După cum știți, un motor cu combustie internă cu piston are atât avantaje, cât și o serie de anumite dezavantaje. În primul rând, evacuarea toxică este o problemă globală, precum și nevoia constantă de păcură. Situația nu se schimbă prea mult după transferul mașinii pe gaz, deoarece, de asemenea, nu rezolvă toate problemele.
Luând în considerare aceste caracteristici, se dezvoltă în mod constant opțiuni alternative. Astăzi, adevăratul concurent al motorului cu ardere internă este motorul electric. În același timp, o rezervă de putere relativ mică, costul ridicat al bateriilor și totul în general, precum și lipsa unei infrastructuri dezvoltate pentru repararea și întreținerea unor astfel de mașini, încetinește în mod natural popularizarea acestora.
Din acest motiv, producătorii de autovehicule lucrează constant pentru a obține un motor propulsor ecologic și relativ ieftin de fabricat, care nu necesită combustibil scump.
Printre astfel de motoare, un motor cu ardere internă cu hidrogen ar trebui să fie separat separat, ceea ce ar putea înlocui motorul diesel sau pe benzină existent și în viitorul apropiat. Să aruncăm o privire la modul în care funcționează un motor cu hidrogen, ce fel de design are un astfel de motor și care sunt caracteristicile sale.
Citiți în acest articol
Istoria creării motorului cu hidrogen
Să începem cu faptul că ideea de a construi un motor cu hidrogen a apărut în 1806. Fondatorul a fost François Isaac de Rivaz, care a obținut hidrogen din apă prin electroliză. După cum puteți vedea, motorul cu hidrogen s-a „născut” cu mult înainte de a fi ridicate o serie de probleme legate de mediu și emisii.
Cu alte cuvinte, încercările de a porni un motor cu ardere internă care funcționează pe hidrogen nu au fost făcute pentru a proteja mediul, ci pentru a utiliza pur și simplu hidrogenul ca combustibil. Câteva decenii mai târziu (în 1841) a fost emis primul brevet pentru un astfel de motor, în 1852 a apărut în Germania o unitate care opera cu succes un amestec de aer și hidrogen.
În timpul celui de-al doilea război mondial, când au apărut dificultăți cu furnizarea de păcură, un tehnician din URSS, Boris Isaakovich Shelishch, originar din Ucraina, a pus bazele energiei ruse pe hidrogen. El a propus, de asemenea, utilizarea unui amestec de hidrogen și aer ca combustibil pentru un motor cu ardere internă, după care ideile sale și-au găsit rapid aplicația practică. Ca rezultat, au apărut aproximativ jumătate de mie de motoare cu hidrogen.
Cu toate acestea, după sfârșitul războiului, dezvoltarea în continuare a motorului cu hidrogen a fost suspendată atât în \u200b\u200bURSS, cât și în întreaga lume. Apoi, acest motor a fost amintit doar când s-a produs criza combustibilului în anii 70 ai secolului XX. Drept urmare, BMW a construit în 1979 o mașină care folosea hidrogenul ca principal combustibil. Unitatea a funcționat relativ stabil, nu au existat explozii și emisii de vapori de apă.
Și alți producători auto au început să lucreze în acest domeniu, ca urmare a căruia, până la sfârșitul secolului al XX-lea, au apărut nu numai multe prototipuri, ci și prototipuri destul de reușite ale motoarelor pe bază de hidrogen (motoare pe benzină și diesel care funcționează cu hidrogen).
Cu toate acestea, după ce s-a încheiat criza combustibilului, s-au restrâns și lucrările la motoarele cu combustie internă cu hidrogen. Astăzi, interesul pentru sursele alternative de energie este din nou în creștere, acum din cauza unor grave probleme de mediu, precum și luând în considerare faptul că rezervele de petrol de pe planetă sunt în scădere rapidă, iar prețurile la produsele petroliere cresc în mod natural.
De asemenea, guvernele multor țări se străduiesc să devină non-volatile, iar hidrogenul este o alternativă accesibilă. Astăzi, GM, BMW, Honda, Ford Corporation etc. lucrează la ICE-uri cu hidrogen.
Funcționarea motorului cu hidrogen: caracteristicile unui motor cu combustie internă cu hidrogen
Pentru început, un motor cu ardere de hidrogen nu este mult diferit ca design de un ICE convențional. Aceiași cilindri și pistoane, o cameră de ardere și un mecanism complex de manivelă pentru a transforma mișcarea alternativă în lucrări utile.
Singurul lucru care arde în butelii nu este benzină, gaz sau, ci un amestec de aer și hidrogen. De asemenea, ar trebui să se țină seama de faptul că metoda de furnizare a hidrogenului, formarea amestecului și aprinderea este, de asemenea, oarecum diferită în comparație cu procesele similare din omologii tradiționali.
