+7 (495) 332-37-90Москва и область +7 (812) 449-45-96 Доб. 640Санкт-Петербург и область

Двигатель на водородном топливе

Двигатель на водородном топливе

Скоро на этот адрес придет письмо. Подтвердите подписку, если всё в силе. А если по сути — основное преимущество электромобиля на водороде — быстрая зарядка. И это преимущество сейчас стремительно уходит в прошлое по мере того, как увеличивается мощность быстрых зарядных станций и появляются электромобили, способные ее безболезненно переваривать. По ресурсу вообще не понял — в водородной топливной ячейке всегда была проблема с ресурсом катализатора и мембраны. Ее пофиксили?

Дорогие читатели! Наши статьи рассказывают о типовых способах решения юридических вопросов, но каждый случай носит уникальный характер.

Если вы хотите узнать, как решить именно Вашу проблему - обращайтесь в форму онлайн-консультанта справа или звоните по телефонам, представленным на сайте. Это быстро и бесплатно!

Содержание:

Одним из решений является применение водородного двигателя, отличающегося меньшей токсичностью и большим КПД. Главное то, что запас сырья для производства горючего почти неограничен.

Водородный двигатель для автомобиля, как избавиться от нефтяной зависимости

Когда речь заходит об использовании водорода на транспорте, то, прежде всего, вспоминается двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде и механическая или гидромеханическая передача крутящего момента на ведущие колеса. Это направление интересно и, безусловно, буде развиваться в ближайшее время. Но чисто электрический привод колес более перспективен. И не случайно в мире все больше выпускается электромобилей. К сожалению, пробег автомобиля на одном заряде ограничен.

Стало популярно применять гибриды с использованием электропривода от аккумуляторных батарей и двигателем внутреннего сгорания ДВС. Но можно ли создать гибрид без использования ДВС? Можно, если электрическую энергию расходовать не только из аккумуляторных батарей, а и получать напрямую из топлива, например, водорода.

Для этого используются топливные элементы. И таких автомобилей разрабатывается все больше. Концепт A7 h-tron - это два электродвигателя, размещенные на передней и задней осях; между ними нет механической связи, и они управляют обеими осями независимо друг от друга - приводятся в действие все четыре колеса - привод Audi Quattro. Суммарная мощность автомобиля составляет л. Топливный элемент в A7 устанавливается вместо обычного двигателя и содержит более отдельных элементов, образующих батарею.

Сама ячейка состоит из полимерной мембраны, и на обеих сторонах этой мембраны находится катализатор на основе платины.

Авто использует электропривод с водородным топливным элементом в качестве источника энергии в сочетании с гибридной батареей и дополнительным электродвигателем на задней оси. Полная зарядка литиевых батарей при отключении водородных топливных элементов позволит проехать еще полсотни километров. Наиболее экологически чистый способ получения водорода состоит в электролизе воды.

В результате электрохимических реакций получается водород и кислород. Проблема этого способа состоит в энергоемкости. Необходимо большое количество электроэнергии. И здесь будущее за использованием ВИЭ. По мере удешевления производства, например, электроэнергии солнечных элементов электролиз воды для получения водорода вполне может конкурировать с химическими способами получения водорода из газа.

Хотя водород горюч и должен содержаться под высоким давлением инженерами уже решены эти проблемы. Зато загрузка водорода под давлением в автомобильный топливный элемент занимает считанные минуты в отличие от зарядки нынешних аккумуляторов. Преимущества водородных топливных элементов настолько очевидны, что автомобильный транспорт уже в ближайшие годы начнет переход на них.

Современный водородный автомобиль представляет разновидность электромобиля, так как движение осуществляет электрический двигатель. В водородном топливном элементе производится электроэнергия, которая направляется в буферный аккумулятор, а затем после преобразования инвертором в переменный ток и повышения напряжения подается на зажимы электродвигателя. При этом буферный аккумулятор по сравнению с электромобилем значительно меньшей емкости и габаритов, так как он не является главным источником энергии.

