Устройство водородного двигателя – Водородный двигатель; устройство, принцип работы, перспективы

Содержание

Устройство водородного двигателя | АВТОСТУК.РУ






















Одним из альтернативных моторов двигателям внутреннего сгорания, работающим на бензине и дизельном топливе является водородный двигатель. Пока есть топливо из «черного золота», альтернативные ДВС массово не усовершенствуются, но они являются перспективным вариантом на будущее.

Содержание статьи:

  1. Устройство водородного двигателя.
  2. Водород как топливо.
  3. Устройство и принцип работы.
  4. Модификации — гибриды.
  5. Эксплуатация водородного мотора.
  6. Вывод.
  7. Видео.

 

Водородный двигатель

Водородный транспорт — это такое транспортное средство, которое имеет в своей конструкции силовой агрегат, работающий на топливе водорода. Такие ТС могу быть или с ДВС, или с газотурбинным приводом, или водородными элементами.

Вопрос: можно ли использовать водород в обычном ДВС? Ответ: если доработать некоторые элементы, то да.

Но, при использовании в качестве топлива водород, вместо бензина, мощность мотора снизится до 65-82%. А, если немного доработать такой агрегат, например, изменить систему зажигания, то мощность возрастет до 117%. Обычные бензиновые ДВС без доработок плохо пригодны для работы на водороде, потому что, водород очень летуч, он может попадать в коллектор и там воспламеняться. Поэтому, наиболее подходящий мотор для работы на водороде — это роторный. В роторном двигателе расстояние между впускным и выпускным коллектором больше.

 

Плюсы и минусы водородного топлива

Работа агрегата на таком виде топлива имеет свои преимущества и недостатки.

К плюсам относятся:
  • продуктом сгорания водорода является водяной пар, то есть нет загрязнения окружающей среде;
  • из-за своих свойств, водород вступает в реакцию быстрее, чем бензин и солярка;
  • из-за повышенной детонационной устойчивости можно увеличить степень сжатия в цилиндрах по сравнению с обычными ДВС;
  • при сгорании водорода теплоотдача в 2,5 раза выше, чем при сгорании бензиново-воздушной смеси;
  • довольно широкий диапазон вступления в реакцию. Чтобы водород (Н2) и кислород (О2) вступили в реакцию, достаточного всего лишь 4% водорода в этой смеси. Благодаря быстрой скорости взаимодействия этих веществ, можно настраивать режимы работы мотора, изменяя количество подачи вещества в цилиндр.

 

Минусы:
  • как уже отмечалось выше, водород — это очень летучее вещество, поэтому он проникает в микрощели, зазоры между соприкасающимися деталями;
  • сплавы обычного ДВС подвергаются разрушению, поэтому для увеличения износостойкости при контактировании с водородом, требуется использовать детали из сплавов повышенной прочности;
  • водород разрушает обычное моторное масло, поэтому ресурс двигателя при использовании такого смазывающего вещества, не большой;
  • требуется хранить водород в сжатом или жидком агрегатном состоянии. Если открыть крышку топливного бака, водород улетучится;
  • взрывоопасность.

Именно по этим характеристикам водорода обычный дизельный или бензиновый ДВС не пригоден для работы на водороде.

 

Устройство и принцип работы

Главным отличием водородного двигателя от бензинового или дизельного в подаче топлива в агрегат и в способе возгорания смеси (водород+кислород).

Работа кривошипно-шатунного механизма (КШМ) такой же, как в обычном ДВС, но скорость движения и впрыска топлива отличается. Это связано с тем, что бензиновая или дизельная смесь воспламеняется дольше, поэтому горючая смесь подается в камеру сгорания намного раньше, чем поршень начнет подниматься в верхнюю мертвую точку (ВМТ). В то время как, водород должен подаваться в камеру сгорания когда поршень уже начинает движение в нижнюю мертвую точку (НМТ). Повышенного давления в топливной системе не требуется, достаточно давление в 4 атмосфер (0,4 МПа).

 

Модификации — гибриды

Схема водородного двигателя

Рассмотрим мотор, который сконструировал В.С. Кащеев.

По его разработки, двигатель кроме впускного клапана (6), через который подается воздух и выпускного клапана (7) для вывода выхлопных газов, в головке блока цилиндров (ГБЦ) есть специальный клапан для подачи водорода (9) и свечи зажигания (10), которые расположены в предкамере (8). Последняя располагается выше уровня поршня, когда он находится в нижней мертвой точке.

После того, как поршень достигнет НМТ (в камеру сгорания уже затянулся воздух через впускные клапана), подается водород и происходит воспламенение смеси. В это время уже открываются выпускные клапана. Так как разница давления в камере сгорания и за клапанами большая, при открытии выпускных клапанов, отработанные газы улетают и образуется вакуум и поршень притягивается в ВМТ и за счет импульса (обратно действующая сила) поршень перемещается обратно в НМТ.

Гибридный двигатель — это промежуточное звено между топливным мотором, работающем на продуктах нефти и на чистом водороде. Гибридные автомобили могут эксплуатироваться как на бензине/дизеле, так и на водороде.

 

Модифицированная топливная система

За основу берется обычный бензиновый двигатель. Топливо остается то же — бензин. Но, через впускной клапан подается воздух с водородом. Топливно-воздушная смесь такого состава повышает увеличить степень сжатия и уменьшить токсичность выхлопных вредных веществ.

 

Трудности использования ДВС на водороде

Получение водородного топлива (Н2) — это трудоемкий процесс. К тому же, перевозка и хранение такого топлива также стоит дорого. Чтобы хранить водород в жидком состоянии, в емкости должна поддерживаться постоянная очень низкая температура -253 С. Сам по себе процесс получения воды несложный, проводя электролиз воды, получается чистый водород.

 

Вывод

Еще не скоро обновится мировой парк машин и поэтому, такие новинки будут еще много раз модифицироваться, улучшаться пока их стоимость и эксплуатация не станут доступны основному населению стран.

Водородные двигатели на свои модели устанавливали такие марки:
  1. БМВ — BMW 750i Hydrogen.
  2. Фольксваген.
  3. Тойота — Toyota Mirai.
  4. Дженерал Моторс.
  5. Даймлер.
  6. Хонда — Honda FSX.
  7. Мазда и другие.

 

Видео

Ответ по изобретению экспериментальному варианту водородного двигателя.

Hydrogen engine.

autostuk.ru

Запускаем обычный двигатель внутреннего сгорания на водороде

Уже мало кто будет отрицать перспективу использовать водород, как топливо для автомобилей, хотя бы как топливо переходного периода. Ведь водород, во-первых является абсолютно экологически чистым топливом, а во-вторых его запасы практически неограничены, неисчерпаемы и возобновляемы. То есть водород можно добывать в любом месте, где есть мощные источники энергии. Многие из наших читателей безусловно будут нам возражать, говоря о том, что водород и водородное топливо, это совсем не то, к чему нужно стремиться. Отчасти согласимся с этим утверждением. Действительно, водород, это не совсем то топливо на котором хотелось бы видеть автомобили будущего. Но с другой стороны, при всем при этом, это очень большой шаг вперед и вполне достойная замена нынешнему бензину и тем более дизельному топливу. Но переход на водород задерживает прежде всего информационная подоплека. Ведь в учебниках и с экранов телевизоров, нам постоянно твердят, что водород, является взрывоопасным веществом, а главное для работы на водороде нужны специальные двигатели, которые нужно очень долго придумывать, испытывать и т.д. Мы не будем списывать все эти суждения на всемирные заговоры, так как большинство подобных рассуждений может быть связано с обычным невежеством, что в данном случае вполне простительно, так как найти достоверную информацию по этому поводу очень тяжело.

Поэтому нелишним будет повторить, что положительные опыты запуска обычных двигателей внутреннего сгорания без всяких переделок, были успешно проведены еще во время второй мировой войны, при защите Ленинграда.

Но одно дело, если это кто-то и где-то сделал, а другое дело это увидеть собственными глазами и иметь повторяемую и простую методику запуска обычных двигателей внутреннего сгорания на водороде без всякой переделки и доработки ДВС или, по крайней мере, с минимальными доработками двигателя. С удовольствием делимся с Вами положительным опытом запуска совершенно обычного двигателя внутреннего сгорания на таком же совершенно обычном промышленном водороде!

Ну вот видите!? Все можно проверить самостоятельно, без дорогущей лаборатории, миллионного финансирования и прочих «мешающих» факторов!

Ну а теперь давайте попробуем вместе ответить на следующие вопросы:

— Расход водорода по сравнению с бензином, как обстоят дела на практике?

— Негативные моменты использования водорода вместо топлива, есть ли такие?

— Оптимизация двигателя внутреннего сгорания для работы на водороде.

Мы будем очень рады услышать и тем более увидеть Ваши комментарии и видео. Но так как данная статья опубликована в разделе практика, то и комментарии и видео, мы ждем практически полезные, подтвержденные личным опытом, а не просто теоретические предположения.

zaryad.com

Водородный двигатель — принцип работы

Всем известно, что запасы нефти на нашей планете ограничены. И вполне возможно, в недалеком будущем нас ждет дефицит нефти. Уже сегодня цена на бензин достаточно высока. Данный факт стимулирует развитие альтернативных источников топлива, и желательно возобновляемых. На эту роль отлично подходит водородный двигатель, топливом для которого служит водород. Еще в пятидесятые годы прошлого века появилась идея использовать водород, как эффективное, экологичное и недорогое топливо. Стоимость водорода колеблется в диапазоне 2-5$ за кг.
На сегодня разработки водородного двигателя достаточно перспективны, потому что позволяют не беспокоится о запасах нефти и других исчерпаемых ресурсов, применяемых в виде топлива. Еще существенный плюс водородного двигателя, это то, что он не наносит вреда окружающей среде, так как побочными продуктами его работы являются вода и тепло.

 

Принцип работы водородного двигателя

В зависимости от принципа работы, водородные двигатели можно подразделить на два типа:

  1. Двигатель на основе топливных элементов.
    Водородные двигатели этого типа имеют очень большую стоимость по причине содержания в их конструкции таких дорогих и редких металлов, как палладий и платина. Принцип работы этой технологии, что в процессе физико-химических реакций в топливном элементе происходит расщепление водорода и вырабатывается электроэнергия.
  2. Двигатель внутреннего сгорания на водороде.
    Двигатели этого типа сильно похожи на широко применяемые в данный момент двигатели на пропане. Так как у них очень похожие принципы работы, то для перехода с пропана на водород достаточно просто перенастроить двигатель. И уже существует достаточно большое количество научных образцов подобных двигателей на водороде. Но КПД этого метода ниже, чем у топливных элементов.

