Автомобильные новости на Ралли клуб

Добро пожаловать!

Автомобильные новости на Ралли клуб – это постоянно обновляющийся кладезь информации о том, что происходит в автомобильном мире.

Горючее на будущее

Горючее НА БУДУЩЕЕ

ТЕХНИКА

ВОДОРОД

Горючее НА БУДУЩЕЕ

Удельная масса водорода мала, а вот его возможности

в автомобилестроении расцениваются как весьма приличные.

Аркадий АЛЕКСЕЕВ

Топливный кризис 70-х годов принудил многие авто компании заного взглянуть на другие виды горючего. Тогда и был отмечен 1-ый всплеск энтузиазма к водороду. А что, данный кандидат смотрелся всецело многообещающе.

Водорода на Земле — море. В прямом смысле слова, поскольку его возможно приобретать из воды…

Но не так долго осталось ждать кризис убывает, нефтепроводы получили на полную мощность, а водородные трудности были, на 1-ый взгляд, отодвинуты в далекие углы отвлечённых лабораторий. Но прошло 20 лет, и по сей день эти изучения, наверное, получили 2-ое дыхание — они были созвучны современным экологическим настроениям. В самом деле: сжигаем водород — приобретаем воду.

Как ни взгляни — всецело нейтральный и безобидный продукт.

ГДЕ ЕГО Забрать?

Как в большинстве случаев, в новеньком и многообещающем деле огромное количество вариантов. Единообразие придет позднее, а до тех пор пока выбор велик. Самое простое — заместо бензобака находиться на автомобиле баллоны со сжатым водородом. Подходящая аппаратура уже существует — так как в мире большое количество машин трудится на сжатом газе. Действительно, природном, но приспособить эти устройства довольно легко.

Конечно, и сам движок нужно будет переделывать, но об этом чуток позднее. Такой путь, не смотря на то, что и думается простым, все-же маловероятен. Не легко представить водителя, что добровольно согласится возить емкости со сжатым до 200 кгс/см2 водородом, к тому же талантливым каверзно просачиваться через небольшие неплотности топливной аппаратуры. В чем намного превосходит газ, складывающийся из более томных и неуклюжих молекул и исходя из этого наименее склонный к утечкам.

И вдобавок любой, обязательно, припомнит гремучий газ — взрывоопасную смесь водорода с кислородом в объемном соотношении 2:1.

Менее многообещающим смотрится и сжиженный водород. Кому захочется иметь дело с горючим, которое нужно хранить при -253°С? И на какие конкретно технические ухищрения нужно будет идти конструкторам, чтобы поддерживать такой мороз какое количество-либо продолжительное время?

Итак, данный вариант до тех пор пока также отпадает.

К счастью, еще имеется одна возможность — гидриды. Отметим, что атомы металлов размещаются в определенном порядке, их построение именуют кристаллической решеткой. Итак вот, сплавы и некие металлы способны расположить меж собственными атомами и атомы водорода.

Такие общества и именуют гидридами.

Не вдаваясь в подробности, увидим, что емкость аналогичного хранилища (при равном количестве устройства) впятеро выше, чем у баллона со сжатым газом, и фактически вдвое — чем у дьюара со сжиженным. Исследователи напористо отыскивают более походящие сплавы, но уже ясно, что лучшей базой для их есть титан.

Гидридные накопители вещь достаточно непростая, и, конечно, они не складываются из цельного кусочка металла, а больше напоминают губку со обилием каналов — для выделения водорода и скорого поглощения. Последнее происходит при нагреве гидридов, а источник тепла на автомобиле длительно обнаружить не нужно — скажем, для данной цели всецело подходят жаркие выхлопные газы. Еще одна принципиальная черта гидридов — они стократ надёжнее вторых способов хранения водорода.

Действительно, для авто транПодвескаа емкость и у их маловата, а сложность и вес устройства, наоборот, велики.

Резонно задать вопрос: в случае если хранение приводит к таким, запрещено ли приобретать водород конкретно на автомобиле? Оказывается, возможно. Самым многообещающим считается способ, при котором сырьем помогает метанол, или, по старенькой русской систематизации, метиловый спирт — младший братец известного всем этилового.

Родственничек-то, действительно, с нравом — ядовит, но это в случае если его выпивать, а вообще-то он используется достаточно обширно — кроме того входит в состав большинства авто жидкостей для мытья стекол.

Итак, бак автомобиля — в действительности, всецело обыденный — заполняют легкой жидкостью с резким спиртовым запахом. Из этого она попадает в реактор (не пугайтесь, не ядерный, а хим), испаряется и в присутствии катализатора реагирует с паром, выделяя двуокись и водород углерода.

Горючее получено, осталось его применять. Кстати, возможно совершить реакцию вторым способом, тогда вторым из товаров окажется не СО2, а СО (тот, с которым борются экологи); смесь последнего с водородом взяла заглавие синтез-газ. Так как Н2 и СО горючи, их возможно совместно конкретно спаливать в цилиндрах бензинового двигателя.

Подобные испытания проводились во огромном количестве лабораторий, среди них и у нас в НАМИ.

ЖЕЧЬ Или НЕ ЖЕЧЬ?

Более чем столетняя традиция транПодвесканых средств с моторами внутреннего сгорания практически совсем совершенно верно решает данный вопрос в пользу первого варианта. Такой путь сулит определенные пользы — возрастает действенный КПД мотора, единственным прямым продуктом реакции есть пар, а также оксидов азота (они образуются при наибольшей температуре из азота и кислорода воздуха) выбрасывается в воздух в несколько раз меньше (эти НАМИ), чем при езде на бензине.

Определенную опасность воображают вспышки гремучего газа в коллекторе в момент открытия впускного клапана. Чтобы избежать этого, инженеры в 70-е годы подразумевали подавать водород конкретно в камеру сгорания. На чертежах тех лет несложно заметить дополнительный канал в головке блока цилиндров и маленький клапан, управляющий поступлением водорода.

Позднее стало известно, что делему возможно решить по-второму — скажем, впрыскивать в рабочую смесь воду или обеспечить рециркуляцию отработавших газов (также, в действительности, пара). К преимуществам водорода как моторного горючего направляться отнести его высшую детонационную стойкость, что разрешает приметно прирастить давление наддува и степень сжатия.

Эти меры подымут действенную мощность мотора (при бензиновых степенях сжатия из-за мельчайшего коэффициента заполнения мощность мотора на водороде оказывается меньше). Проводились испытания и по применению водорода в… дизеле. Действительно, в газодизельном цикле маленькая порция жидкого горючего подавалась в цилиндр, чтобы инициировать начало горения.

Дизелю водород также отправился бы на пользу — с ним выбросы сажи и твёрдых частиц сводятся фактически к нулю.

На 1-ый взгляд, добавить к тому, что сообщено, как бы нечего, если не погружаться в рассуждения о том, что лучше спаливать: незапятнанный водород, синтез-газ или их разные консистенции с бензином, метанолом, соляркой… Но, выясняется, не все спецы мыслят так прямолинейно. Некие, раз ступив на путь исследовательских работ в области химии водорода, уже и слышать не хотят о движках внутреннего сгорания.

И вот, благодаря упрочнениям конструкторов на сцене появляется новое необыкновенное устройство, разрешающее при реакции водорода с кислородом взять электронную энергию конкретно!

Многие, быть может, не забывают школьные испытания по электролизу: в воду опускают два электрода, подводят определенное напряжение, и на одном из их начинает выделяться водород, а на втором — кислород. Тут же все происходит с точностью до наоборот. Водород в чем или сродни металлам, и его атом личный единственный электрон. В устройстве, взявшем заглавие водородный топливный элемент, реакция водорода с кислородом происходит в пара стадий.

Сперва водород обязан пройти через ионообменную мембрану, которая вольно пропускает лишь протоны — лишенные электрона атомы водорода (Н+), а совсем не его молекулы Н2. Электроны однако остаются на отрицательном электроде (он же — платиновый катализатор). Пройдя через мембрану, водород снова приобретает личный электрон — в момент реакции с кислородом воздуха, на хорошем (и также платиновом) электроде.

Электроны же обязаны идти кружным способом, через электронную цепь, создавая однако нужную работу.

Ну вот, осталось подключить электродвигатель, блок управления и… батарею аккумов. Последняя, конечно, меньше, чем в электромобилях, и помогает для приведения всего устройства в рабочее состояние, кроме этого сглаживает пиковые нагрузки на топливный элемент и сохраняет энергию при торможении.

Бывалые экземпляры транПодвесканых средств с такой страшенной по трудности силовой установкой уже бегают по полигонам многих забугорных авто концернов, а Тойота кроме того представила собственную модель FCEV (электромобиль с топливными элементами) на Токийском автомобильном салоне в конце прошедшего года. Занимаются данной темой и Mercedes, и америкосы, но более активны обитатели страны восходящего солнца. Честно говоря, пока цена и сложность таких машин много раз превосходят их эффективность, но, как знать, в будущем обстановка может поменяться.

Молвят, что в Стране восходящего солнца довольно часто выполняют конкурсы на транПодвесканое средство с более сложными преобразованиями энергии. Несколько лет вспять в таком соревновании одолел некий энтузиаст, придумавший… велик. Вращение педалей этого замудренного устройства приводило к трению 2-ух брусочков, каковые, нагреваясь, кипятили воду.

Маленькая паровая машина крутила генератор, а колеса приводились в воздействие электромотором. Что самое необыкновенное, данный велик был способен двигаться (действительно, весьма неторопливо)! Жюри такая конструкция показалась легко неповторимой.

Но так как тогда еще не выстроили toyota 4runner!..

Размещение агрегатов Тойоты FCEV:

1 — движок; 2 — электрический блок управления; 3 — топливные элементы; 4 — реактор преобразования метанола в водород; 5 — топливный бак; 6 — батареи.

Структура топливного элемента.

Схема топливного элемента.

Схема реактора.

Случайные статьи:

Энергия: Водород — топливо будущего!


Статьи по теме:

  • Мягенькие баки для воды и горючего

    Средства для роста количества топливного бака постоянно привлекали внимание путников. Канистры и дополнительные топливные баки или занимают очень сильно…

  • Как высчитать расход горючего

    Самый обыденный метод — оснастить автомобиль маршрутным компютером. Может метод и обыденный, но ненадежный. Современные системы докладывают данные,…

  • Луч света в будущее

    ЛУЧ СВЕТА В БУДУЩЕЕ ТЕХНИКА ВОЗМОЖНОСТЬ ЛУЧ СВЕТА В БУДУЩЕЕ Оптоволоконные фары — непривычное словосочетание, не правда ли? Александр БУДКИН В этом…