Что касается емкости заряда аккумулятора, Audi A7 Sportback h-tron quattro проезжает до 50 километров 31,1 мили. Аккумулятор в задней части гибридного модуля может быть свинцово-кислотным. Аккумулятор работает на уровне напряжения, отличном от уровня топливного элемента. Этот трехпортовый конвертер находится за стеком.

Во многих рабочих состояниях он выравнивает напряжение, позволяя электродвигателям работать с максимальной эффективностью 95 процентов.

Силовая электроника в передней и задней части автомобиля преобразует постоянный ток от топливного элемента и батареи в переменный ток для электродвигателей для привода переднего и заднего мостов отдельно. Два электродвигателя, каждый из которых имеет мощность 85 кВт или даже кратковременно до кВт, если напряжение временно повышается.

Корпуса электродвигателей включают планетарные зубчатые передачи с передаточным отношение 7,6: 1. Водород из резервуара подается на анод положительно заряженный электрод , затем он разбивается на электроны и протоны. Разделенные электроны подают электроэнергию, отдельная ячейка обеспечивает напряжение в пределах 0,,8 вольт. Между тем, протоны устремляются к катоду, реагируя с воздухом кислородом с образованием водяного пара. Турбокомпрессор - нагнетает воздух в топливный элемент, а вентилятор выталкивает неиспользованный водород обратно на анод.

Топливный элемент работает в диапазоне напряжений от до вольт. Турбокомпрессор, вентилятор и насос охлаждающей жидкости используют электричество от топливного элемента.

Результатом реакции является вода и энергия. Сам топливный элемент Audi содержит более отдельных ячеек, ядро каждой из которых представляет собой полимерную мембрану. Катализатор по обе стороны мембраны создан на основе платины. Напряжение составляет от до вольт. Получаемая энергия запасается в литиево-ионном аккумуляторе. Заправка водородом занимает около трех минут, как и в случае с авто с двигателем внутреннего сгорания. После отключения топливного элемента он позволит проехать 50 километров на полном заряде.

Топливный элемент на водороде напоминает традиционный гальванический элемент, но с существенной разницей. Вещество для реакции не хранится в элементе, а постоянно поставляется извне. Просачиваясь через пористый анод, водород теряет электроны, которые уходят в электрическую цепь, а сквозь мембрану проходят катионы водорода.

Далее на катоде кислород ловит протон и внешний электрон, в результате чего образуется вода. Она же и выходит наружу в виде выхлопа. В Токио в конце сентября текущего года прошла встреча министров энергетики и руководителей энергетических структур из более чем 30 стран. На ней обсуждались перспективы водородных энергетических систем в мире на предстоящее десятилетие. В январе года по инициативе японских компаний Toyota Motor Corp. Переход на водород позволит значительно сократить выбросы СО2 в таких отраслях, как транспорт, химическая промышленность и металлургия.

Однако, такие революционные переходы влекут за собой коммерческие, финансовые и социальные изменения. Чаще всего сложные и местами весьма болезненные. Последние, во многом связаны с быстротой перемен и недостаточным временем на подготовку к ним. Благодаря новой системе топливных элементов, Hyundai Motor сумела всесторонне развить технологии предыдущей модели.

Электрический двигатель автомобиля имеет максимальную выходную мощность кВт л. Важной особенностью новой трансмиссии автомобиля, является возможность ее работы в условиях экстремальных температур окружающей среды.

Наряду с энергетическим преимуществом топливные водородные элементы обладают и экологическими. Разработчики водородного кроссовера Hyundai Nexo уверяют, что их авто не только не выбрасывает в атмосферу вредные вещества, но и очищает за час несколько десятков килограммов воздуха, которых может хватить более чем на 40 человек. К тому же водород является одним из наиболее распространенных элементов в природе, в отличие от основных элементов батарей для электрокаров - лития и кобальта, за которые компании уже ведут настоящие войны.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях. Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю! Наш магазин. Двигатель-гибрид: водородно-электрические секреты. Николай Макаренко. Предыдущая статья Оптимизировать крутящий момент и скорость. Интеллектуальное управление электродвигателем.

Следующая статья Высокотемпературные сверхпроводники и эра электросамолетов. Предоставлено SendPulse. Нравится 0. Подпишитесь на новости Оставьте ваш e-mail, чтобы узнать о новостях первым.

Написать комментарий. Отправить сообщение об ошибке? Комментарий дополнительно. Отправить Отмена.

Автомобили на водородном двигателе: пустая фантазия или недалекое будущее?

Водородный автомобиль считается самым экологичным транспортом наряду с электрокарами. А баллон водорода после использования оставляет после себя полведра чистой воды. Почему же автомобильные концерны неохотно переходят на этот альтернативный источник энергии? Вопрос в стоимости и производстве этого газа. В автомобилях с водородным двигателем применяются специальные топливные ячейки.

Самая известная модель — это Toyota Mirai. А вообще многие модели есть только в виде концепта, серийно пока выпускается немного экземпляров. Обещаю, будет интересно! Впервые двигатель внутреннего сгорания придумал Франсуа Исаак де Риваз в г. Этот изобретатель извлёк чистый водород при помощи такой технологии, как электролиз воды. Через пару лет изобретатель сконструировал передвижное устройство с настоящим водородным двигателем. Таким образом, первый водородный автомобиль появился гораздо раньше, чем думают многие.

Риваз и его машина. А самые первые водородные топливные элементы создал в году английский учёный Вильям Гроув. При помощи опыта он выявил, что при разложении воды на кислород и водород высвобождается энергия. В дальнейшем он создал водородные ячейки, которые стали называть Fuel Cell. Их можно было объединить для получения необходимого количества энергии для автомобиля.

Во время блокады Ленинграда был высокий дефицит бензина, а вот водорода было немало. Техник Б. Шелищ предложил вместо стандартного топлива применять смесь воздуха и водорода для двигателей. Первый водородный автомобиль на топливных ячейках создала компания General Motors в , и назывался он GM Electrovan. Гораздо позже, в х годах, одновременно во многих развитых странах Япония, США, Канада, Германия и СССР запустили эксперимент по созданию автомобилей, которые использовали в качестве топлива водород, а также его смеси с бензином и природным газом.

Фото GM Electrovan. После этих экспериментов в х годах крупные автоконцерны стали разрабатывать коммерческие автомобили на водородном двигателе. Самым продвинутым и популярным автомобилем стал Toyota Mirai, в котором находится многоячеистый топливный генератор. На данный момент создание автомобиля на водородном топливе — это дорогое удовольствие, поэтому многие производители ищут способы для снижения этих расходов.

Водородное топливо поставляется на заправки в газообразном или жидком состоянии. Водород в этом виде уменьшается в объёме более чем в раз.

Примерное время одной заправки составляет не более минут. Для сравнения — заправка бензином занимает примерно то же самое время. На чём ездит водородный автомобиль? На водороде — экологически чистом источнике энергии.

Например, Toyota Mirai за км пробега выделяет 5 л воды и больше ничего, никаких выбросов в атмосферу. Но, к сожалению, на Земле слишком не существует месторождений чистого водорода, а вот нефти и газа — хоть отбавляй. Зато водорода полным-полно в атмосфере, но в виде соединений, которые надо разрушить, чтобы извлечь желанный элемент. А для этого надо затратить немалую энергию, по сравнению с той, которую мы получим при прямом расходовании водорода.

Водород очень летуч, а также это легковоспламеняющийся газ, который хранить и перевозить следует предельно аккуратно. Сгорает он тоже довольно быстро. Когда на дорогах появится большое количество водородных автомобилей, то надо будет ввести новые меры безопасности.

Ведь при пробитии бака с водородом и наличием искр рядом газ может загореться. Поэтому в водородных автомобилях баки делают очень прочные, которые даже могут выдержать выстрел из крупнокалиберного пистолета. Поэтому при соблюдении правил безопасности, авто на водороде не опаснее бензиновых и дизельных моделей.

