химический каталог




Применение водорода для автомобильных двигателей

Автор А.И.Мищенко

собности водородного пламени по сравнению с углеводородным.

Высокие скорости сгорания водородовоздушной смеси в широком диапазоне коэффициентов избытка воздуха дают гарантию стабильного протекания рабочего процесса на всех режимах работы двигателя, однако при сгорании смесей, по составу близких к стехиометрическому за счет очень высокой с :о-рости сгорания возможно резкое увеличение скорости нарастания давления в цилиндре по сравнению с циклом на бензине. Это в свою очередь предполагает более высокую максимальную температуру цикла водородного двигателя.

Более высокие температуры цикла и наличие свободного кислорода в камере сгорания (а = 1,0 1,15) на режимах полных нагрузок водородного двигателя должны способствовать более интенсивному образованию оксидов азота, чем в бензиновом двигателе. Однако на частичных нагрузках за счет качественного регулирования (а > 1,5) возможно резкое снижение эмиссии оксидов азота до незначительного уровня. Наличие каких-либо других токсичных веществ в отработавших газах водородного двигателя практически исключается. Это предполагает возможность создания экологически чистого автомобильного двигателя.

Учитывая широкие концентрационные пределы и высокую скорость сгорания водорода и его высокий коэффициент диффузии, он может быть использован в качестве добавки, инициирующей процесс сгорания бедных углеводородовоздушных смесей.

Применение водорода в качестве дополнительного топлива

22

для бензиновых автомобильных двигателей открывает возможность принципиально нового подхода к организации рабочего процесса. При минимальной модификации современного бензинового двигателя, касающейся в основном системы питания, можно значительно повысить его топливную экономичность и резко снизить уровень токсичности отработавших газов.

[ /?/ Рис. 8. Сравнение способов хранения водорода и «а:

бак для Н, прн нормальных условиях.

Обсуждая возможности применения водорода для автомобильных двигателей, нельзя обойти такой важный вопрос, как хоанение водорода на транспортном средстве. ^ В отличие от стационарных потребителей энергии и электрического транспорта, связанного с линией электропередачи, большинство транспортных средств требует аккумулирования и транспортировки на борту значительного количества энергии, необходимой для их движения. Сегодня задача аккумулирования энергии решается в основном за счет транспортировки на борту жидких углеводородных топлив.

Водород, в отличие от углеводородных топлив, имеет очень низкую плотность и при атмосферных условиях может существовать только в газообразной фазе. Это ставит проблему компактного хранения его на транспортном средстве, в частности На автомобиле.

23

В настоящее время известны три принципиально различных способа хранения водорода: газообразного— в баллонах высокого давления, жидкого — в криогенном баке и в связанном состоянии — в виде гидридов некоторых металлов и сплавов. Особенности каждого из этих методов будут рассмотрены ниже.

На рис. 8 показано сравнение массовых и объемных характеристик всех трех методов хранения водорода с традиционным хранением бензина, при этом масса и объем бензинового бака приняты за единицу.

Хранение водорода в баллонах высокого давления (имеются баллоны на 15 МПа, экспериментальные на 40 МПа) неприемлемо вследствие большой массы и чрезвычайно большого объема. В будущем возможно уменьшение массы при использовании новых материалов, например пластмасс, армированных углеродным волокном, однако громоздкость и большие энергозатраты на компримирование водорода ставят под сомнение возможность применения такого метода его хранения.

Наилучшие массовые показатели имеет криогенная система хранения водорода, однако большая часть массы приходится на пустой резервуар. Относительно большой объем требует значительного изменения кузова автомобиля и уменьшает его полезный объем. Кроме того, сложность обращения с жидким водородом, высокая взрывоопасность в случае столкновения автомобилей и большие энергозатраты на сжижение водорода делают проблематичным применение этого метода хранения водорода на автомобильном транспорте.

Наиболее приемлемым является хранение водорода в связанном состоянии в гидридах некоторых металлов и сплавов. В зависимости от применяемого металла или сплава доля сорбированного водорода может составлять от 2 до 10 % массы гидрида. Гидрид FeTiH^., применяющийся на ряде экспериментальных автомобилей (см. рис. 8), находится на нижней границе по сорбционной способности, однако объем системы хранения водорода на его основе близок к объему бензобака. Главным недостатком гидрида остается его относительно большая масса на единицу энергии.

Несмотря на существенные недостатки систем хранения водорода, нельзя говорить о том, что применение водорода на транспорте невозможно. По сравнению с электрическими аккумуляторами гидридные аккумуляторы водорода можно считать более совершенными. Уже в настоящее время они могут с успехом применяться при использовании водорода в качестве добавки к уг

страница 9
< 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
гд получить справку для гибдд
изготовить рекламный штендер
магазин мебельных ручек москва
Рекомендуем компанию Ренесанс - чердачные лестницы выдвижные - оперативно, надежно и доступно!

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
(19.10.2017)