химический каталог




Применение водорода для автомобильных двигателей

Автор А.И.Мищенко

ем цилиндра в конце впуска заполнен только воздухом, поэтому коэффициент k в знаменателе выражения для энергоемкости заряда будет отсутствовать.

Сравнительные значения удельной энергоемкости заряда Для бензинового и водородного двигателей и характеристики топлив представлены в табл. 1. Приведенные данные показывают, что в водородном двигателе объемное отношение топливо — в°здух в стехиометрической смеси составляет 0,42, в то время как в бензиновом двигателе — всего лишь 0,02. Высокая

Таблица I. Энергоемкость заряда поршневого двигателя иа бенз

Топливо Ни, кДж/г ?ei м3/м3 Плотность,

г/дм3

Бензин 44,0 50,06 4,37 0,020

Водород 120 . 2,38 0,09 0,42

Смесеобраз, в а вне

инее

Внешнее Внутренн»!

объемная доля водорода в топливовоздушной смеси при внешнем смесеобразовании приводит к значительному снижению энергоемкости заряда, несмотря на очень высокую теплотворную способность водорода.

При стехиометрическом составе смеси энергоемкость заряда водородного двигателя с внешним смесеобразованием на 15 % ниже, чем бензинового двигателя. При внутреннем смесеобразовании, наоборот, энергоемкость заряда водородного двигателя на 12 % выше, что позволяет достичь довольно высоких значений среднего эффективного давления (до 0,85 МПа). Однако на основании имеющихся данных еще нельзя сделать вывод о возможной максимальной литровой мощности водородного двигателя. Ее величина в значительной степени будет зависеть от возможности использования области стехиометрического состава смесей в связи со склонностью к самовоспламенению на впуске, склонностью к детонации и высокой эмиссией оксидов азота. Поэтому состав водородовоздушной смеси на полной мощности может быть ограничен коэффициентом избытка воздуха а = 1,5.

Таблица 2. Моторные свойства водорода и бензина

«одороде

Свойство

Энергия воспламенения, мДж Расстояние гашения, см Температура воспламенения, °С Пределы воспламенения, % (по объему) Коэффициент диффузии, см3/с Скорость распространения пламени, см/с Низшая теплотворная способность, кДж/кг Стехнометрическое количество воздуха

иа 1 кг топлива, кг/кг Теплотворность горючей смеси при а = 1: в смеси с воздухом, кДж/м* в смеси с кислородом, кДж/кг Температура кипения, °С

10

Водород

Бензин

0,02 0,06 630 4,7—74,2 0,63 -270 120-103

34,2

3180 1,34-10* -252,61

0,25

>0,25

530 0,59—6,0

0,08

-30 44,0- 10»

14,95

3710

32—186

#зар, кДж/дм3, при а, равном

1,0 1,1 1,2 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0

3,770 3,44 3,16 2,53 — — — — —

ЗД9 4,53 2,98 4,12 2,80 3,78 2,36 3,02 1,87 2,27 1,55 1,81 1,32 1,51 1,02 1,13 0,83 0,9

Большое влияние на рабочий процесс двигателя оказывают свойства топлива (табл. 2), определяющие качество смесеобразования. При использовании водорода в качестве топлива для ДВС могут применяться несколько способов смесеобразования: для двигателей с зажиганием от искры — внешнее и внутреннее (подача водорода как в процессе впуска, так и на линии сжатия); для двигателей с самовоспламенением — внешнее и внутреннее (подача водорода на линии сжатия и зажигание путем впрыска запальной дозы жидкого углеводородного топлива, а также подача водорода в конце такта сжатия по определенному закону совместно с запальной дозой жидкого углеводородного топлива); для газовых турбин — внутреннее с непрерывной подачей водорода в зону горения.

В случае внешнего смесеобразования степень гомогенности смеси определяется такими свойствами топлива, как температура кипения и диффузионная способность. Водород в этом отношении имеет прекрасные свойства: температура кипения —253 °С, что в любых условиях работы двигателя исключает наличие жидкой фазы водорода в смеси; коэффициент диффузии водорода в воздухе при нормальных условиях составляет 0,63 см2/с, что в восемь раз превышает коэффициент диффузии углеводородных топлив в воздухе.

Указанные свойства водорода обеспечивают формирование высокогомогенной смеси и исключают образование жидкой пленки на поверхностях впускного тракта вследствие переохлаждения смеси в процессе смесеобразования и ее расслоения под действием ускорений в изгибах впускного тракта и пульсаций потока на впуске.

При внутреннем смесеобразовании с подачей топлива на линии сжатия требования к топливам по скорости формирования гомогенной смеси более жесткие, поскольку время, отводимое на смесеобразование, в этом случае в несколько раз мень-Ше> чем при внешнем смесеобразовании. Указанные свойства водорода удовлетворяют этим требованиям лучше любого из Углеводородных топлив, как жидких, так и газообразных.

и

Жесткие требования, предъявляемые к топливам по формированию гомогенной смеси, отпадают при внутреннем смесеобразовании с подачей топлива в конце сжатия, так как оно сгорает по мере подачи в цилиндр. В то же время топливо должно обладать способностью за очень короткий промежуток времени (примерно 1 мс) образовать горючую смесь. Водород, обладая высокой скоростью диффузии, в этом отношении пред. ст

страница 4
< 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
Выгодное предложение от интернет-магазина KNSneva.ru на процессоры для ноутбуков купить - быстро, качественно и надежно! г. Санкт-Петербург, ул. Рузовская, д.11.
киркоров нижний новгород 2016
ремонт увлажнителей воздуха в пушкино
акустика в квартире

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
(16.01.2017)