Этот вопрос не совсем правильный, поскольку автомобили на водородных ячейках и электробатарее считаются электромобилями. Всё зависит от того, чем заправляют машину — водородом или электричеством. Водород в автомобиле применяют в двух вариантах: сжигание топлива в цилиндрах или подзарядка топливных элементов. Главное отличие водородных топливных ячеек от батарей в том, что они служат очень много лет и не нуждаются в обслуживании. А батарея в электромобиле выходит из строя уже через 5 лет.

Как выглядит батарея в электрокаре. На холоде водородное транспортное средство включится без проблем, а аккумулятор электрического авто может полностью потерять заряд.

Стоимость электрокаров дешевле, чем водородного: Toyota Mirai стоит 57 тыс. Водородные машины заправляются за считанные минуты, а электрокары — пару часов. Теперь перейдём к устройству и принципу работы водородного авто, как он обеспечивает работу двигателя?

Не так давно, в году Тойота представила миру первый в мире серийный водородный автомобиль Mirai, который сам вырабатывает для себя электричество. В нём находится электрический двигатель, который имеет мощность л.

В Mirai находятся топливных элементов, постоянный ток которых преобразуется в переменный, а напряжение при этом повышается до В. Дополнительный аккумулятор собирает лишнюю энергию, который может при необходимости обеспечить питание небольшого дома. Запас хода этого автомобиля км, а по факту — примерно км. А как работает топливный элемент, простыми словами? Автомобиль заправляется водородом. Он смешивается с платиновым катализатором и кислородом в электрохимической системе.

В результате этой реакции вырабатывается электрический ток, который питает двигатель и аккумуляторную батарею. В результате реакции образуется вода или пар. А какое устройство и принцип работы водородного двигателя? Для работы применяют роторные ДВС, потому что стандартные поршневые двигатели быстро выходят из строя из-за влияния водорода на смазку и детали ДВС.

Из-за высокой разницы между бензином и водородом перевести обычный двигатель непросто, особенно если это делать своими руками. Водород при горении вызывает перегрев клапанов, масла, поршней. Если нагрузку сделать очень высокую, то возникает детонация.

Решили эту задачу заменой чистого водорода на его смесь с бензином. Подача газа уменьшается при повышении крутящего момента, чтобы предотвратить перегрев деталей силового агрегата. Здесь переключение между 2 типами топлива происходит автоматически. Но, несмотря на успешность эксперимента, всё равно имелись проблемы: сильно падала мощность авто, запаса водорода хватало всего на км, а также из-за наличия бензина автомобиль не был признан экологически чистым.

Зачем в водородных автомобилях платина? Этот дорогой металл использовался в качестве катализатора, цена которого очень высока, что не может не отражаться на стоимости автомобиля. Хотя американские учёные уже создали катализатор на основе углеродных трубок, который стоит в дешевле платины. Таким образом, механизм работы водородного автомобиля похож на работу электромобилей. Всё дело только в источнике энергии. К сожалению, заправочных водородных станций в мире совсем мало. В г. Кроме этого, существуют домашние и мобильные заправки.

Они могут производить около тонны чистого водорода в год. Этого вполне хватит для заправки нескольких автомобилей в день. Топливо производится при помощи гидролиза воды, установку запускают только ночью, чтобы не нагружать электрическую сеть. Заправка состоит из компрессора, диспенсера, системы очистки, электрического лизёра, система хранения водорода.

Топливо может производиться как при помощи электролиза воды, так и с помощью паровой конверсии метана. Для того, чтобы заменить большую сеть бензиновых заправок на водородные, понадобится примерно 1,5 трлн. А стоимость одной водородной станции обойдётся в млн.

Существует ли автомобиль на водородном топливе? Да, причём их количество не такое уж и малое. Расскажу про самые популярные модели. Автомобиль продавали в Японии и Калифорнии до года. Запас хода около км, что больше, чем у любого электрокара. Заправляется Honda Clarity за считанные минуты. Затем автоконцерн Honda выпустил конкурента Toyota Mirai, цена которого 72 тыс. На полной заправке можно было проехать до км.

Мотор имеет мощность л. Автомобиль 5-местный. Это японский автомобиль, который создали после несколько десятков лет разработок. Автомобиль сначала выпустили для японского рынка, а затем и для американского. В авто встроена система, которая видит препятствия и автоматически включает тормоз.

