- Яким чином використовується водень
- Водневі двигуни внутрішнього згоряння
- Агрегати, що працюють від водневих батарей
- Водневий двигун своїми руками
- Пристрій водневого двигуна
- електрична частина
- Автомобілі на водні
- Honda FCX
- Mercedes F-Cell
- BMW Hydrogen 7
- висновок
Наша сеть партнеров Banwar
Проблема вичерпання запасів природних ресурсів стала актуальною як ніколи. Кількість автомобілів постійно зростає, а разом з тим і споживання нафти. Це означає, що якщо ця діяльність буде і далі зростати, то скоро всі світові запаси нафти будуть вичерпані. Саме це наштовхнуло інженерів усього світу вирішити проблему шляхом винаходу автомобільних двигунів, які можуть працювати без споживання нафтових ресурсів. В якості альтернативи виступають автомобільні двигуни на водневому паливі.
Яким чином використовується водень
Якщо брати до уваги всі існуючі вимоги до альтернативних видів палива, то водневе є найоптимальнішим джерелом енергії. При отриманні його за допомогою води, можна сподіватися в його невичерпність. Крім того, водневе паливо не приносить шкоди навколишньому середовищу.
Вже існує невелика кількість автомобілів з двигунами на водневому паливі, але масовості ще немає. Хоча з часом це планується.
За основу роботи автомобільного двигуна на водневому паливі береться реакція молекул води, тобто їх розподіл на кисневі і водневі складові. У наш час на основі даної реакції працюють два напрямки:
Водневі двигуни внутрішнього згоряння
Щодо цього є свої певні нюанси. Під час роботи відбувається розжарювання до високих температур і відповідно стиск, яке, в свою чергу, викликає реакцію газу з усіма металевими деталями механізму, а також з мастильними речовинами. Якщо відбувається навіть невелика його витік, можлива контактна реакція з гарячим колектором, в результаті чого виникає полум'я. Для забезпечення безпеки рекомендується використання роторного мотора. Оскільки між колекторами є певна відстань.
Принципи роботи системи запалювання в автомобільних двигунах на водневому паливі теж зазнають деяких змін. Між роботою автомобільного двигуна з внутрішнім типом згоряння і роботою електродвигуна на основі водневих компонентів є відмінність по ККД. Але всі недоліки цілком можливо виправити в майбутньому, оскільки це новий винахід.
Агрегати, що працюють від водневих батарей
В основі роботи таких агрегатів лежать властивості електромагнітної індукції. Цей принцип також використовується при функціонуванні акумуляторів зі свинцю. Відсоток ККД дорівнює 45.
Здійснити прохід через структуру мембрани під силу протонам. Дана мембрана розділяє собою заряди електродів. Таким чином, водень подається на анод, а кисень в свою чергу на катод. Що проходять через структуру мембрани протони рухаються в бік катода, в результаті чого відбувається реакція. Згодом відбувається утворення рідини і електричного струму. Електрика біжить по дротах до електромотора і, таким чином, живить автомобільний двигун енергією.
Водневий двигун своїми руками
Генератор
Для того, щоб сконструювати потужний автомобільний двигун, що працює на водневому паливі, необхідно почати свою роботу з генератора. Ємність, яка є повністю герметичним, з рідиною і зануреними в неї електродами, і є тим найпростішим генератором. Для функціонування цього механізму необхідне джерело з напругою в 12 В.
Суміш водню з киснем відводиться через спеціальний штуцер, який розташований на кришці саморобної конструкції. Це є основою роботи генератора для мотора на водневому паливі.
Повноцінна робота системи неможлива без спеціального накопичувача і батареї. Під корпус можна взяти водопровідний фільтр або ж придбати спеціальну установку. У спеціальній установки є одна вагома перевага, вони обладнані електродами, що володіють високою продуктивністю.
В освіті потрібного газу немає ніяких великих труднощів - все досить просто. Труднощі стосуються кількості газу, досить важко зробити його в потрібній кількості. Збільшити ступінь ефективності можна за рахунок мідних електродів. Також використовують електроди з нержавіючої сталі, але вони менш продуктивні.