În primul rând, arderea hidrogenului, în comparație cu păcura, diferă prin faptul că hidrogenul arde mult mai repede. Într-un motor convențional, un amestec de benzină sau motorină cu aer umple camera de ardere atunci când pistonul a crescut aproape la TDC (punctul mort superior), apoi combustibilul arde pentru o vreme, iar după aceea gazele apasă pe piston.
La hidrogen, reacția se desfășoară mai repede, ceea ce face posibilă deplasarea umplerii cilindrului în momentul în care pistonul începe deja să se deplaseze în BDC (centrul mort inferior). De asemenea, după ce reacția are loc, rezultatul este apă regulată în loc de gaze toxice de evacuare. După cum puteți vedea, la prima vedere, un motor standard este relativ ușor de reglat pentru combustibilul cu hidrogen prin modificări ale sistemului de admisie, evacuare și putere, dar acest lucru nu este cazul.
Prima problemă este cum să obțineți hidrogenul necesar. După cum știți, hidrogenul se găsește în compoziția apei și este un element comun, dar practic nu apare niciodată în forma sa pură. Din acest motiv, pentru o autonomie maximă, centralele de hidrogen trebuie instalate separat pe vehicul pentru a „împărți” apa, permițând alimentarea motorului cu combustibilul necesar.
Ideea pare atractivă. Mai mult, este chiar posibil să renunțați la admisia aerului exterior și să creați un sistem de combustibil închis. Cu alte cuvinte, după fiecare dată când încărcătura arde în cameră, vaporii de apă vor rămâne în cilindru. Dacă acest abur este trecut printr-un radiator, apare condens, adică se formează din nou apă, din care poate fi re-obținut hidrogen.
Cu toate acestea, pentru a realiza acest lucru, mașina trebuie să aibă o unitate de electroliză (electrolizator), care va separa hidrogenul de apă pentru a obține apoi reacția dorită cu oxigenul din camera de ardere. În practică, instalarea se dovedește a fi complicată și costisitoare și este destul de dificil să creezi un sistem atât de închis.
Faptul este că orice motor cu ardere internă, indiferent de tipul de combustibil, trebuie în continuare să protejeze componentele încărcate și vaporii de frecare. Pur și simplu, nu puteți face fără ulei de motor. În acest caz, uleiul pătrunde parțial în camera de ardere și apoi în evacuare. Aceasta înseamnă că izolarea completă a sistemului de combustibil cu hidrogen (fără utilizarea aerului exterior) este o sarcină practic imposibilă.
Din acest motiv, motoarele moderne cu combustie internă cu hidrogen seamănă mai mult cu motoarele pe gaz, adică unitățile cu gaz propan. Pentru a utiliza hidrogen în loc de propan, este suficient să modificați setările unui astfel de motor cu ardere internă. Este adevărat, scade ușor pe hidrogen. Cu toate acestea, este nevoie de mai puțin hidrogen pentru a obține ieșirea necesară de la motor. În același timp, nu sunt așteptate instalații pentru producția autonomă de hidrogen.
Când vine vorba de încercarea de a alimenta hidrogen într-un motor convențional pe benzină sau diesel, apar riscuri și complicații în mod automat. În primul rând, temperaturile ridicate și raporturile ridicate de compresie pot determina reacția hidrogenului cu elementele motorului cu combustie internă încălzite și cu uleiul de motor.
De asemenea, chiar și o mică scurgere de hidrogen poate provoca căderea combustibilului pe galeria de evacuare încălzită și poate apărea o explozie sau un incendiu. Pentru a preveni acest lucru, motoarele rotative sunt adesea folosite pentru a funcționa cu hidrogen. Acest tip de motor cu ardere internă este mai potrivit pentru această sarcină, deoarece proiectarea lor presupune o distanță crescută între galeriile de admisie și evacuare.
Într-un fel sau altul, chiar ținând seama de toate dificultățile, o serie de probleme pot fi ocolite nu numai la motoarele rotative, ci chiar la motoarele cu piston, ceea ce permite hidrogenului să fie considerat o alternativă destul de promițătoare la benzină, gaz sau motorină. De exemplu, o versiune experimentală a BMW 750hL, care a fost introdusă în 2000, are un motor cu 12 cilindri cu hidrogen. Unitatea funcționează cu succes pe un astfel de combustibil și este capabilă să accelereze o mașină la o viteză de aproximativ 140 km / h.
Este adevărat, nu există instalații separate pentru producerea hidrogenului din apă pe mașină. În schimb, există un rezervor special care este pur și simplu umplut cu hidrogen. Gama de croazieră pe un rezervor plin de hidrogen este de aproximativ 300 km. După ce hidrogenul se epuizează, motorul începe automat să funcționeze pe benzină.
Motor cu combustibil cu hidrogen
Vă rugăm să rețineți că motoarele cu hidrogen sunt înțelese atât cu unități alimentate cu hidrogen (motoare cu combustie internă cu hidrogen), cât și cu motoare care utilizează pile de combustie cu hidrogen. Am luat deja în considerare primul tip de mai sus, acum să ne concentrăm asupra celei de-a doua opțiuni.
O celulă de combustibil cu hidrogen este de fapt o „baterie”. Cu alte cuvinte, este o baterie cu hidrogen cu o eficiență ridicată de aproximativ 50%. Dispozitivul se bazează pe procese fizice și chimice; în corpul unei astfel de celule de combustibil există o membrană specială care conduce protoni. Această membrană separă două camere, într-una dintre care există un anod și în cealaltă un catod.
Hidrogenul intră în camera în care se află anodul, iar oxigenul intră în cameră cu catodul. Electrozii sunt acoperiți suplimentar cu metale scumpe din pământuri rare (adesea platină). Acest lucru îi permite să joace rolul unui catalizator care acționează asupra moleculelor de hidrogen. Ca urmare, hidrogenul pierde electroni. În același timp, protonii trec prin membrană către catod, în timp ce catalizatorul acționează și asupra lor. Ca urmare, protonii sunt combinați cu electroni care provin din exterior.
Această reacție formează apă, în timp ce electronii din camera cu anodul intră în circuitul electric. Circuitul specificat este conectat la motor. În termeni simpli, se generează electricitate, ceea ce face ca motorul să funcționeze cu o astfel de celulă de combustibil cu hidrogen.
Astfel de motoare cu hidrogen vă permit să parcurgeți cel puțin 200 km. la o singură taxă. Principalul dezavantaj este costul ridicat al celulelor de combustibil datorate utilizării platinei, paladiului și a altor metale scumpe. Ca urmare, costul final al transportului cu un astfel de motor crește foarte mult.
Motorul cu hidrogen: perspective de viitor
Astăzi, multe companii lucrează la crearea motoarelor ecologice. Unii sunt pe calea creației, alții pariază pe vehiculele electrice etc. În ceea ce privește instalațiile cu hidrogen, în ceea ce privește ecologia și productivitatea, această opțiune poate concura și în viitorul apropiat cu motoarele cu ardere internă care funcționează pe benzină, gaz sau motorină.
Motoarele cu hidrogen au funcționat ceva mai bine decât cele mai avansate mașini electrice. De exemplu, modelul japonez Honda Clarity. Singurul dezavantaj rămas a fost modalitățile și posibilitățile de realimentare. Faptul este că infrastructura stațiilor de alimentare cu hidrogen nu este dezvoltată în mod special și la scară globală.
De asemenea, alegerea mașinilor cu hidrogen în sine nu este deosebit de mare. În plus față de Honda Clarity, se pot menționa doar Mazda RX8 Hydrogen și BMW Hydrogen 7. De fapt, acestea sunt mașini hibride care funcționează cu hidrogen lichid și benzină. De asemenea, puteți adăuga Mercedes GLC F-Cell la listă. Acest model are capacitatea de a se reîncărca de la o sursă de alimentare de uz casnic și vă permite să mergeți până la 500 km. la o singură taxă.
În plus, demn de remarcat este modelul Toyota Mirai. Mașina funcționează doar cu hidrogen, un rezervor este suficient pentru 600 km. Motoarele cu hidrogen se găsesc în continuare pe modelul intern Niva și sunt instalate și de coreeni pe o versiune specială a SUV-ului Hyundai Tucson.
După cum puteți vedea, mulți producători experimentează activ cu un motor cu hidrogen, dar această soluție are încă multe dezavantaje. În același timp, unele dezavantaje interferează foarte mult cu popularizarea în masă.
În primul rând, este siguranța și complexitatea transportului unui astfel de combustibil. Este important să înțelegem că hidrogenul este extrem de inflamabil și exploziv chiar și la temperaturi relativ scăzute. Din acest motiv, este dificil de depozitat și transportat. Se pare că este necesar să se construiască rezervoare speciale de hidrogen pentru mașinile cu acest tip de motor. Ca rezultat, în practică există foarte puține umpluturi de hidrogen.
La aceasta se pot adăuga și anumite complexități și costuri ridicate de reparații și întreținere a unității de hidrogen, precum și necesitatea de formare și educare a unui număr mare de personal înalt calificat. Dacă vorbim despre mașina în sine despre hidrogen și despre caracteristicile sale operaționale, prezența unei plante cu hidrogen face mașina mai grea, iar manevrabilitatea se deteriorează în mod natural.
Să rezumăm
După cum puteți vedea, astăzi mașinile cu hidrogen și un motor cu apă pot fi considerate o alternativă foarte reală nu numai la motoarele obișnuite cu ardere internă care utilizează combustibil, ci și la mașinile electrice.
În primul rând, astfel de plante sunt mai puțin toxice, în timp ce nu au nevoie de combustibili scumpi pe bază de petrol. De asemenea, mașinile alimentate cu hidrogen au o autonomie acceptabilă. Modelele hibride sunt, de asemenea, disponibile comercial folosind atât hidrogen, cât și benzină.
În ceea ce privește dezavantajele și complexitățile, o mașină alimentată cu hidrogen este astăzi scumpă și pot apărea probleme cu alimentarea cu combustibil din cauza numărului insuficient de stații de alimentare. Nu uitați că, de asemenea, nu este ușor să găsiți specialiști care să poată oferi servicii de calitate și profesionale unei centrale cu hidrogen. În același timp, întreținerea va fi destul de costisitoare.
În cele din urmă, observăm că construcția activă a conductelor pentru pomparea gazului metan promite în viitor posibilitatea pompării hidrogenului prin aceleași conducte. Aceasta înseamnă că, în cazul unei creșteri a numărului total de mașini cu motoare cu hidrogen, există, de asemenea, o mare probabilitate de creștere rapidă a numărului de stații de alimentare specializate.
Citește și
Îmbunătățirea designului motorului cu piston, respingerea KShM: un motor cu bielă, precum și un motor fără arborele cotit. Caracteristici și perspective.
Puțini vor nega perspectiva utilizării hidrogenului ca combustibil pentru mașini, cel puțin ca combustibil pentru perioada de tranziție. La urma urmei, hidrogenul este, în primul rând, un combustibil absolut ecologic și, în al doilea rând, rezervele sale sunt practic nelimitate, inepuizabile și regenerabile. Adică, hidrogenul poate fi produs oriunde există surse de energie puternice. Mulți dintre cititorii noștri vor obiecta cu siguranță la noi, spunând că hidrogenul și combustibilul cu hidrogen nu sunt deloc ceea ce ar trebui să ne străduim. Suntem parțial de acord cu această afirmație. Într-adevăr, hidrogenul nu este tocmai combustibilul pe care am vrea să vedem mașinile viitorului. Pe de altă parte, cu toate acestea, acesta este un pas foarte mare înainte și un înlocuitor destul de demn pentru benzina actuală și mai ales pentru motorina. Dar trecerea la hidrogen este întârziată în primul rând de fondul informațional. Într-adevăr, în manuale și de pe ecranele TV, ni se spune în mod constant că hidrogenul este o substanță explozivă și, cel mai important, pentru a lucra pe hidrogen, sunt necesare motoare speciale, care trebuie inventate, testate etc., pentru o perioadă foarte lungă de timp. Nu vom anula toate aceste judecăți asupra conspirațiilor lumii, deoarece majoritatea acestor raționamente pot fi asociate cu ignoranța obișnuită, ceea ce în acest caz este destul de iertabil, deoarece este foarte dificil să găsim informații fiabile în această privință.
Prin urmare, nu va fi de prisos să repetăm \u200b\u200bcă experimentele pozitive în pornirea motoarelor convenționale cu ardere internă fără modificări au fost efectuate cu succes în timpul celui de-al doilea război mondial, în timpul apărării Leningradului.
Dar este un lucru dacă cineva și undeva a făcut-o și este altceva să vezi cu ochii tăi și să ai o metodă simplă și repetabilă de pornire a motoarelor convenționale cu ardere internă care funcționează pe hidrogen fără nicio modificare și modificare a motorului cu ardere internă, sau cel puțin cu modificări minime. motor. Ne face plăcere să vă împărtășim experiența pozitivă a pornirii unui motor cu ardere internă complet obișnuit pe același hidrogen industrial complet obișnuit!
Ei bine, vezi!? Puteți verifica totul singur, fără un laborator scump, milioane de finanțare și alți factori „interferenți”!
Ei bine, acum să încercăm să răspundem împreună la următoarele întrebări:
- Cum este consumul de hidrogen comparativ cu benzina în practică?
- Există aspecte negative ale utilizării hidrogenului în loc de combustibil?
- Optimizarea motorului cu ardere internă pentru a funcționa cu hidrogen.
Vom fi foarte bucuroși să auzim și chiar mai mult să vă vedem comentariile și videoclipurile. Dar, din moment ce acest articol a fost publicat în secțiunea de practică, apoi atât comentarii, cât și videoclipuri, ne așteptăm la practici utile, confirmate de experiența personală și nu doar de ipoteze teoretice.
Hidrogenul a fost considerat mult timp unul dintre cei mai buni înlocuitori ai benzinei. Acest lucru nu este surprinzător, deoarece atunci când arde, apa este eliberată și nu substanțe nocive. Dar, în ciuda tuturor avantajelor evidente, disputele și discuțiile despre mașina cu hidrogen sunt încă în curs. Și asta, în ciuda faptului că multe corporații, Toyota, BMW, Ford, lucrează constant la utilizarea unui astfel de gaz ca sursă de energie pentru conducerea unei mașini.
O instalație de hidrogen pentru o mașină, totul a început cu ea
Conform informațiilor istorice, primul motor ICE a fost hidrogenul, deși uneori s-a folosit și gaz luminos. Dar a fost nevoie de mai mulți ani pentru a îmbunătăți un astfel de motor și abia în 1859 a fost construit primul echipaj autopropulsat, pentru care gazele menționate au servit drept combustibil. Deci, putem spune că transportul modern a început cu o mașină cu hidrogen. Deși mai târziu a cedat benzina.
Există mai multe cazuri cunoscute când, în absența combustibilului obișnuit, generatorul de hidrogen a furnizat mașinii combustibil. Cu toate acestea, cu toate avantajele unei astfel de surse de energie, aceasta nu a găsit o utilizare pe scară largă, deși multe corporații de automobile, precum Toyota, lucrează la posibilitatea de a crea o mașină pe combustibil cu hidrogen și trebuie să spun că nu fără succes.
Despre motoarele cu hidrogen
Sunt cunoscute mai multe opțiuni diferite pentru ce poate fi un astfel de motor și ce poate sta la baza funcționării acestuia.
Arderea hidrogenului
Acesta este un motor convențional cu ardere internă care funcționează direct pe hidrogen sau pe amestecul său cu benzină. Ca urmare a unui astfel de aditiv, arderea amestecului se îmbunătățește, eficiența motorului crește și conținutul de monoxid de carbon scade în timpul arderii. Totuși, un rezervor pentru stocarea hidrogenului, în plus lichid, trebuie introdus în proiectarea mașinii. Și acest lucru nu adaugă spațiu în portbagaj și nu crește siguranța la accident.
Acest principiu al utilizării hidrogenului este implementat de BMW, iar compania consideră că principala sa sarcină este utilizarea oricărui tip de combustibil (benzină, hidrogen). Mai multe eșantioane au fost deja create și funcționează cu succes de mult timp, lucrând pe un principiu similar. Este adevărat, în acest caz, dezavantajele inerente unei mașini obișnuite rămân în principal.
Celule de combustibil
O altă modalitate de utilizare a hidrogenului se află într-o pilă de combustibil. Designul său este prezentat în figură 
Ca urmare a trecerii moleculelor de hidrogen și oxigen prin anod și catod și a interacțiunii lor, se formează apă și curent electric. Dacă conectați mai multe dintre aceste elemente, veți obține un fel de generator care asigură funcționarea motorului electric. De fapt, un generator electrochimic de curent electric este creat în mod similar.
Această variantă de construire a unei mașini folosind hidrogen ca combustibil este implementată de Toyota. Ea intenționează să treacă de la prototipare la producția în masă a vehiculelor electrice bazate pe celule de combustibil. Mașina cu hidrogen a Toyota ar urma să fie în producție din 2015.
Este atât de bun hidrogenul?
Se crede că cel mai important beneficiu al unei mașini cu hidrogen este respectarea mediului. Se acceptă în general că, atunci când hidrogenul arde, în loc de monoxid de carbon și alte substanțe nocive, apa va apărea, mai precis, vapori de apă. Cu toate acestea, acest lucru nu folosește oxigen pur, ci aer, care include azot. Ca rezultat, oxizii de azot se formează în camera de ardere. Și impactul lor asupra mediului poate fi mult mai grav decât gazele de eșapament convenționale.
În plus, trebuie luat în considerare faptul că contactul cu părțile fierbinți ale motorului cu combustie internă al hidrogenului poate provoca aprinderea acestuia. Prin urmare, cel mai potrivit pentru utilizarea unui astfel de combustibil este un motor rotativ, în care gazul pătrunde în partea rece și apoi este distilat în partea fierbinte. 
Există o dezbatere foarte mare în general cu privire la faptul dacă o mașină cu hidrogen are dreptul de a exista. Există mai multe probleme aici, fără a căror soluție nu are sens să vorbim despre viitorul unei astfel de tehnici. Trebuie remarcat faptul că mai întâi trebuie obținut hidrogen, ceea ce necesită un fel de instalare. Sursa pentru producția sa poate fi apa sau metanul.
Aici apare una dintre principalele probleme.
- Metanul în sine este un bun purtător de energie și este destul de irațional să îl supui unei prelucrări suplimentare pentru a arde ulterior produsul finit, poți arde imediat metan fără costuri inutile.
- Cu apa, poza este și mai interesantă. Pentru a obține un metru cub de hidrogen, este necesar să cheltuiți de patru ori mai multă energie electrică decât poate fi generată prin arderea acestui volum de gaz.
- Este necesar să se ia în considerare faptul că emisiile de substanțe nocive vor apărea în timpul producției de hidrogen și nu se știe care va fi mai bună. În loc să emită gaze de eșapament din mașină, propriile deșeuri vor fi generate la obținerea gazului.
- În plus, stocarea este o problemă foarte problematică. Nu a fost încă rezolvat, hidrogenul poate pătrunde prin orice material și trebuie depozitat sub formă lichidă, iar acesta este încă un cost suplimentar, și nu mic, care trebuie adăugat celor suportate în stadiul de producție. Și cu scurgeri de gaz, se formează un amestec exploziv cu aer.
Următoarea problemă care pune capăt practic utilizării hidrogenului ca combustibil pentru o mașină este lipsa unei infrastructuri adecvate. Acest lucru ar trebui înțeles în primul rând ca o rețea de stații de alimentare. 
Deci, din cele spuse deja, ar trebui să fie clar că hidrogenul nu este o sursă alternativă de energie, cel puțin până când se realizează o metodă pentru producția sa ieftină. Și miturile despre viitorul luminos al energiei hidrogenului sunt doar una dintre metodele de luptă dintre marile corporații.
Totuși, puteți încerca - un generator de hidrogen pentru o mașină
În ciuda unei concluzii atât de sumbre cu privire la energia hidrogenului la scară industrială, puteți încerca să utilizați opțiunea de a obține așa-numitul gaz Brown direct pe mașină. De fapt, acesta este același hidrogen, rezultatul electrolizei apei, efectuat numai pe o mașină. O instalație specială este montată sub capotă, un generator de hidrogen, care este alimentat din rețeaua de la bord.
Este clar că, toate celelalte lucruri fiind egale, puterea cheltuită pentru mișcare va scădea, o parte din energie va fi cheltuită suplimentar pentru producția de gaz. Dar rezultatele obținute în cursul numeroaselor teste arată că o astfel de instalație poate economisi până la treizeci la sută din benzină.
Cum funcționează un astfel de generator vă permite să înțelegeți imaginea. Un exemplu de realizare a celei mai simple versiuni este prezentat în videoclip
și
Se bazează pe electrozi metalici, dintre care unii sunt conectați la plus, iar alții la minus b / s. Apa este turnată în interior (săgeata albastră) și gazul lui Brown iese din recipient (săgeata albastră). Prin intermediul unui furtun, gazul este alimentat în galeria de admisie a motorului cu ardere internă.
Modul în care o astfel de instalație este localizată de fapt sub capotă poate fi văzut în fotografie. 
Un astfel de mic generator de gaz Brown va permite ca orice mașină să fie făcută puțin mai aproape de creațiile concernului Toyota sau BMW, obținând niște economii de benzină.
Adevărat, controversa cu privire la faptul dacă proprietarul beneficiază de un astfel de dispozitiv nu dispare. Unii susțin că generatorul merită, alții, din punct de vedere al formulelor și al altor argumente, dovedesc că acesta este un mit și, de fapt, nu are niciun rost într-un generator de hidrogen.
Hidrogenul este considerat combustibilul viitorului, dar nu-i așa? Utilizarea sa omniprezentă are multe provocări și, în timp ce producătorii auto importanți, cum ar fi Toyota, depun eforturi semnificative în această direcție, există unele îndoieli că hidrogenul va putea înlocui benzina în viitorul apropiat. Dar există opinia că, dacă utilizați cel mai simplu generator de gaz Brown, atunci este foarte posibil să economisiți benzină pe mașină, fără a aștepta sosirea energiei cu hidrogen.
Toyota Mirai, o alternativă cu hidrogen la mașinile electrice care cuceresc piața, și-a finalizat cu succes ultimul test rutier „secret”. Chiar zilele trecute, reprezentanții companiei au anunțat că sunt gata să lanseze mașina în producție.
Datorită eforturilor producătorilor auto japonezi, mașinile cu hidrogen pot deveni obișnuite pe drumurile din diferite țări în viitorul apropiat. De exemplu, mașina hibridă Toyota Mirai cu hidrogen este deja gata să intre pe piața mondială astăzi.
Pentru prima dată, încă un model conceptual, Toyota Mirai a fost prezentat la Salonul Auto de la Tokyo din 2013. Ulterior, mașina a fost prezentată publicului într-o formă modificată în 2014 și 2015. Era de așteptat ca mașina să intre pe drum înainte de sfârșitul anului 2015, dar mai târziu data a fost amânată pentru 2016. În același timp, vânzările preliminare ale mașinii au început în 2014 în Japonia. Un Toyota Mirai costă aproximativ 57 de mii de dolari SUA. În SUA și în țările europene, Toyota Mirai va fi la vânzare după lansarea oficială.
Mașina cu hidrogen are un sedan cu patru locuri. Lungimea corpului - 4.870 mm, lățimea - 1.810 mm, înălțimea - 1.535 mm. Modelul utilizat este ZBA-JPD10-CEDSS. Mașina folosește numai tracțiunea față. Raza de viraj este de 5,7 metri, iar dimensiunea anvelopei este de 215/55. Configurația de bază utilizează jante din aliaj ușor R17. Garda la sol este de 130 mm. Astăzi, acesta este tot ceea ce se știe oficial despre componenta tehnică a Toyota Mirai.
De asemenea, au fost anunțați parametrii centralei electrice a mașinii. Mașina va circula datorită modelului FCA110, care va fi alimentat de pilele de combustibil FC. Motorul generează electricitate printr-o reacție chimică între hidrogen și oxigen. Eficiența maximă este de 83%, comparativ cu un motor pe benzină de 1,3 litri doar 38%. Puterea maximă a motorului electric va fi de 153 CP.
Toyota Mirai nu creează nicio emisie nocivă, doar din motorul mașinii iese doar energie pură și apă. Timp de 4 km, mașina va emite 240 de mililitri de apă în atmosferă.
Mult mai important și mai interesant este că, pe 10 februarie 2016, s-au încheiat ultimele teste de 107 zile ale Toyota Mirai. Mașina circula de-a lungul drumurilor din Japonia, SUA, Germania și multe alte țări. Un total de mașini, și a trecut 100 de mii de kilometri. În acest timp, mașina și-a schimbat anvelopele de două ori și tampoanele o dată. Celulele de combustibil ale unei mașini cu hidrogen și-au arătat partea cea mai bună.
Este demn de remarcat faptul că marca Toyota a intrat în.
Din ecranele TV ni se spune că cantitatea de petrol scade rapid și, în curând, mașinile pe benzină se vor retrage în trecutul îndepărtat. Dar acest lucru nu este în întregime adevărat.
Într-adevăr, cantitatea rezervelor de petrol dovedite nu este foarte mare. În funcție de gradul de consum, acestea pot fi suficiente pentru o perioadă de 50 până la 200 de ani. Dar aceste statistici nu iau în considerare câmpurile petroliere nedescoperite până acum.
De fapt, există mai mult decât suficient petrol pe planeta noastră. O altă întrebare este că complexitatea producției sale este în continuă creștere, ceea ce înseamnă că și prețul crește. În plus, factorul de mediu nu poate fi anulat. Gazele de eșapament sunt foarte poluante și trebuie făcut ceva în acest sens.
Știința modernă a creat multe surse alternative de energie, inclusiv motorul de fisiune din mașinile dvs. Dar majoritatea acestor tehnologii sunt încă concepte fără aplicații reale. Cel puțin asta a fost până de curând.
În fiecare an, companiile producătoare de mașini produc tot mai multe mașini care funcționează pe surse alternative de energie. Una dintre cele mai eficiente soluții în acest context este motorul cu hidrogen de la marca Toyota. Vă permite să uitați complet de benzină, făcând mașina un transport ecologic și ieftin.
Motoare cu hidrogen
Tipuri de motoare cu hidrogen și descrierea acestora
Știința se dezvoltă constant. Concepții noi sunt inventate în fiecare zi. Dar numai cei mai buni dintre ei se adeveresc. Acum există doar două tipuri de motoare cu hidrogen care pot fi eficiente din punct de vedere al costurilor și eficiente.
Primul tip de motor cu hidrogen funcționează pe celule de combustibil. Din păcate, motoarele cu hidrogen de acest tip sunt încă scumpe. Faptul este că construcția conține materiale scumpe precum platina.
Al doilea tip este motoarele cu combustie internă cu hidrogen. Principiul de funcționare al acestor dispozitive seamănă foarte mult cu modelele de propan. De aceea sunt deseori reconfigurate pentru funcționarea cu hidrogen. Din păcate, eficiența acestor dispozitive este cu un ordin de mărime mai mic decât cele care funcționează pe pilele de combustibil.
În acest moment, este greu de spus care dintre cele două tehnologii cu hidrogen va câștiga. Fiecare are propriile sale argumente pro și contra. În orice caz, lucrul în această direcție nu se oprește. Prin urmare, este foarte posibil ca până în 2030 o mașină alimentată cu hidrogen să poată fi cumpărată de la orice reprezentanță auto.
Principiul de funcționare
Motorul cu hidrogen funcționează pe principiul electrolizei. Acest proces are loc în apă sub influența unui catalizator special. Ca urmare, hidrogenul este eliberat. Formula sa chimică este următoarea - NNO. Gazul nu este exploziv.
Important! În recipientele speciale, gazul este amestecat cu un amestec combustibil-aer.
Generatorul include un electrolizator și un rezervor. Modulatorul de curent este responsabil pentru procesul de generare a gazului. Pentru cele mai bune rezultate, este instalat un optimizator în motoarele cu injecție de hidrogen. Acest dispozitiv este responsabil pentru reglarea raportului aer / combustibil și a gazului Brown.
Caracteristicile catalizatorului
Catalizatorii utilizați pentru a crea reacția dorită într-un motor cu hidrogen pot fi de trei tipuri:
- Borcane cilindrice. Acesta este cel mai simplu design care funcționează pe un sistem de control destul de primitiv. Performanța unui motor cu hidrogen care funcționează cu acest catalizator nu depășește 0,7 litri de gaz pe minut. Astfel de sisteme pot fi utilizate pe mașini cu un motor cu hidrogen de până la un litru și jumătate. Creșterea numărului de cutii vă permite să depășiți această limită.
- Celulele separate. Se consideră că acest tip de catalizator este cel mai eficient. Productivitatea sistemului este mai mare de doi litri de gaz pe minut, eficiența este maximă.
- Plăci deschise sau catalizator uscat. Acest sistem este conceput pentru funcționarea pe termen lung. Productivitatea variază de la unu la doi litri de gaz pe minut. Poziția deschisă oferă o eficiență maximă de răcire.
Eficiența motoarelor cu hidrogen crește în fiecare an. Dispozitivele hibride care funcționează pe hidrogen și benzină încep acum să fie puse în funcțiune. La rândul lor, designerii continuă să caute cel mai eficient model de catalizator care să ofere performanțe și mai mari.
Motor cu hidrogen DIY
Generator
Pentru a crea un motor eficient cu hidrogen pentru mașina dvs., trebuie să începeți cu un generator. Cel mai simplu generator de casă este un recipient sigilat cu un lichid în care sunt cufundați electrozii. O sursă de alimentare de 12V este suficientă pentru un astfel de dispozitiv.
Fitingul este instalat pe capacul structurii. Îndepărtează un amestec de hidrogen și oxigen. De fapt, aceasta este baza generatorului pentru motorul cu hidrogen, care este conectat la motorul cu ardere internă.
Pentru a crea un sistem complet, veți avea nevoie, de asemenea, de stocare suplimentară și baterie. Cel mai bine este să folosiți un filtru de apă ca carcasă sau puteți cumpăra o instalație specială. În acesta din urmă, se utilizează electrozi cilindrici cu productivitate crescută.
După cum puteți vedea, nu este atât de dificil să izolați gazul potrivit pentru reacție. Este mult mai dificil să-l producem în cantitatea necesară pentru un motor cu hidrogen. Pentru a crește eficiența, este necesar să utilizați electrozi de cupru. În cazuri extreme, oțelul inoxidabil este, de asemenea, potrivit.
În timpul reacției, curentul trebuie alimentat cu puteri diferite. Prin urmare, nu puteți face fără o unitate electronică. În plus, trebuie să existe întotdeauna o anumită cantitate de apă în rezervor pentru ca reacția să aibă loc în condiții normale. Sistemul automat de machiaj într-un motor cu hidrogen rezolvă această problemă. Intensitatea electrolizei asigură o cantitate suficientă de sare.
Important! Dacă apa este distilată, nu va exista deloc electroliză.
Pentru a face apă pentru un motor cu hidrogen, trebuie să luați 10 litri de lichid și să adăugați o lingură de hidroxid.
Dispozitiv cu motor cu hidrogen
În primul rând, trebuie să aveți grijă de rezervoare și conducte suplimentare. Motorul cu hidrogen are nevoie de un senzor de nivel al apei care este instalat în mijlocul capacului. Acest lucru va preveni declanșarea falsă atunci când vă deplasați în sus și în jos. El este cel care va da comanda sistemului automat de machiaj atunci când este nevoie.
Senzorul de presiune joacă un rol special. Se aprinde la 40 psi. De îndată ce presiunea internă atinge 45 psi, pompa este oprită. Peste 50 psi siguranța se va declanșa.
Siguranța pentru un motor cu hidrogen trebuie să fie compusă din două părți: o supapă de eliberare de urgență și un disc de rupere. Discul de rupere este activat când presiunea atinge 60 psi fără a provoca daune sistemului.
Folosiți cea mai rece lumânare pentru a îndepărta căldura. Dopurile cu vârfuri de platină nu sunt potrivite. Platina este un catalizator excelent pentru reacția hidrogenului și a oxigenului.
Important! Acordați o atenție deosebită creării ventilării carterului pentru motorul cu hidrogen.
Piesă electrică
Cronometrul 555 joacă un rol important în circuitul electric al motorului cu hidrogen și acționează ca un generator de impulsuri. Mai mult, poate fi folosit pentru a regla frecvența și lățimea impulsului.
Important! Cronometrul are trei intervale de frecvență. Rezistența rezistenței în limita a 100 ohmi. Conexiunea are loc în paralel.
Placa motorului cu hidrogen trebuie să aibă două temporizatoare de impulsuri 555. Primul trebuie să aibă condensatori mai mari. Ieșirea din etapa 3 merge la al doilea generator. El îl include de fapt.
A treia ieșire a celui de-al doilea cronometru al generatorului de impulsuri de hidrogen este conectată la rezistențe de 220 și 820 Ohm. Tranzistorul amplifică curentul la valoarea dorită. Dioda 1N4007 este responsabilă pentru protecția acesteia. Acest lucru asigură funcționarea normală a întregului sistem.
Rezultat
Acum, motorul cu hidrogen nu mai este un rezultat al imaginației oamenilor de știință, ci o dezvoltare foarte reală care poate fi realizată independent. Desigur, în ceea ce privește caracteristicile, o astfel de unitate va fi inferioară modelului din fabrică. Dar economiile pentru motorul cu ardere internă vor fi încă vizibile.
Motoarele cu hidrogen nu numai că ajută la reducerea consumului de benzină, dar sunt, de asemenea, complet sigure pentru mediu. De aceea, deja în primul trimestru, vânzările mașinii cu hidrogen ale mărcii Toyota au doborât toate recordurile în Japonia.