Водородный двигатель: типы,устройство,принцип работы,фото,видео

Скоро на этот адрес придет письмо. Подтвердите подписку, если всё в силе. А если по сути — основное преимущество электромобиля на водороде — быстрая зарядка. И это преимущество сейчас стремительно уходит в прошлое по мере того, как увеличивается мощность быстрых зарядных станций и появляются электромобили, способные ее безболезненно переваривать. По ресурсу вообще не понял — в водородной топливной ячейке всегда была проблема с ресурсом катализатора и мембраны.

Ее пофиксили? А в электромобилях необходимый ресурс батарей уже давно продемонстрирован. Из недостатков — автомобиль на водороде все-таки что-то, да выбрасывает.

Пусть это будет даже вода — представляете влажность в городе от миллиона водородных автомобилей? Не станет ли это очередной проблемой экологов? Неужели они не участвуют в реакциях окисления с получением тех же самых NOx? Есть избыток электричества от ВИЭ — генерим водород и запихиваем в газовую сеть.

Нужно электричество — выкачиваем водород и делаем электричество. Но это только, если более дешевых вариантов не будет. Даже люди, строящие эти электростанции и собирающие электромобили тоже что-то выбрасывают. И ихняя еда, пока мукает и хрюкает, тоже что-то выбрасывает. Так зачем добавлять к этому еще и воду, когда она не нужна?

Если вы про электролиз, то необязательно. Если про освещение предприятий, питание насосов и т. Да, глупость сморозил. Притом метановые автомобили удобны тем, что ездят и на бензине и на метане в зависимости от доступности топлива. Как мне кажется, лучше точить бак с одной стороны чтоб посмотреть сколько он выдержит на не очень ровных дорогах : Вероятность прострела — это как-то не совсем то.

Как по мне, основное преимущество электрокаров перед всеми возможными аналогами — возможность отказа от зарядных станций в принципе. Электрокар — это по своей сути, телефон. Его нужно заряжать дома ночью и днём на работе или когда он стоит на парковке.

Нет никакого смысла разве что промежуточные на трассах в зарядных станциях и нет особой проблемы с длительностью зарядки. Уже сейчас можно ставить счётчик на своём купленном месте парковки при условии что там есть подвод электричества любые комплексы , не говоря уже про гаражи.

Да, скоростных там не будет, но это и не нужно. Про 15, конечно, не скажу, но с 8-го вполне себе кидают провод прямо на улицу на общественную парковку. И заряжается там не только владелец по определённым договорённостям. Инфраструктура уже есть, в отличии от зарядных станций водорода, нужно только немного масштабировать. Основной нюанс, как мне кажется, именно здесь. В дальнейшем, конечно, нужно будет добавлять мощности, что, в общем, с существующей уже инфраструктурой не так уж и сложно.

И получили бронированную емкость с водородом, блок топливных элементов и АКБ поменьше. Если брать тот же Мирай. Сейчас ещё одна фирма пробует.

Но это замечательно показывает, что востребованость супер фаст зарядки преувеличена. Я тоже думал, что все это обсуждения, пока не поменял машину.

На старой машине пробег на одном баке по автомагистрали составлял км. Это примерно 3, часа — как раз дети устают и надо что-то поесть и отдохнуть и поэтому это отлично совмещалось с заправками и выработался свой ритм а поездочки обычно или км или км за раз.

В новой же машине бака хватает на км в том же режиме езды… и в итоге я заливаю по полбака или не заправляю вообще, так как останавливаться приходится чаще, чем нужно машине. То есть емкость бака и заправка перестала быть определяющим фактором и фактически, если бы появился электромобиль, который бы позволял себя зарядить на км за 30 минут — это бы полностью соответствовало профилю моей езды и я бы не испытывал никакого дискомфорта по сравнению с ДВС.