Ще знадобиться електронний блок, який стабілізує подачу струму, оскільки він має різну силу. Для нормальних умов реакції необхідний постійний рівень води в ємності. Тому варто зробити автоматичну подачу рідини. Завдяки інтенсивності реакції електролізу сіль виділяється в достатній кількості.
Важливо! Необхідно відзначити, що протікання реакції електролізу можливо тільки в дистильованої воді.
Для мотора на водневому паливі готується спеціальна вода в кількості 10 літрів, в яку додається гідроксид в кількості 50 грам.
Пристрій водневого двигуна
Для роботи мотора на водневому паливі знадобляться запасні ємності і відвідна система. Крім цього потрібно вмонтувати спеціальний прилад контролю рівня рідини.
Порада! Щоб уникнути помилкової реакції потрібно встановити його всередині корпусу. Датчик буде подавати командні імпульси, які забезпечать автоматичну підживлення.
Важливе значення має датчик тиску. Його включення відбувається на позначці в 40 psi. У момент, коли тиск підвищиться і досягне позначки 45 psi, відбувається відключення підкачки. У разі перевищення тиску вище позначки 50 psi, спрацьовує встановлений запобіжник.
Для установки на автомобільний двигун з водневим типом палива використовують запобіжник, що складається з вентиля, призначеного для аварійної відкачки і розривного диска. Активізація розривного диска відбувається у разі, коли тиск досягне показника 60 psi. Відведення тепла здійснюється за допомогою холодної свічки.
електрична частина
Регуляцію частоти і ширини імпульсу в моторі на водневому паливі здійснює лічильник, який працює за принципом генератора імпульсного плану.
Плата мотора оснащується двома імпульсними датчиками. Близький повинен бути обладнаний великим конденсатором. Робота другого починається за допомогою виходу з контакту № 3.
Розташований на лічильнику останній вихід з'єднаний з комутаторами, що мають опір 220 і 820 Ом. Збільшення струму до необхідного рівня відбувається за рахунок транзистора. Вся відповідальність захисту лежить на діоді 1N4007. Що дозволяє надати процесам системи стабільність.
Автомобілі на водні
Людям глибоко зацікавилися ідеєю автомобільних двигунів на водневому паливі або двигунів з гібридною системою, лідери авторинку можуть запропонувати деякі варіанти автомобілів, які працюють за подібними схемами. У даній сфері помітно досягли успіху такі концерни як Daimler, Honda, Shanghai, VW. Вони випустили на ринок автомобілі з водневим типом палива, які гідно представили роботу своїх інженерів.
Honda FCX
Робота даного автомобіля грунтується на водневої системі. Він здатний досягати швидкості рівній 160 км / год. Однією водневої заправки вистачає для того, щоб автомобіль подолав шлях в 500 км. Обсяг бака дозволяє заправити 5 кілограм водню в зрідженому вигляді. З кожним днем інтерес автолюбителів до даної моделі автомобіля зростає.
Mercedes F-Cell
Даний автомобіль належить до серії «B-class» і оснащений електромотором на водневому паливі, який збільшив свою потужність на 115 к.с. Однієї заправки досить для того, щоб автомобіль подолав відстань в 400 кілометрів. На даний момент автомобіль Mercedes F-Cell не порадував публіку своєю появою, і зараз інженери працюють над його вдосконаленням.
BMW Hydrogen 7
Це ще один представник «семерочной» лінійки автоконцерну BMW. Він володіє ДВС гібридного типу. Джерелами енергії є водень і бензин. Двигун на водневому паливі системи Hydrogen змусив своїх винахідників витрать над його створенням близько 20 років. Цей автомобіль досягає позначки спідометра в 100 км / год всього за 9,5 секунд.
висновок
Стурбованість світового співтовариства можливою появою дефіциту запасів нафти, привело до пошуків нових технологічних рішень, які стали б гідною альтернативою. Саме так виникла ідея розробки автомобільного двигуна, який зміг працювати на водневому паливі. Поки вона не встигла досягти широкого поширення, але інтерес до такої новинці з кожним днем зростає з позитивною динамікою.
Водневі паливні елементи. Як це зроблено: