материали Обслужване на леки автомобили (3) - книга, страница 21

Използване на течен водород, може да доведе до деградация на някои структурни материали, поради появата на тяхната висока крехкост при много ниска температура. Гумена топка след потапяне в течен водород при падане е счупен, като стъкло.

издръжливост, удължаване и свиване се намаляват при ниски температури на метали и сплави, но якостни характеристики са склонни да се увеличи. За контакт с течен водород, се препоръчва да се използват стоманени класове никел-хром 18Cr10NiTi OH18N12B и H14G14N3T. Медни сплави могат да се използват медни класове L-62, LS 69-1, LV MC 01/01/59, както и бронз - olovyannofosforistuyu Br. PF 10-1, берилий Br. B2 и алуминиев бронз. Въпреки това, най-добрите структурни материали за контакт с разтопени алуминиеви сплави са водород AMC, AMG AMG-5В и сътр. [11].

Водороден газ има висока дифузия способност срещу газове. Водородът е в състояние да проникне в метал кристалната решетка. Това явление се нарича "водород абсорбция" и се използва за натрупване на водород. дълбочина на проникване водород е различен за различните метали и може да се намали чрез подходяща обработка, запечатване на кристалната решетка.

Водородът-въздушна смес, характеризираща се с широка област на запалване (4-75% обемни) и взривното вещество (18,3-74% по обем). Така водород е лесно запалим и експлозивен газ. температура водород запалване доста висок (590 ° С), е силно летлив и бързо се диспергира, така че общата безопасност е приблизително равна на природен газ.

Като моторно гориво, водород има най-високите енергийни масови индексите наред с други горива. Калоричността на изгаряне на водород е 120 MJ / кг. По този начин, масата на водород енергоемкостта превъзхождат конвенционалните въглеводородни горива за около 2.5-3, алкохоли - в 5-6 пъти. Въпреки това, водород е с много ниска плътност, дори и в течна форма.

Мас калоричност водород - въздушни смеси също надвишава останалите калоричност горива и е 3,3 MJ / кг. Енергия водород запалване е много ниска - около 70 пъти по-малка от тази на метана, и скоростта на разпространение на предната пламък в горивната камера при приблизително три пъти по-висока, отколкото в benzovozdushnoy смес.

С въздух, водород се запалва стабилно в широк концентрационен обхват - до. Това дава възможност на водород двигателя при всички скорости в широк диапазон на сместа състави: от до. В тази връзка, мощността на двигателя може да варира в качеството на регулиране, по този начин неговата ефективност при частично натоварване се увеличава с 25-50% [11].

Въпреки това, ако максималната стойност на ефективната ефективността на двигателя при работа на по-висока, отколкото водород, когато работи на бензин, на ефективната мощност намалява значително. Това се дължи на много ниска плътност на водород, който намалява пълнене на бутилки с гориво. Например, за да се осигури водороден газ в цилиндъра да заема почти 30%, а като бензин изпарения заемат само 2-4%. Като цяло, превод двигателя водород гориво причинява намаляване на средната мощност на 20-25%. Освен това, по-високи температурни резултати режим горене в увеличение на азотни оксиди в отработените газове.

Използването на водород като гориво, с висока реактивност, в някои случаи води до обратния ретроспективни в всмукателния колектор, и преждевременна запалване на смеси твърди изгаряне на горивото. Необходимо да се промени системата на двигателя гориво.

Понастоящем за подаване на водород в цилиндрите на двигателя се използват следните методи:

- входящ отвор в тръбопровода за вход;

- използване на модифициран карбуратор сгъстен газ

- индивидуално дозирани доставка на водород към входния клапан;

- директна доставка на водород под високо налягане в горивната камера.

Всички тези методи изисква съществено изменение на системата на двигателя гориво.

Възможно да се използва водород като допълнително гориво за бензинови двигатели. С минимални изменения, засягащи главно системата за захранване, е възможно да се постигне значително увеличение в икономията на гориво (намаляване на разхода на гориво с 35-40% [7]), и намаляване на изгорелите газове токсичност. Има два възможни начина:

- постоянна доставка на водород в постоянно количество чрез измерване шайбата - методът е много проста, но при ниски скорости колянови настъпва pereobogaschenie водород смес, което води до увеличаване на емисиите на NOx;

Най-голямата трудност при използването на водорода като гориво причина издава своите резерви за съхранение в превозното средство. В момента трите начина на съхранение:

- сгъстен газ;

- в течно състояние;

- използва хидрид батерия като "хидрогенирани" метали.

Помислете за тези методи в по-големи подробности.

1. водород като сгъстен газ, като същевременно се гарантира адекватно снабдяване на удар, като се вземе предвид много ниска плътност на водород трябва да се съхранява под високо налягане. Това изисква солидни дебелостенна кораби с голяма маса. Освен необходимостта да побере наличност на цилиндъра значително намалява теглото на товара на превозното средство, както и изисква намаляване стъпаловидна налягане.