Подтвердим, когда будут реальные измерения. Porsche Taycan вроде тоже так должен уметь. Но мне надо бы еще семиместная, типа Model X. А когда их проапгрейдят, неизвестно. Плюс v3 еще в Европе долго будут вводить. Ну с телефонами это выродилось в "ой, у меня батарея на нуле, давай зайдем в любую кафешку и попросим зарядку". Не вижу особых преград, чтобы так не стало и с электромобилями. Кстати я вот подумал, почему оно не всегда работает и пришел к выводу — потому что на бензине мы выезжаем практически всегда с разным количеством топлива в баке.

У меня в городе такие же цены, как и на автобане, поэтому заправляться под завязку мне при выезде в лом — как сел, так и поехал. В итоге и получается, что заправляешься на разных заправках, хотя в последнюю поездку заметил, что останавливаюсь в тех же местах, и понял, что это произошло из-за того, что я в первый раз заправил полный бак не там, где у меня бензин закончился, а там, где я хотел покушать, так как в предыдущий раз понравилось.

В итоге все следующие заправки логично выстроились в тех же местах… Аж смешно было. А с электромобилем будет совершенно другая история — выезд будет всегда с полным зарядом — ну не люблю я уставшим с вечера ехать а утром машина будет полная, как ни крути. Следовательно и зарядки можно планировать легко и непринужденно, как у Теслы на сайте. И оно совпадет. На грузовиках водородный двигатель с быстрой заправкой и хорошим запасом хода будет явно предпочтительнее аккумуляторов.

При прочих равных я бы также не скидывал со счетов психологический фактор — большинство людей предпочтут ездить на самовозгорающихся, но все-таки не взрывающихся литиевых батареях, при заправке которых можно есть, пить, курить и разводить костер, чем знать, что в багажнике у тебя неощутимый легкогорючий везде просачивающийся водород под давлением в атмосфер, а водородная заправка для него — место повышенной опасности, где лишняя искра может быть фатальной.

Вопрос в том, что утечки может быть и маленькие, но представьте себе подземный закрытый паркинг, набитый легковушками на водороде Вы поймите. Я вот недавно близко общался с человеком, который занимался получением разрешения на водородную заправку в Германии и он сказал, что ну его нафиг — основная причина — обязательные периодические инспекции и обслуживание оборудования стоят огромных денег.

И все из-за текучести водорода. Я просто думаю, что мы сильно недооцениваем сложность хранения и транспортирования водорода в условиях, приближенных к бытовым, особенно с учетом таких реалий, как нерегулярное или отсутствующее сервисное обслуживание. Водород, скорей всего, прощает гораздо меньше ошибок чем бензин или даже газ. Не поможет — всё равно будет взрываться. Даже сейчас во всяких третьих и не очень мирах мирах, где до сих пор используются негерметичные свинцовые аккумуляторы это там где дисцилят доливать регулярно надо машины иногда взрываются от водорода, которые эти аккумуляторы выделяют особенно при неправильной эксплуатации.

А, как вы понимаете, там этого водорода очень мало по сравнению с водородным автомобилем и давление не атмосфер. То что возможно организовать в "следовых количествах" — не факт, что получится отмасштабировать. Так в СССР и паровые грузовики на лесоповалах ездили топливо, считай дармовое — всё равно отходы сжигать , но это не значит что это эффективно отказались в последствии от них.

И при наличии довольно-таки простого превращения водорода в метан намного безопаснее в больших масштабах генерировать именно метан и ездить на обычных ДВС. Хотя энергетически это раза в два менее выгодно. Необслуживаемость свинцово-кислотной АКБ вовсе не означает отсутствия выделения водорода при эксплуатации. Например, в AGM-батареях, использующихся в ИБП, на каждой банке стоит резиновый клапан под крышечкой с щелями, и в дешёвых моделях вследствии поддержания постоянного напряжения заряда водород из электролита обычно улетучивается за пару лет, после чего батарея превращается в погремушку.

А на телефонных станциях в помещениях с батареями ставят датчики водорода, ещё производители батарей предлагают платиновые катализаторы для улавливания оного и возврата назад в виде воды в батарею. Можно какие-нибудь реальные подтверждения того, что топливная ячейка имеет неограниченный ресурс? Еще совсем недавно ее ресурс был ограничен сроком жизни то ли платиновой, то ли еще какой-то мембраны. Тойотовская гарантия в км не внушает большого доверия. Столько же служат батареи на Тесле и народ кричит, что это очень мало.

