Среднего Запада США создать собственную водородную экономику? Это и многое другое здесь, в Green Car Reports. В обзоре Audi Q4 2023 года…
Бенгт Халворсон 30 сентября 2022 г.
Обзор: внедорожник Mercedes-Benz EQS 2023 года утешает многообещающий трехрядный электрический класс.
Роберт Даффер 30 сентября 2022 г.
Обзор: Audi Q4 E-Tron SUV и Sportback 2023 года больше ориентированы на практичность, чем на производительность. .
Джон Фолькер 30 сентября 2022 г.
Союз государств Среднего Запада по производству водорода, потенциально для производства полуфабрикатов на топливных элементах
Коалиция также будет продвигать Средний Запад как многообещающую область для производства водорода с использованием автомобильных, железнодорожных, авиационных и морских перевозок в Великих озерах в качестве потенциальных применений.
Стивен Эдельштейн 30 сентября 2022 г.
Цена
Hyundai Ioniq 5, Tata EV за 10 000 долларов, производство Lordstown Endurance: сегодняшние автомобильные новости
Hyundai Ioniq 5 2023 года получает повышение цен, так как дилерские наценки продолжаются. Лордстаун (медленно) производит серийные электрические грузовики Endurance. А где можно купить новый электромобиль примерно за 10 000 долларов? Это и многое другое здесь, в Green Car Reports. Индийский автопроизводитель Tata выпустил электрический…
Бенгт Халворсон 29 сентября 2022 г.

Объяснение технологии сжигания водорода

3 мая 2022 г.

Галерея16

Водород как источник топлива сталкивается с трудной борьбой, когда речь идет о дорожных автомобилях. Несмотря на то, что он имеет явные преимущества в дальнемагистральной логистике и транспортной отрасли, а также в аэрокосмической отрасли, использование водорода для замены неэтилированного топлива для автомобилей, которые мы все любим, трудно продать из-за некоторых очевидных и неизбежных недостатков.

Однако этот аргумент целиком и полностью основан на представлении о будущем, в котором автомобили ездят только по прозаическим причинам. Он не принимает во внимание тот факт, что некоторые люди, такие как вы, дорогой читатель, покупают и ездят на машинах не только для того, чтобы добраться из пункта А в пункт Б.

Мы хотим услышать богатые ноты выхлопа, оседлать плавную и растущую волну силы, чтобы наши души зашевелились. Эти элементы эмоций — это то, что электрические автомобили с высокими характеристиками, по крайней мере, до сих пор, выполняли сомнительную работу по удовлетворению.

Да, электромобили занимают более чем достойное место в нашей экосистеме спортивных автомобилей, но прямо сейчас и в ближайшем будущем, когда дело доходит до участия водителя, превалирует двигатель внутреннего сгорания. Однако нам необходимо создавать более эффективные автомобили.

Это определенный факт, если мы хотим получать удовольствие от жанра транспортных средств в ближайшие годы. Но мы все еще можем делать это, наслаждаясь поездкой. Вот где водородное сжигание вступает в бой, смешивая экологическую ответственность с олдскульным шумом и участием.

Toyota и Yamaha объединились для создания самого впечатляющего примера двигателей внутреннего сгорания на водороде — 5,0-литрового безнаддувного двигателя V8 мощностью 335 кВт и 540 Нм, но с крайне ограниченным выбросом выхлопных газов. Основой двигателя является двигатель 2UR-GSE совместной разработки двух японских компаний, используемый в купе Lexus RC F.

Компания Yamaha изменила впускные коллекторы и форсунки, изменив при этом головки цилиндров, чтобы двигатель мог работать на сжатом водороде, но при этом снизил мощность всего на 16 кВт (и увеличил крутящий момент на 10 Нм) по сравнению с двигателем, работающим на неэтилированном топливе. Впечатляющий выхлоп 8-в-1 не только для галочки, говорят, что он придает автомобилю привлекательную ноту выхлопа.

Сгорание водорода работает почти так же, как и в автомобилях, использующих обычный неэтилированный бензин. Существует тот же четырехтактный цикл сгорания, когда топливо впрыскивается непосредственно в камеру и воспламеняется от искры. Звучит очень просто, но Toyota говорит, что разработка была совсем не такой.

В 2016 году компании приходилось использовать топливную смесь 50/50 из неэтилированного бензина и водорода, чтобы получить требуемое зажигание, а нынешние испытательные двигатели с двигателем H3 требуют невероятно высоких внутренних температур для зажигания искры.

Основным преимуществом эпохи сокращения выбросов является то, что наиболее важным побочным продуктом работы двигателя является вода. Однако сжигание водорода не является полностью нулевым выбросом. За счет воспламенения в воздухе и использования тех же механических внутренних частей, которые требуют смазки, в процессе сжигается небольшое количество масла, создавая незначительные выбросы углеродных частиц.

Каталитические фильтры в выхлопной системе смогут уловить большинство, но не все эти выбросы.

Еще одним преимуществом является то, что разработка двигателей внутреннего сгорания для работы на водороде обходится дешевле, чем разработка и производство автомобилей на водородных топливных элементах, таких как Hyundai Nexo или Toyota Mirai.

Однако есть несколько существенных предостережений. Водородные топливные элементы уже имеют недостаточную эффективность по сравнению с аккумуляторными электромобилями. Энергия теряется на этапах электролиза, сжатия и транспортировки водорода, а также медленно вытекает из сильно сжатого топливного бака (обычно работающего под давлением 10 000 фунтов на квадратный дюйм), если его оставить без присмотра.

Большинство электромобилей на аккумуляторных батареях имеют КПД 75-85%. Топливные элементы попадают в диапазон 30-35%, а сжигание водорода еще на 5% хуже.

Но Yamaha и Toyota не разработали мощный двигатель, который мог бы похвастаться эффективностью. Это доказательство концепции от маэстро внутреннего сгорания, целью которой является демонстрация того, что нишевые двигатели внутреннего сгорания все еще имеют место в экологически сознательном будущем, резко и радикально сокращая выбросы. Им больше власти.

Четыре интересных факта об использовании водорода в автомобилях

1. Рождение новой категории

Демонстрируя свою поддержку альтернативных источников топлива, Автомобильный клуб de l’Ouest (ACO), который организует 24 часа Ле-Мана, объявил о Новая категория будет запущена в 2025 году, чтобы позволить водородным электромобилям участвовать в классических гонках на выносливость.

2. Собираем группу

Subaru, Mazda и Kawasaki присоединились к Yamaha и Toyota, чтобы сформировать так называемую «Команду Японии» для совместной работы по поддержке будущего двигателей внутреннего сгорания. В то время как Yamaha и Toyota работают над сжиганием водорода, три других производителя будут участвовать в автоспорте, используя биодизельное топливо и синтетическое топливо, полученное из биомассы.

Posted inДвигатель

Как работает водородный двигатель

Немного истории

Водород как горючее

В чём опасность такого топлива

Устройство

Принцип работы

Системы внутреннего сгорания

Водородные элементы

Проблемы эксплуатации ДВС

Преимущества и недостатки

Перспективы

Технологии-конкуренты

Современные водородные автомобили

В России хотят создать авиадвигатель на водороде

Двигатель на водородном топливе

Водородный двигатель: принцип работы и устройство

История создания водородного двигателя

Работа двигателя на водороде: особенности водородного ДВС

Двигатель на водородных топливных элементах

Водородный двигатель: дальнейшие перспективы

Подведем итоги

Водородный двигатель: особенности, достоинства и недостатки

Принцип работы водородного двигателя для автомобиля

Краткая история создания

Принцип работы водородного двигателя

Водородные топливные элементы

Устройство водородного двигателя внутреннего сгорания

Минусы водородного мотора

Видео о том как работает водородный двигатель

Водородный двигатель для автомобиля: описание, преимущества, принцип работы

Водородные топливные элементы

Авто на водороде

Водородные двигатели будущего

Смотрите также

Водородный двигатель принцип работы

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Двигатель на водородных топливных элементах

Устройство водородного двигателя

Принцип работы

Водородные моторы внутреннего сгорания

Двигатели на водородных элементах

Водородные топливные элементы

Принцип работы

Особенности гибридных конструкций

Водород как горючее

В чём опасность такого топлива

принцип работы машин на водородном топливе, плюсы и минусы

Принцип работы

Особенности гибридных конструкций

Водородные топливные элементы

Преимущества и недостатки

Модели с водородным двигателем

Honda FCX Clarity

Hyundai Tucson/ix35 FCEV

Hyundai Nexo

Toyota Mirai FCV

Перспективы водородных ДВС

Водородный двигатель: типы,устройство,принцип работы,фото,видео

ТИПЫ ВОДОРОДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Минусы водородного мотора

Рекомендации по созданию водородного двигателя своими руками

Формирование водородного агрегата

Двигатель на водородных топливных элементах

ТРУДНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОДОРОДНЫХ ДВС

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Дифференциал Torsen: устройство,виды и принцип работы

Что выбрать: гидроусилитель или электроусилитель руля?

Датчик дроссельной заслонки: предназначение,типы,виды,неисправности,фото

Датчик холостого хода: принцип действия,устройство,виды,фото,назначение

Автомобильные стекла: что это такое и какие виды бывают?

Водородные двигатели внутреннего сгорания и водородные топливные элементы

Водородные двигатели и топливные элементы: сходства и различия в том, как они работают?

Водородные двигатели и топливные элементы: дополнительные варианты использования

Водородные двигатели и топливные элементы: сходство выбросов

Водородные двигатели и топливные элементы: вопросы использования водородного топлива

Водородные двигатели и топливные элементы: разные уровни зрелости

Никогда не пропустите последние новости

Серебряная подкладка в темных облаках

Время пришло