химический каталог




Применение водорода для автомобильных двигателей

Автор А.И.Мищенко

ателя на водороде производился анализ ОГ на остаточный водород с целью оценки потерь от недогорания. Анализ показал, что при а > 3 резко возрастает количество остаточного водорода. Причиной может быть рост недогорания в пристеночных слоях в результате увеличения расстояния гашения пламени с обеднением смеси и, частично, затягивания процесса сгорания. Для роторно-поршневого двигателя ввиду большой относительной поверхности сгорания наиболее характерен первый фактор, и относительная доля потерь тепла от недогорания в двигателе при сс = 4,3 приближается к 15 % (рис. 32).

Таким образом, проведенные исследования показывают, что основной причиной снижения индикаторного КПД в водородном двигателе при сс > 2,5 Ч- 3 является недогорание, поэтому для достижения максимальной эффективности рабочего процесса на малых нагрузках целесообразно ограничивать максимальный коэффициент избытка воздуха пределами a^max. Это может быть достигнуто частичным дросселированием двигателя, т. е. смешанным регулированием рабочего процесса.

Исследования рабочего процесса ряда двигателей на водороде и смеси бензина с водородом при различных способах регулирования (качественном, смешанном и количественном) показали, что наиболее эффективным является смешанное регулирование (рис. 33), при котором высокий уровень индикаторного КПД достигается во всем диапазоне нагрузок, вплоть до холостого хода.

Стендовые испытания полноразмерного двигателя ЗМЗ-24, оборудованного специально разработанной топливной аппара-тУРой, которая реализует смешанное регулирование рабочего процесса на смеси бензиьа с водородом [27], показали высокую

5 3-1265 65

Рис. 34. Зависимость эффективного КПД двигателя ЗМЗ-24 от нагрузки:

/ — бензин -f- иодород (смешанное ре-

гулирование) // — 2000 мин-1 2 — бензин (п -

(1 — л = 1500 мин-1;

2000 мин — 1)

эффективность применения водорода для автомобильных бензиновых двигателей. Максимальный эффект при работе на смеси бензина с водородом (рис. 34) наблюдается в области нагрузок менее 50 % максимальной мощности, именно в той области, которая представляет наибольший интерес для условий городской! эксплуатации автомобилей. 1

4. ТОКСИЧНОСТЬ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ I

Применение водорода в качестве топлива для автомобильных двигателей в первую очередь направлено на достижение минимально возможного уровня токсичности ОГ. В продуктах сгорания водородного двигателя единственным токсичным компонентом могут быть оксиды азота, но в ОГ реального двигателя всегда будут содержаться оксид углерода и углеводороды вследствие частичного сгорания моторного масла, попадающего в камеру сгорания. Однако их количество очень мало, что было подтверждено нашими исследованиями и рядом других исследований [56, 58, 60].

При использовании водорода в смеси с бензином также основным нежелательным продуктом сгорания являются оксиды азота. Хотя в топливовоздушной смеси может содержаться довольно значительное количество бензина, возможность реализации нагрузочной характеристики двигателя при а > 1 и необходимом соотношении бензин — водород можно получить выход СО и СН не выше, чем в водородном двигателе. Поэтому в наших исследованиях основное внимание было уделено оксидам азота. Максимальный выход оксидов азота в водородном двигателе (рис. 35) наблюдается в области а = 1,2, что близко к выходу в бензиновом двигателе, а уровень концентрации почти вдвое выше. Повышенное содержание N0^ в ОГ водородного двигателя является следствием более высоких максимальных температур цикла при одинаковых коэффициентах а, что подтверждено результатами обработки индикаторных диаграмм.

Как было показано при расчете равновесных составов продуктов сгорания, повышение температуры при увеличении доли водорода в топливовоздушной смеси является основной причиной увеличения выхода оксидов азота. Даже незначительная добавка водорода (0,03—0,05 массовых долей) в области составов, соответствующих а = 1,1 -г- 1,25, приводит к 10 %-ному увеличению концентрации оксидов азота. Кривая 3 на рис. 35 снята при переменном соотношении бензин — водород в соответствии с кривой б на рис. 27.

Уменьшение выделения NO, при работе двигателя на водороде или смеси бензина с водородом на бедных смесях (а > 1,2)1

66

вязано со снижением максимальной температуры цикла. При ' -> 2 Т2 опускается ниже термического уровня образования NO.

Ввиду широких концентрационных пределов сгорания водорода в воздухе область составов топливовоздушных смесей представляет значительный практический интерес при разработке малотоксичного рабочего процесса. На рис. 36 приведены зависимости удельных выбросов N0^. от нагрузки для двигателя ЗМЗ-24 при работе на бен-

ыох,мг/п

20

зине, смеси бензина с водородом.

Характер изменения удельных выбросов NOx та-

1,0

l,a а

0,6 Р МПа

До'

с 35. Зависимость концентрации 1 '.v в ОГ от состава топливовоз-лной смеси:

-бензин; 2 — водород (ВАЗ-2101, а 2500 мин-'); 3 — бензин + во-

РОД (ЗМЗ-24, л = 2500 мнн—1).

Рис. 36. Зависимость удельных выбр

страница 25
< 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
журнальный столик белый купить
купить решетку под матрас 180 х 200
концерт скорпионс 1 ноября
сетка клетка новосибирск

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
(30.05.2017)