Это не очень транспортные применения и я бы хотел именно увидеть цифру в километрах или квтч. А еще хотелось бы понимать механизм деградации и как она будет влиять на характеристики ВТЯ. Зная, что при электрической тяге среднему электромобилю требуется 20кВтч энергии, не сложно пересчитать километры в киловаттчасы и наоборот. Вопрос в том, что у ВТЯ есть ресурс, который скорей всего зависит не от времени, а от количества электричества, которое она произведет за весь срок службы. И неважно в каком режиме она работает.

Войдите , пожалуйста. Все сервисы Хабра. История о том, как появились кириллические домены и e-mail. Войти Регистрация. Справочная: как работают водородные автомобили и когда они появятся на дорогах Автомобильные гаджеты , Транспорт , Экология , Будущее здесь В Испании, где я сейчас живу, довольно много электромобилей — встречаю их практически каждый день, как на дорогах, так и на станциях для зарядки. И каждый год электрокаров становится все больше не только в Испании, конечно. Но есть и альтернатива — автомобили на водородном топливе, которые тоже не загрязняют природу, поскольку их выхлоп — вода.

Тема сегодняшней справочной — водородные машины, принцип их работы и перспективы. Когда появились первые автомобили на водороде? Водород он получал с помощью электролиза воды. Поршневой двигатель, который создал изобретатель, называют машиной де Риваса De Rivaz engine. Зажигание было искровым, двигатель имел шатунно-поршневую систему работы. Ну а цилиндр приводился в движение детонацией смеси водорода и кислорода электрической искрой — ее приходилось генерировать вручную в момент опускания поршня.

Через два года этот же изобретатель построил уже самодвижущееся устройство с водородным двигателем. Но более-менее широко применять водород для работы автомобильных двигателей стали много лет спустя.

Движки управляли лебедками аэростатов заграждения их заправляли водородом, и запасов газа в Ленинграде было много , но это были автомобильные двигатели.

Одним из решений является применение водородного двигателя, отличающегося меньшей токсичностью и большим КПД. Главное то, что запас сырья для производства горючего почти неограничен. Когда появился водородный двигатель для автомобиля?

В чем особенности его устройства, и каков принцип действия? Где применяется такая технология? Реально ли сделать такой мотор своими руками? Эти и другие вопросы рассмотрим ниже. Интерес к применению водорода появился еще в х годах в период острого дефицита топлива. Первым современным разработчиком, который представил двигатель для автомобиля работающий на водороде, стал концерн Toyota. Именно он в году выставил на всеобщее обозрение внедорожник FCHV, который так и не пошел в серийное производство.

Несмотря на первую неудачу, многие компании продолжают исследования и даже производство таких автомобилей.

Наибольших успехов добились концерны Тойота, Хендай и Хонда. В году появился первый поезд на водородном топливе, являющийся детищем немецкой компании Alstom. Планируется, что новый состав Coranda iLint начнет движение в конце года по маршруту из Букстехуде в Куксхавен Нижняя Саксония. В будущем планируется заменить такими поездами дизельных составов Германии, перемещающихся по участкам дорог без электрификации.

В ДВС бензин смешивается с воздухом, после чего подается в цилиндры и сгорает, в результате чего происходит перемещение поршней и движение транспортного средства. С учетом перечисленных нюансов применять H 2 в чистом виде для двигателя внутреннего сгорания нельзя. Требуется внесение конструктивных изменений в ДВС и установка дополнительного оборудования. Как отмечалось выше, конструкция мотора, работающего на H 2 , почти не отличается от ДВС за исключением некоторых аспектов.

Главной особенностью является способ подачи горючего в камеру сгорания и его воспламенения. Что касается преобразования полученной энергии в движение КШМ, процесс аналогичен. Принцип работы водородных двигателей стоит рассмотреть применительно к двум видам таких установок:.