2. Когато водородът се съхранява в течно състояние значително подобрени обем масови параметри на горивната система. Но в този случай основният проблем - да се гарантира поддържането на ниска температура на резервоара за гориво. Основната роля играе тук от топлоизолацията на резервоара. Течен водород обикновено се транспортират и съхраняват в криогенни резервоари с двойни стени, между които кухината е запълнена с изолация. Най-ефективният многослойна изолация, съставен от редуващи се слоеве от изолиращ и екраниране материали. Тъй като екраниране материал обикновено се използва алуминиево фолио и се използва за топлоизолация на фибростъкло, стъкло хартия и други. При налягане от 1.33 Pa изолационен пространство като изолация практически не предава топлината, при което загубите от изпарението в обема на резервоара 100 м 3 не надвишава 0 25% на ден. И ако се съхраняват в стационарни резервоари - 10% годишно. Създадена криогенни резервоари за превозни средства с изтичане на течен водород, е по-малко от 1% на ден [11].

Тестове, проведени на колата "Датсун B-210" с двигател

V = 1,4 и л, следните резултати:

- масата на криогенно резервоар - 120 кг;

- резервоар капацитет - 230 л;

- температура на водорода инжектира на входа - минус 130 ° С;

- общата маса на системата мощност - 150 кг;

- консумация на водород като се вземат предвид загубите по време на пълнене и съхранение - 25 литра на 100 km;

- с мощност резерв в размер на 1 бензиностанция - 1000 km;

- разходи от превода на бензин - 5.7-6.5 л / 100 км.

3. Най-голям практически интерес е натрупването на водород в метални хидриди, т. Е. насищане на кристалната решетка на метали с водород, последвано от отделяне на водороден газ при подходящи условия.

За зареждане на батерията чрез компонент метален хидрид на водород се прекарва под ниско налягане и едновременно загряване dissipatable. Процесът на зареждане може да се повтори няколко хиляди пъти, без влошаване на консумацията на енергия на батерията. Охлаждането се провежда обикновено със студена вода от чешмата.

Премахване на водород от хидрид акумулатора, когато нагряването хидриди. За тази цел може да се използва топлината на охлаждащата течност или отработените газове. В случай на авария и повреда на батерията външна обвивка хидрид започва изпаряване на водород, което бързо намалява температурата на хидрид и отделянето на газ престане. Поради това, в много отношения безопасно водороден хидрид резервоар батерия с бензин.

Въпреки високата плътност на метален хидрид, общото тегло на системите за гориво хидрид и течност-водородни са сравними поради големия масата на криогенни резервоари.

Превозно средство с двигател с вътрешно горене и изолатор хидрид-ACCUM разполага с голяма маса и по-малък резерв мощност, в сравнение с работещ автомобил на бензин, но превъзхожда тези електрически параметри. В градска среда, колата с хидрид батерия е напълно конкурентен на конвенционалните автомобили и електрически автомобили. За изменение на двигателя трябва да бъде малко увеличение на компресия, замяната на системата за подаване на гориво и времето на запалване приблизително 10 ° Г.М.Т.. намаляване мощност, въртящ момент намаляване и увеличаване на масата на превозното средство изисква модификация на крайния устройство. Малко вече изисква зареждане хидрид батерията в сравнение с бензин зареждане. Така хидрид капацитета на батерията от 65 литра, съдържащ 200 кг гранулирана желязо-титанова сплав абсорбира при пълно зареждане 50 m 3 на водород. При охлаждане с чешмяна вода пълно зареждане време е 45 минути, с първите 10 минути се зарежда 75% от капацитета. При загряване на горещ топлоносител и температурата на околната среда от минус 20 ° С при налягане на водород в акумулатора по-голямо от 0,1 МРа.

5.4. Амоняк като гориво за двигатели с вътрешно горене

Амоняк привлича вниманието като гориво поради ниската си цена, практически неограничен източник на суровини и наличността. При пълно изгаряне на амоняк се образува само един вреден компонент - NOx. Освен това, в малки количества, тъй като температурата на горене на амоняк-въздушната смес е относително ниска. Той може да се получи от амоняк водород. Доставка на гориво може да се съхранява при по-високи температури - при налягане от 0.6-0.7 МРа е втечнен амоняк. Точка на кипене - минус 33,4 ° С

Амоняк във връзка с вода (NH4 OH) има алкални свойства, разяждат повечето цветни метали и техните сплави. Въглеродна стомана е стабилна, и се използва като структурни материали. Както уплътнението материали, използвани флуорните и някои гумени печати. Повечето смазочни масла почти не променят свойствата си при контакт с амоняк, има леко колебание на вискозитета и намаляване на ефективността на антиоксидантни добавки.

По време на горене в цилиндрите характеризират с висока амоняк изпарят зададена запалване (искра изисква енергийно ниво високо запалване), както и бавен горене, причинени от ниска температура на пламъка (1955 ºK в сравнение с 2336, когато ºK бензин). Няма значителен ефект, дори и значително повишаване на степен на сгъстяване. Както може да се използват Усилватели на запалване: