химический каталог




Применение водорода для автомобильных двигателей

Автор А.И.Мищенко

ями. В области богатых смесей наблюдается значительный рост концентраций СО и СН вследствие недостатка кислорода для полного окисления топлива, в то же время этот фактор способствует снижению выхода оксидов азота. В области бедных смесей (а = 1,05 -f- 1,1) СО не превышает десятых долей процента, СН — 0,03—0,04 %, а концентрация N0, достигает максимума. С дальнейшим увеличением коэффициента избытка воздуха снова возрастает концентрация СН в ОГ вследствие замедленного и неполного сгорания сильно обедненных смесей. Снижение температуры цикла с обеднением смеси способствует снижению концентрации оксидов азота. Следовательно, ни обогащением, ни обеднением бензовоздушной смеси в пределах а = 0,8 -f- 1,2 невозможно достичь одновременно малых концентраций всех токсичных компонентов. Выгодной зоной в этом плане является область, где а У > 1,5, однако в обычном бензиновом двигателе нельзя полу-чить такую степень обеднения топливовоздушной смеси, так как эта область находится за пределами воспламенения бензовоздушной смеси. Применение схем двигателей с расслоен^'

38

ем заряда, хотя и позволяет достичь такого обеднения смеси, но, как правило, снижает топливную экономичность двигателя.

Реализация области, выгодной с точки зрения снижения токсичности ОГ и обеспечения топливной экономичности двигателя, возможна в случае применения топлив с широкими кон-

богатые смеси. бедные смеси Сберхбедные смеси

^ -

Рис. 14. Характер изменения концентрации токсичных компонентов в ОГ бензинового двигателя.

центрационными пределами воспламенения и высокими скоростями сгорания бедных смесей. Таким топливом может быть водород.

В последнее десятилетие в связи с резким ростом загрязнения воздушного бассейна продуктами неполного сгорания в тепловых двигателях и нехваткой моторных топлив, проявившейся в энергетическом кризисе 70-х гг., возврат к идее использования водорода в качестве моторного топлива вполне обоснован, поскольку водород позволяет решить обе эти проблемы. К настоящему времени в США, Японии, ФРГ, СССР и ряде Других стран проведен значительный объем работ — более 50 ДВС, в том числе более 20 автомобильных двигателей, переведены для работы на водороде или смеси бензина с водородом.

1. ОСОБЕННОСТИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВС НА ВОДОРОДЕ

Перевод автомобильных ДВС с искровым зажиганием на водород сопряжен с рядом трудностей, связанных о нарушением рабочего процесса. Это прежде всего обратные

39

г

вспышки на впуске, высокая жесткость рабочего процесса и де< тонационноподобное сгорание, проявляющееся при состава?) водородовоздушной смеси, близких к стехиометрическому. Изучение причин, приводящих к нарушениям нормального протекания рабочего процесса, и разработка путей устранения такого рода нарушений являются важнейшими задачами при конвертации автомобильных ДВС на водород.

Обратные вспышки на впуске. Большинство работ по использованию водорода для ДВС проводилось в основном на двигателях с искровым зажиганием, за исключением работ Р. Эррена [55] и Де Боейера [53], в которых использовались двигатели с воспламенением от сжатия. Для ДВС с искровым зажиганием возможно применение внутреннего и внешнего смесеобразования. Наибольшее распространение для экспериментальных двигателей получило внешнее смесеобразование, поскольку оно может быть реализовано с помощью относительно простой аппаратуры питания и не требует источников водорода высокого давления. Однако при внешнем смесеобразовании, как отмечается в ряде работ [24, 49, 60, 70, 82, 85, 87], для составов водородовоздушной смеси при а <; 2,5 ч- 2,0 происходит нарушение рабочего процесса вследствие возникновения обратных вспышек на впуске.

При внешнем смесеобразовании водородовоздушная смесь формируется, как правило, в смесительном устройстве на входе во впускной патрубок. Одним из таких устройств является смеситель для восьмицилиндрового V-образного двигателя Додж (рис. 15), разработанный корпорацией энергетических исследований Р. Биллингса [47]. При таком способе смесеобразования перед впускным клапаном всегда находится гомогенная водородовоздушная смесь. Несмотря на то что температура воспламенения водородовоздушной смеси выше, чем смесей углеводородных топлив, в момент открытия впускного клапана возможно ее воспламенение, так как необходимая для этого энергия довольно низкая — 0,02 мДж, в то время как для бензина она равна 0,25 мДж. Поэтому причиной воспламенения водородовоздушной смеси могут быть те высокотемпературные источники, которые имеют место в бензиновом двигателе, но их энергия недостаточна для воспламенения бензовоздушной смеси. Источниками воспламенения могут быть горячие точки камеры сгорания: свеча зажигания, выпускной клапан, острые кромки, остаточные горячие газы или раскаленные твердые частицы продуктов сгорания в них. Возможно, воспламенение происходит в результате контакта свежей смеси с ОГ в период перекрытия клапанов.

Концентрационные пределы появления обратных вспышек во впускном тракте определяются конструктивными

страница 15
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

Скачать книгу "Применение водорода для автомобильных двигателей" (1.58Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Продажа пентхаусов в жилом комплексе Золотой дом на Плющихе
подарочный сертификат м видео
geb 331.1e привод воздушный siemens
производственные стулья винтовые

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(17.12.2017)