Водневий двигун для автомобіляопис, переваги, принцип роботи

Актуальність питання про заміну нафтопродуктів більш рентабельним і екологічно чистим варіантом з кожним днем тільки прогресує. Сьогодні кращі уми планети намагаються її вирішити. І багато вже зроблено. Лідируючої альтернативою споживачам нафти є водневий двигун.


Технологии не стоят на месте и водородный двигатель вполне может заменить современные бензиновые агрегаты

Технології не стоять на місці і водневий двигун цілком може замінити сучасні бензинові агрегати


Зміст

  • Що таке водень, як використовувати
  • Водневі двигуни внутрішнього згоряння
  • Агрегати, що працюють від батарей водневих
  • Про вигоди застосування
  • Вигідні аспекти
  • Доведення до досконалості
  • Екскурс з історії

Що таке водень, як використовувати

При всебічному розгляді водень найбільш відповідає сьогоднішнім вимогам до дає енергію джерел. Не забруднює навколишнє середовище і практично нескінченний, якщо отримувати його зі звичайної води.

Є вже і автомобілі, що працюють на такому летючого речовині, як водень. Зрозуміло, що до масового переходу на цей газ замість бензину ще далеко. Але тим не менше все до того йде.


Принцип работы топливного элемента

В основі використовується реакція розпаду молекул води на кисневі і водневі атоми. На сьогодні застосування цієї реакції розвивається за двома напрямками:

  • використовують у своїй роботі водень двигуни внутрішнього згоряння;
  • водневі паливні елементи, що живлять електродвигун.

Розглянемо кожне з них окремо.


Водневі двигуни внутрішнього згоряння

Тут кілька нюансів. Значний нагрівання і стиснення змушують газ реагувати з металевими складовими агрегату і мастильної рідиною. А при витоку, контактуючи з розжареним випускним колектором, звичайно, він запалюється. Враховуючи це, потрібно використовувати роторні мотори, у яких випускний колектор на пристойній відстані від впускного. Що знижує вірогідність займання.

Також система запалювання потребує деяких змін. І агрегат на водні з внутрішнім згорянням поступається за ККД електродвигуна на водневих елементах. Але все це вже розробляється досить довго, тому не далекий той день.

Автомобиль BMW 750hL

Ось приклад — BMW 750hL, автомобіль з водневим двигуном. Зійшов з конвеєрної стрічки маленьким тиражем. Під капотом двигун на дванадцять циліндрів. Паливом йому служить заміс з кисню і водню, за складом ідентичний ракетного пального. Машина може набрати максимум 140 км/ч. Газове асорті, зріджено-охолоджене, міститься в додатковому баку. Його об'єму достатньо для покриття трьохсот кілометрів, а якщо по дорозі суміш закінчилася, мотор починає споживати чистий бензин з основного бака автоматом. Вартість авто не перевищує цін на машини такої ж категорії, але з карбюраторним двигуном — близько 90 тис. $.

Агрегати, що працюють від батарей водневих

Тут принцип роботи водневого двигуна — електроліз. Той же, що у свинцевих акумуляторів. Тільки ККД становить 45%.

Через мембрану такий «батарейки» можуть пройти тільки протони. Електроди різних полюсів розділені цією мембраною. До анода подається водень, на катод — кисень. Каталізатор, що покриває їх (це платина), змушує втрачати електрони. Катод притягує протони, пропущені мембраною, і вони починають реагувати на електрони, підсумок реакції утворення води й електричного струму. Від анода електрику за допомогою проводів надходить вже до електромотору, тобто живить його.

Устройство автомобиля на водороде

Агрегати, що живиться від батарей водневих, з робочими назвами «Антэл-1» і «Антэл-2», вже працюють на вітчизняних авто «Нива» та «Лада» в якості концепту. Перша силова установка долає двісті тисяч метрів за один «повний бак», друга триста.

Про вигоди застосування

У водневого карбюраторного мотора пальне тільки збагачується газовою сумішшю на 10%, але це на 30-50% знижує витрату самого пального. Виходить, що на тому ж обсязі палива ви будете проїжджати, наприклад, не сто п'ятдесят, двісті верст.

Ось які переваги водневого двигуна вже сьогодні. А в майбутньому застосування цього чудесного газу, як рушійної сили для автомобіля, відкриває найширший ряд вигідних аспектів.


Для получения энергии нужна будет только вода

Для отримання енергії потрібна буде тільки вода


Вигідні аспекти

  • безкоштовне сировина — вода, з якої газ можна брати нескінченно;
  • під час реакції одержувані речовини шкоди екології не доставляють;
  • завдяки реактивному згорянню ККД даного агрегату на порядок вище карбюраторного;
  • колосальна горючість газу дозволяє силовій установці безперебійно працювати при будь-яких атмосферних показниках як мінусових, так і плюсових;
  • детонація при згорянні водневої суміші в рази нижче, ніж у бензину, що знижує шуми і вібрацію при роботі агрегату;
  • тут не потрібно складних систем трансмісії, охолодження і змащення, значить, підвищується простота обслуговування завдяки зменшенню числа деталей.

Доведення до досконалості

Щоб двигун на водневих елементах працював у постійному режимі, крім іншого, йому потрібні об'ємні акумулятори та перетворювачі. А в тому вигляді, в якому вони доступні зараз, використовується занадто багато місця для них. Тут при виготовленні потрібен принципово новий підхід.

Паливні елементи ще занадто дорогі. Поки тільки ведеться пошук альтернативних матеріалів для їх виробництва.

Не доопрацьована пожежобезпечність силової установки. І питання ємностей для водню залишається відкритим. Сам пристрій водневого двигуна, можна сказати, ще тільки набуває майбутні риси.

Екскурс з історії

Примітно, що водневий двигун було винайдено набагато раніше бензинового. Але розвиток отримав чому-то другий. Побудований у Франції ще в 1806 році вченим Франсуа Ісааком де Ріваз агрегат вже тоді працював від гідролізу води. А бензин для ДВЗ стали застосовувати тільки в 1870.

Відео про використання водню в якості палива для авто:

У часи, не такі далекі, а саме у Велику Вітчизняну війну, є свідчення ще одного вдалого використання водню як джерела отримання енергії. У Ленінграді в блокаду бензину катастрофічно не вистачало. Тому було вирішено для роботи аеростатів загородження і призводять лебідок використовувати водень, якого було достатньо. І це зіграло важливу роль по захисту міста.

Ось така альтернатива нафтопродуктів є у людства сьогодні. І робота в цьому напрямку ведеться все інтенсивніше. Про те, як працює водневий двигун зараз і як він буде працювати завтра, можна говорити лише в загальних рисах. Ясно одне — за воднем майбутнє нашої планети.

Якщо є чим доповнити, коментарі чекають вас внизу.





Історія автомобілів


Рекомендуємо переглянути
Залишити коментар
Ім'я:*
Коментар:
Напівжирний Нахилений текст Підкреслений текст Перекреслений текст | Вирівнювання по лівому краю По центру Вирівнювання по правому краю | Вставка смайликів Вибір кольору | Прихований текст Вставка цитати Перетворити вибраний текст з транслітерації в кирилицю Вставка спойлера
Введіть код: *