Еще не ясно, какой из этих двух вариантов водородных двигателей окажется наиболее экономически и технически перспективных, на основе топливных элементов или двигатель внутреннего сгорания на водороде, но время покажет, исследования в данной области не прекращаются.

Видео мотоцикла с водородным двигателем

greenvolt.ru

Двигатель внутреннего сгорания на водороде: устройство и принцип работы

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 сгоран

autoexpert.today

Как Сделать Водородный Двигатель Своими Руками ~ VESKO-TRANS.RU

Водородный движок своими руками

Водородные генераторы для легковых автомобилей — Сделайте Генератор водорода своими руками

Вы желаете сделать генератор водорода для автомобиля? Тыщи людей, которые разрабатывают свои собственные генераторы водорода устанавливают их на авто для работы на воде из-за повсевременно возрастающих цен на горючее. Если вы один из многих людей, которые желают экономии, или пробуют отыскать пути для уменьшения расхода, вы уже наверняка слышали дискуссии о водороде для автомобилей и методах выстроить собственный генератор.

В первый раз я услышал о водороде для автомобилей несколько месяцев вспять, и хотя я был очень скептически настроен, все равно решил выяснить об этом и сделал некие исследования.Оказалось газ Брауна не только лишь просто получить методом электролиза да и то что в США уже издавна продаются простые установки помогающие сберегать от 30% до 50%топлива

Итак, как же водородный генератор работает?

Эти водородные топливные ячейки для автомобиля состоят из маленького контейнера либо сосуда с водой, расположенных под капотом, в сосуд наливаем ординарную водопроводную воду бросаем чайную ложку катализатора, соды и погружаем несколько пластинок из нержавеющей стали. Эти пластинки подключаем к аккуму и при включении зажигания начинает вырабатываться газ.Шланг с водородом монтируем в воздуховод после фильтра.

После того, как все это верно устанавливается, можно извлечь водород и кислород (HHO) из воды при помощи электролиза (процесс, где электроэнергия употребляется для разрыва молекул воды на HHO). Водородный генератор своими руками. Водородный двигатель как сделать двигатель. Эта смесь водорода и кислорода потом втягивается в впускной коллектор вашего автомобиля, где она смешивается с обыденным бензином из топливного бака и сгорает в движке в обыкновенном порядке.

В этой консистенции бензина и HHO сгорание происходит более отлично, что существенно улучшает производительность мотора, тем, вы экономите горючее. В неких случаях до 50%. Также увеличивается мощьность вашего мотора.

Оказывается, что сделать собственный свой генератор водорода в автомобиль не только лишь достаточно легко, да и недорого.Нам он обшолся меньше 100
Есть огромное количество руководств в Вебе,желаете узреть детали напишите hydrogen generator в YouTube.
Припасы водорода, связанного в воде, фактически неистощимы. Разрыв атомных связей позволяет создавать водород и потом использовать его как горючее. Разработаны бессчетные процессы по разложению воды на составные элементы.

Водородная установка для автомобиля своими руками

Sold1er

All videos Advanced search By duration By date Order High-definition only Safe search Added 9 Uploaded 0 9 videos 14:52 Ячейка Стенли Мейера (водородный генератор) Нова Україна EcoSystems 178 views one year ago Приводится демонстрация водородного генератора построенного по патенту Стенли Меера.Неэффективность устройства обоснована малым количеством вырабатываемого газа, также применение в реакторе специфичного материала с примесью титана.Показано также, что устройство не нуждается в генераторе резонанса , а м. 2:23 HHO Avto Генератор водорода для автомобиля Нова Україна EcoSystems 215 views one year ago Продаётся электролизёр газа Брауна. (Генератор водорода) для проведения тестов производства водородного газа из обыкновенной воды в домашних критериях. Область внедрения находится в зависимости от вашей фантазии и осведомлённости.

Ne-Fi-R-Ti-Ti

Генератор водорода-вступление:Вода представляет собой соединение из 2-ух частей водорода и 1-го атома кислорода. замену деталей грм шкода фабия своими руками произвести несложно, и в этой статье мы рассмотрим, как меняется ремень. Это хим знак H 2 O в каком указывается, что любая молекула представляет собой комбинацию из 1-го атома кислорода и 2-ух атомов водорода.Все атомы могут создавать ионы. Атомы имеют свойство ионизироваться при воздействии электронного поля Вы сможете созидать, это в опытах с внедрением катушки Тесла. Водород образует положительные ионы, а кислород образует отрицательные ионы. И этим мы воспользуемся в наших интересах, используя электронное поле для отделения молекул воды друг от друга.

Springfield

Генераторы водорода, которые в текущее время употребляются в автомобилях для экономии энергии, бывают 2-ух видов: влажный электролизер и сухой У каждого из их есть свои достоинства и недочеты, но сухой электролизер является разработкой второго поколения устройств, вырабатывающих водород для авто, потому что в нем устранены значимые недочеты влажного предшественника. При опытах своими руками с генерированием водорода следует максимально осторожно соблюдать технику безопасности! Нужно поначалу изучить опыт других исследователей и практиков. Ссылки на ресурсы по этой теме с практическими примерами в конце статьи. На видео показана схема сухого генератора. Подробнее, как его сделать – на втором ролике. Своими руками это как выглядит уже готовая пневмоподвеска на «мерседес виано». Подробное описание Для производства сухих батарей для вас пригодится перфорированная нержавеющая сталь марки 316L либо 316T. Толщина листа 0,4 мм, либо 0,5 мм, не толще,с поперечником отверстий 2 мм, либо 3 мм.

Masikk88

Обзор новых автомобилей, тест-драйвы.А так же видео по ремонту и обслуживанию своими руками. Новые авто Испытания автомобилей Тюнинг Покраска Звукоизоляция Ремонт Уроки вождения Похожие видео генератор ВОДОРОДА ikona112211 Мой водородный генератор версия 2/1 Александр Вудзь Газосварочный аппарат Прометей, водород, электролизер TAPOK na VPISKE Топливный водородный элемент ChipiDip Водородный генератор ННО — Установка на Додж Рэм объем мотора V5.7 Экономия горючего. MecoMclub HHO водородный генератор(сборка),HHO Generator HYDROGEN (assembling) dembik71 Генератор водорода Avarinone высоковольтный электролиз кпд 150% Дмитрий Петров Ячейка Стенли Мейера (водородный генератор) solenger Сборка ННО водородного генератора dembik71 Водородный движок.

WildBlackCat

Facebook Twitter Мой мир Вконтакте Гугл В наше время, фактически нереально предвидеть цена горючего для автомобилей на автозаправочных станциях. Неизменное увеличение цены этого сырья, очень нередко приводит автолюбителя к мысли о том, чтоб просто поставить собственный автомобиль в гараж на неопределенное время, и пересесть на городской транспорт. Но ведь не все мыслят критически. Оказывается, есть в современном обществе люди, которые не собираются подчиняться законам экономики, и находят самостоятельные пути к решению задачи с топливным ресурсом. Одним из таких решений трудности, является внедрение в систему собственного автомобиля водородного мотора. Народные умельцы затмили все ожидания и научились без помощи других изготавливать водородные генераторы, и это веселит.

Автомобиль работающий на водороде Своими руками

Собираем водородный двигатель своими руками начало. Тут вступительное видео по сборке генератора для.

Как сделать генератор водорода своими руками/How to make a DIY hydrogen generator

Водородный генератор своими руками ! как сделать ? Из обычной воды можно путём электронного воздейс.

ghy4ko

Водородная горелка, как и следует из наименования, работает за счет тепла, выделяемого при сжигании водорода. Газовая смесь водорода и кислорода (HHO — две молекулы водорода и одна кислорода) именуется у нас гремучим газом, а у их — газом Брауна. Водород в совокупы с кислородом обладает наибольшей температурой горения посреди газов — до 2800 C. Но водород очень взрывоопасен. Как, в общем-то, хоть какой газ, поставляемый в огромных баллонах под высочайшим давлением. Как сделать водородный генератор своими сделать своими руками генератор двигатель. Как сделать развал-схождение колёс. Углы развала-схождения колес автомобиля можно отрегулировать своими руками, используя подручные средства и простые приспособления. Преимущество же водорода (либо HHO газа) перед другими видами заключается в способности получения его способом электролиза из обычной воды! При этом для сотворения водородной горелки своими руками нам совсем не надо копить водород в какие-либо баллоны. Как снять и заменить тормозные колодки в митсубиси лансер 9. Если вы решили своими руками отремонтировать тормозные колодки в mitsubishi lancer 9, то сделать необходимо так. Водородная электролизная горелка производит газ в нужных для мгновенного сжигания количествах. Это существенно увеличивает безопасность газовой сварки либо резки с применением водородной горелки на базе электролизного HHO генератора.

Angel-379

Науке понятно всего одно полностью незапятнанное горючее – это водород, которые употребляется в галлактической индустрии. В процессе горения водорода образуются соединения с кислородом, другими словами вода. Припасы этого горючего неистощимы, т. к. оно вровень с гелием является главным стройматериалом во Вселенной. Сейчас мы поведаем про водородные генераторы, обретающие в ближайшее время все огромную популярность благодаря доступной цены и экологичности. Водородные генераторы своими руками Отличительные особенности водородного отопления Данный тип отопления основывается на выработке множества термический энергии в итоге контакта молекул кислорода и водорода. Что типично, единственным побочным продуктом в данном случае является дистиллированная вода. И чтоб воплотить этот принцип на практике, проводилось огромное количество разработок по созданию водородного отопительного котла (идет речь о промышленных моделях).

Комментировать ИсточникОтменить

Водородные двигатели на авто

Именовать ленивый переход автомобильных двигателей на другие источники энергии, мягко говоря, неправильно. Как сделать генератор водорода своими руками…. Но тенденция уже намечена. Поначалу эталон Евро1 в 90-х годах прошедшего века, позже все плотнее сужающиеся рамки допустимых выбросов в атмосферу. По сути, только очень богатые авто производители пока предлагают кандидатуру бензину и солярке. А начиналось все совершенно не так.

Первый автомобиль с водородным двигателем

Так как пойдет речь сейчас о том, как использовать водородные движки на авто, о перспективах их возникновения на конвейерах автозаводов в принципе, то просто нельзя не вспомнить о том, что таковой движок появился на 75 лет ранее бензинового агрегата. Это было 1806 году, а само изобретение приписывают франко-швейцарскому изобретателю де Ривазу. Как понятно, бензиновый двигатель был придуман только к концу 19 века.

Водородный движок призван решить не только лишь экономическую делему неизменного подорожания нефтепродуктов. В конце концов, нефть когда-то завершится и в тот момент будет поздно мыслить о ее кандидатуре. С другой стороны, ученые отыскивают подмену обыкновенному горючему для авто движков в буквальном смысле, чтоб спасти цивилизацию. Атмосфера планетки уже перенасыщена оксидами азота, оксидами серы, углекислым газом. А с ростом количества личного авто транспорта даже в развивающихся странах, ситуация с экологическими показателями атмосферы планетки близка к критичной.

Что такое водородный двигатель

Сейчас очевидно очерчено два направления, в каких работают конструкторы водородомобилей.

  1. Проводятся пробы обучить работать на водороде обыденный двигатель внутреннего сгорания.
  2. Внедрение топливных частей на водороде для получения электричества, как источника энергии.

Оба эти направления числятся многообещающими и уже можно гласить о более-менее действенных опытах в этой области.

Например, автомобиль Тоета Mirai работает по принципу гибридного автомобиля. Единственный вид применяемой энергии — электричество. Как сделать развал-схождения колес своими руками. Но при всем этом электродвигатель питается как от никель-металлгидридной батареи, так и от водородного топливного элемента, так именуемого химического генератора.

Принцип работы двигателя с водородным генератором

Механизм работы водородомобиля не очень сложен. Вот схематическое изображение устройства и принципа деяния водородного агрегата.

  1. Встречный воздух подается через решетки в фронтальной панели и в бампере.
  2. Воздух, а поточнее, кислород, который находится в воздухе, подается водородный генератор.
  3. Генератор производит электронную энергию, которая подается в аккумулятор.
  4. Также часть энергии идет на работу электродвигателя.
  5. Электродвигатель через систему привода крутит ведущие колеса.
  6. Вода, которая образована в итоге хим реакции, соединяется из автомобиля либо автоматом, либо по команде водителя.

Механизм работы водородного генератора также несложен. Он основан на хим реакции водорода и кислорода, в итоге молекулярного взаимодействия которых вырабатывается электронная энергия. Выше мы расположили приятную схему, показывающую, как работает водородный топливный элемент.

ДВС на водороде?

Очередное направление, по которому идут изобретатели и конструкторы — применение ДВС, который сумел бы работать на консистенции водорода и кислорода. Таких наработок существует больше. Например, Мазда, Форд, БМВ и МАН уже пару лет улучшают конструкции водородомобилей. За базу они взяли не обыденный поршневой бензиновый двигатель, а роторный. Как сделать схождение колес газель своими руками. Это разъясняется тем, что выпускной и впускной коллекторы размещены достаточно близко друг к другу. Как сделать водородный послать в двигатель. Сделать своими руками генератор. Выпускной коллектор может греться до очень больших температур, потому есть большая возможность возгорания горючего вне камеры сгорания. Роторный движок лишен таковой особенности, потому за базу взят конкретно он.

Но и стандартный движок с кривошипно-шатунным механизмом также был применен в качестве опыта на автомобиле БМВ 7-й серии. Это был движок, который работал как на бензине, так и на водороде полностью независимо. 12-цилиндровый шестилитровый движок демонстрировал мощность 260 сил, независимо от вида горючего. Расход водорода на сотку составлял около 50 л.. Водородный бак обеспечивал пробег в 200 км, после этого можно было переключить движок на бензин.

Недостатки водородных моторов

Проект провалился. Дело в том, что даже при малых переделках конструкции автомобиля, нужно было устанавливать водородный бак, который занимал половину багажника. Не считая того, инфраструктура водородных заправок в мире насчитывает единицы точек, где можно заправить авто водородом. Добывать водород своими руками не имеет никакого смысла, масштабы не те, ну и заправочное оборудование должно быть совершенно герметичным.

Ученые предсказывают более оживленное развитие инфраструктуры водородных заправок только к 2030 году, не ранее. Как своими руками заменить задние тормозные колодки? Как снимается тормозной барабан на киа пиканто? Получать незапятнанный водород можно только 2-мя способами — или способом электролиза, или выделять его из природного газа, так как в природе незапятнанного водорода не существует.

Перспектива получать водород из воды смотрится интригующе, но инвесторы не стоят в очереди на финансирование постройки оборудования, нужного для получения летучего газа из обыкновенной воды. Разработки длятся, нефть потихоньку завершается, потому населению земли стоит задуматься об других видах горючего несколько активнее, пока не поздно. А пока, успешных всем дорог на наших дизельных и бензиновых автомобилях.

Источник

vesko-trans.ru

Создание двигателей на воде и водороде

К.х.н. О. В. Мосин

Часть 2

Другая важная задача водородной энергетики будущего – создание двигателей внутреннего сгорания, работающих на воде и водороде. В наш XXI век такие двигатели — это уже реальность.

Самый широкоизвестный двигатель, разлагающий воду на водород и кислород, основанный на электролизе, сконструирован в 1995 году американским изобретателем Стенли Мейром (Патент США № 5149507), хотя сообщения о подобных двигателях появлялись и раньше. 

 

Обычный электролиз воды требует тока, измеряемого в амперах, в то время как электролитический двигатель С. Мейера производит тот же эффект при милиамперах. Более того, обыкновенная водопроводная вода требует добавления электролита, например, серной кислоты, для увеличения проводимости; двигатель Мэйера-же действует при огромной производительности с обычной отфильтрованной от грязи водой.

 

 

Рис. Электролитический двигатель  С. Мейера.

Электролитический двигатель Мэйера имеет много общего с электролитической ячейкой, за исключением того, что он работает при высоком потенциале и низком токе. Конструктивно двигатель достаточно прост. Электроды изготовлены из параллельных пластин нержавеющей стали, образующие либо плоскую, либо концентрическую конструкцию. Выход газа зависит обратно пропорционально расстоянию между ними; предлагаемое патентом расстояние составляет 1.5 мм.

Двигатель инициируется мощным импульсным генератором, который вместе с емкостью ячейки и выпрямительным диодом составляет схему накачки. Высокая частота импульсов производит ступенчато увеличивающийся потенциал на электродах ячейки до тех пор, пока не достигается точка, где молекула воды распадается и возникает кратковременный импульс тока. Схема измерения тока питания выявляет этот скачок и запирает источник импульсов на несколько циклов, позволяя воде восстановиться.

 

 

Рис. Электрическая схема  электролитического двигателя С. Мейера


Рис. Принципиальная схема электролитического двигателя  С. Мейера

Двигатель С. Мейера разлагает воду на водород и кислород посредством комбинации высоковольтных импульсов, при среднем потреблении тока, измеряемого милиамперами.

 


Рис.
Механизм работы электролитического двигателя С. Мейера

По мнению самого изобретателя, под воздействием электрического поля происходит поляризации молекулы воды, приводящему к разрыву связи.

 

Рис. Изменения молекул воды при работе установки

 

Кроме этого, при работе установки электролитического разложения воды происходят следующие эффекты:

-ориентация молекул воды вдоль силовых линий поля;

-поляризация молекулы воды;

-увеличение длины связи в молекулах воды и их разрыв;

-освобождение газов из установки;

Оптимальный выход газа достигается в резонансной схеме. Частота подбирается равной резонансной частоте молекул.

Для изготовления пластин конденсатора использовалась нержавеющая сталь марки Т-304, которая не взаимодействует с водой, кислородом и водородом. Начавшийся выход газа управляется уменьшением эксплуатационных параметров. Поскольку резонансная частота фиксирована, производительностью можно управлять с помощью изменения импульсного напряжения, формы или количества импульсов.

Повышающая катушка намотана на обычном тороидальном ферритовом сердечнике 1.50 дюйма в диаметре и 0.25 дюйма толщиной. Первичная катушка содержит 200 витков 24 калибра, вторичная 600 витков 36 калибра.

Диод типа 1ISI1198 служит для выпрямления переменного напряжения. На первичную обмотку подаются импульсы скважности 2. Трансформатор обеспечивает повышение напряжения в 5 раз, хотя оптимальный коэффициент подбирается практическим путем.

Дроссель содержит 100 витков калибра 24, в диаметре 1 дюйм. В последовательности импульсов должен быть короткий перерыв.

Через идеальный конденсатор ток не течет. Рассматривая воду как идеальный конденсатор, энергия не будет расходоваться на нагрев воды.

Вода обладает некоторой остаточной проводимостью, обусловленной наличием примесей. Идеально, если вода в ячейке будет химически чистой. Электролит к воде не добавляется.

В процессе электрического резонанса может быть достигнут любой уровень потенциала, поскольку емкость зависит от диэлектрической проницаемости воды и размеров конденсатора.

Однако, следует помнить, что водород – чрезвычайно опасное взрывоопасное соединение. Его детонационная составляющая в 1000 раз сильнее бензина. 

Другой, совершенно отличный по конструкции двигатель внутреннего сгорания, работающей на воде, был разработан ещё в 1994 году нашим изобретателем В.С. Кащеевым.

На рисунке ниже приведена его конструкция в разрезе.

Двигатель внутреннего сгорания на воде, разработанный изобретателем В.С. Кащеевым. 

Двигателя внутреннего сгорания на воде включает цилиндр 1, в котором размещен поршень 2, связанный, например, кривошипно-шатунным механизмом с коленчатым валом двигателя (фиг. 1). Цилиндр 1 снабжен головкой 3, образующей совместно со стенками цилиндра 1 и днищем поршня 2 камеру сгорания 4. Подпоршневая полость 5 сообщена с атмосферой. В головке 3 цилиндра установлены:

впускной клапан 6, сообщающий камеру сгорания 4 с атмосферой при движении поршня 2 от верхней мертвой точки к нижней и приводимый, например, от распределительного вала двигателя;

обратные клапаны 7, обеспечивающие выхлоп в атмосферу продуктов из камеры сгорания 4 и герметизирующие камеру после осуществления выхлопа.

Камера сгорания 4 выполнена по крайней мере с одной предкамерой 8, в которой установлен приводимый, например, от распределительного вала клапан 9 подачи топливной смеси и свеча зажигания 10. Предпочтительно предкамеру 8 (или предкамеры) выполнить в боковой стенке цилиндра 1 над поршнем при его расположении в нижней мертвой точке.

Двигатель работает следующим образом:

При движении поршня 2 от верхней мертвой точки к нижней впускной клапан 6 открыт и камера сгорания 4 сообщена с атмосферой. Давление, действующее на обе стороны поршня 2, одинаково и равно атмосферному.

При приближении поршня 2 к нижней мертвой точке герметизируют камеру сгорания 4, закрывая впускной клапан 6; через клапаны 9 в предкамеры 8 подают топливную смесь и воспламеняют ее. В качестве топливной смеси используют стехиометрическую смесь водорода с кислородом, так называемый гремучий газ.

При сгорании топливной смеси резко повышается давление в камере сгорания 4; этим давлением открываются установленные в головке 3 цилиндра обратные клапаны 7 и происходит выхлоп в атмосферу продуктов из камеры сгорания. Давление в камере сгорания 4 резко понижается и обратные клапаны 7 закрываются, герметизируя камеру сгорания 4.

Поршень 2 атмосферным давлением, действующим со стороны подпоршневой полости 5, перемещается от нижней мертвой точки к верхней, совершая рабочий ход.

По достижении поршнем 2 верхней мертвой точки открывается впускной клапан 6 и цикл повторяется. Выбрасываемые из камеры сгорания продукты представляют собой увлажненный воздух.

Получение топливной смеси для силовой установки транспортного средства с предлагаемым двигателем внутреннего сгорания может осуществляться электролизом воды в электролизере, установленном на этом транспортном средстве.

Другой наш изобретатель москвич Михаил Весенгириев, лауреат премии журнала «Изобретатель и рационализатор», вообще предложил использовать в качестве устройства, разлагающего воду на кислород и водород самый что ни на есть обычный поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Он утверждает, что существующие двигатели внутреннего сгорания можно заставить работать на обычной воде с помощью электродов вольтовой дуги.

Камера двигателя сгорания по мнению изобретателя, идеально подходит для всех видов воздействия на воду, вызывающих ее диссоциацию и последующее образование рабочей смеси, ее воспламенение и утилизацию выделившейся энергии.

Для этого изобретатель М. Весенгириев предложил использовать четырехтактный ДВС (положительное решение по заявке на патент РФ № 2004111492). Он содержит один цилиндр с жидкостной системой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, выпускной клапан, систему подачи электролита (водного раствора электролита) и систему зажигания. Система подачи электролита в цилиндр выполнена в виде плунжерного насоса высокого давления и форсунки с кавитатором (местное сужение канала). Причем насос высокого давления либо кинематически, либо через блок управления связан с кривошипно-шатунным механизмом двигателя.

Система зажигания выполнена в виде электродов и вольтовой дуги, установленных в камере сгорания. Зазор между ними можно регулировать, а ток на них идет от прерывателя-распределителя, также кинематически или через блок управления связанного с кривошипно-шатунным механизмом.

Перед пуском двигателя в работу бак заправляют электролитом (например, водным раствором едкого натра). Регулируя катод, устанавливают зазор между электродами. И, включив зажигание, на электроды подают постоянный ток. Затем стартером раскручивают вал двигателя.

Поршень от верхней мертвой точки (ВМТ) перемещается к нижней мертвой точке (НМТ). Выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разрежение. Насос высокого давления забирает из электролитного бака цикловую дозу электролита и через форсунку с кавитатором подает ее в цилиндр. В кавитаторе за счет повышения скорости и падения давления до критического значения происходит частичная диссоциация воды и тончайшее распыление капелек электролита. Затем в камере сгорания за счет протекания постоянного электрического тока через электролит происходит дополнительная, уже электролитическая диссоциация.

Поршень от НМТ перемещается к ВМТ – такт сжатия. Объем, занимаемый рабочей смесью, уменьшается, а ее температура возрастает: теперь идет уже термическая диссоциация. Третий такт – рабочий ход. Электрод пружиной и кулачково‑распределительным валом (кинематически либо через блок управления связанный с кривошипно-шатунным механизмом) перемещается до соприкосновения с электродом, и зажигается вольтова дуга. Под воздействием ее тепла рабочая смесь в камере сгорания окончательно диссоциирует и воспламеняется. Расширяющиеся газы перемещают поршень от ВМТ к НМТ. Еще до прихода поршня к НМТ прерыватель-распределитель размыкает контакты, на короткое время прерывает подачу постоянного тока на электроды вольтовой дуги и тушит ее. Затем контакты прерывателя-распределителя вновь замыкаются, и постоянный ток опять поступает на электроды.

И, наконец, четвертый такт – выпуск. Поршень перемещается вверх от НМТ к ВМТ. Выпускной клапан открывает выпускное окно, и цилиндр освобождается от отработавших продуктов. В дальнейшем процесс работы двигателя беспрерывно повторяется. При этом цилиндр и головка цилиндра охлаждаются системой охлаждения двигателя. Таким образом, старый-новый ДВС может работать на воде.

Сейчас описанные выше конструкции двигателей внутреннего сгорания на воде, реализуются на практике различными западными фирмами. Одни западные крупные автопроизводители Ford, General Motors, Toyota, Nissan проводят опыты с топливными элементами, в котором водород соединяется с кислородом, создавая водяной пар и электричество. Другие, такие как BMW и Mazda, реализуют сжигание водорода в ДВС.

В таких конструкциях есть свои положительные и отрицательные стороны. Положительные — водород обладает намного более широким, по сравнению с бензином, диапазоном пропорций смешивания с воздухом, при которых возможно сгорание смеси. И сгорает водород полнее, даже вблизи стенок цилиндра, где в бензиновых двигателях обычно остаётся несгоревшая рабочая смесь. Отрицательные – прибавка в весе машины при использовании водородной топливной системы, в то время, как в машинах на топливных элементах прибавка веса (топливные элементы, топливная система, электромоторы, преобразователи тока, мощные аккумуляторы) — существенно превышает «экономию» от удаления ДВС и его механической трансмиссии. Потеря в полезном пространстве меньше у машины с водородным ДВС.

Главная же проблема – как хранить водород в автомобиле. Наиболее перспективный вариант – металл-гидриды — ёмкости со специальными сплавами, которые впитывают водород в свою кристаллическую решётку и отдают его при нагревании. Таким образом достигается самая высокая безопасность хранения и самая высокая плотность упаковки топлива. Но это и самый хлопотный, и дальний по срокам массовой реализации вариант. Ближе к серийному производству топливные системы с баками, в которых водород хранится в газообразном виде под высоким давлением (300-350 атмосфер), либо в жидком виде, при сравнительно невысоком давлении, но при низкой (253 С) температуре.

Следующий важный вопрос — способ подачи топлива в двигатель. В этом плане показателен опыт компании BMW, построившей в рамках программы CleanEnergy в 1999-2001 годах несколько двухтопливных (бензин/водород) автомобилей. Их 4,5-литровые V-образные 8-цилиндровые двигатели развивают на водороде 184 лошадиные силы. На этом топливе (ёмкость бака составляет 170 литров) автомобиль может пройти 300 километров, и ещё 650 километров — на бензине (в машине оставлен стандартный бак). Сначала компания развивала впрыск газообразного водорода во впускные трубы (перед клапанами). Потом экспериментировала с непосредственным впрыском газообразного водорода (под большим давлением) непосредственно в цилиндр.

По прогнозам западным автомобилестроителей в последующие три года водородные заправки построят во всех западноевропейских столицах, а также на самых крупных трансъевропейских магистралях. В 2015-м на дорогах их будет уже несколько тысяч таких автомобилей. В 2025 году четверть мирового автопарка будет работать на водороде.

Лит. источники:  «Водородная энергетика»: Легасов В. А. 1980, Атомно-водородная энергетика и технология, М., 1978, с. 11-36; Мищенко А. И., Применение водорода для автомобильных двигателей, К., 1984; McAul-iffe Ch. A., Hydrogen and energy, Ц., 1980. 

www.o8ode.ru

Как работает водородный двигатель. Принцип работы водородного двигателя для автомобиля. Водородные топливные элементы


К сожалению, природные ресурсы нашей планеты не являются безграничными. И хотя запасов нефти, являющейся сырьём для производства автомобильного топлива, хватит не на одну сотню лет, неуклонно растущая цена чёрного золота принуждает производителей уже сегодня подыскивать альтернативные источники питания.

Кроме того, к этому приводит необходимость заботы о чистоте окружающей среды. Хотя в большинстве современных транспортных средствах изготовителями предусмотрена тщательная очистка выхлопных газов, полностью уберечь экологию от их негативного воздействия пока не удаётся

Одним из наиболее перспективных вариантов альтернативных источников энергии для автомобилей считается инновационная разработка конструкторского бюро концерна Тойота. Существует ли возможность самостоятельно изготовить водородный двигатель? Попробуем разобраться, предварительно ознакомившись с устройством и принципом действия силового агрегата, предназначенного для машин грядущего поколения.

Водородный двигатель — достойный преемник моторов на традиционном топливе. Рекомендации по самостоятельному изготовлению

Мастерство отечественных умельцев всегда поражало и вызывало неприкрытую зависть автолюбителей всего мира. Стремление избежать лишних расходов принуждает доморощенных механиков совершенствовать личные средства передвижения своими руками. Водородный двигатель не является исключением. Российские автолюбители научились изготавливать его самостоятельно.

Чтобы лучше разобраться во всех тонкостях этого процесса, предварительно следует ознакомиться с устройством силового агрегата, которому, несомненно, принадлежит будущее моторостроения. Также необходимо досконально изучить принцип работы подобного устройства.

Разновидности водородных двигателей

Современная наука не стоит на месте, постоянно находясь в поисках новых решений. Однако реального воплощения в жизнь удостаиваются только самые перспективные из них. Разработки, не обладающие достаточно высокой рентабельностью вкупе с приемлемыми показателями производительности, отметаются сразу. На сегодняшний день известно два вида силовых агрегатов, работающих на водороде:

  1. моторы, в качестве источника питания которых используются топливные элементы. Рядовому обывателю, к сожалению, установить подобный водородный двигатель на свой автомобиль не представляется возможным. Объяснением такой весьма печальной для водителей среднего достатка действительности является довольно ощутимая стоимость

www.neftyanic.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о