В ДВС из-за того, что горение бензиновой смеси осуществляется медленнее, топливо попадает в камеру сгорания раньше достижения поршнем своей верхней точки. В водородном двигателе, благодаря мгновенному воспламенению газа, удается сместить время впрыска до момента, пока поршень начнет возвратное движение. При этом для нормальной работы мотора достаточно небольшого давления в топливной системе до 4-х атмосфер. В оптимальных условиях водородный мотор способен работать с питающей системой закрытого вида.

Это значит, что в процессе образования смеси атмосферный воздух не применяется. После завершения такта сжатия в цилиндре остается пар, который направляется в радиатор, конденсируется и становится водой.

Реализация варианта возможна в случае, если на машине смонтирован электролизер — устройство, обеспечивающее отделение водорода от H 2 O для последующей реакции с O 2. Воплотить в реальность описанную систему пока не удается, ведь для нормальной работы двигателя и снижения силы трения применяется масло. Последнее испаряется и является частью отработавших газов. Так что применение атмосферного воздуха при работе водородного двигателя пока необходимо.

Принцип действия таких устройств построен на протекании химических реакций. Кожух элемента имеет мембрану проводит только протоны и электродную камеру в ней находится катод и анод. В анодную секцию подается H 2 , а в катодную камеру — O 2. На электроды наносится специальное напыление, выполняющее функцию катализатора как правило, платина. Под действием каталитического вещества происходит потеря водородом электронов.

Далее протоны подводятся через мембрану к катоду, и под влиянием катализатора формируется вода. Из анодной камеры электроны выходят в электрическую цепь, подключенную к мотору. Так формируется ток для питания двигателя.

Особенность топливных элементов водородного типа —способность производить энергию для электрического мотора. Как результат, система заменяет ДВС или становится источником бортового питания на транспортном средстве. Также водородные топливные элементы нашли применение на вилочных погрузчиках, велосипедах, скутерах, мотоциклах, тракторах, автомобилях для гольфа и другой технике.

Чтобы понять особенности и перспективы водородного двигателя в автомобиле, стоит знать его плюсы и минусы. Рассмотрим их подробнее. В рассмотренных выше недостатках упоминалось об опасности применения водородного топлива для двигателя. Это главный минус новой технологии. В сочетании с окислителем кислородом возрастает риск воспламенения водорода или даже взрыва.

Другими словами, для вспыхивания водорода хватит и статической искры. Еще одна опасность заключается в невидимости водородного пламени. При горении вещества огонь почти незаметен, что усложняет процесс борьбы с ним. Кроме того, чрезмерное количество H 2 приводит к появлению удушья. Опасность в том, что распознать данный газ крайне сложно, ведь у него нет запаха и он полностью невидим для человеческого глаза.

Кроме того, сжиженный H 2 имеет низкую температуру, поэтому в случае утечки с открытыми частями тела высок риск серьезного обморожения. Находится данный газ должен в специальных хранилищах.

Из рассмотренного выше напрашивается вывод, то водородный двигатель опасен, и использовать его крайне рискованно. На самом деле, газообразный водород имеет небольшой вес и в случае утечки он рассеивается в воздухе. Это значит, что риск его воспламенения минимален. В случае с удушьем такая ситуация возможна, но только при нахождении в замкнутом помещении.

В ином случае утечка водородного топлива опасности для жизни не несет. В оправдание стоит отметить, что выхлопные газы ДВС а именно угарный газ также несут смертельный риск. Возможность применения двигателей на водородном топливе заинтересовала многих производителей. В результате в автомобильной индустрии появляется все больше машин, работающих на данном газе. Главным препятствием для внедрения новой технологии является чрезмерные расходы на получение водородного топлива, а также на приобретение комплектующих материалов.

Возникают проблемы и с хранением H 2. Так, для удерживания газа в требуемом состоянии требуется температура на уровне градусов Цельсия.

Простейший способ получения водорода — электролиз воды. Если производство H 2 требуется в промышленных масштабах, не обойтись без высоких энергетических затрат. Чтобы повысить рентабельность производства, требуется применение возможностей ядерной энергетики.

Чтобы избежать рисков, ученые пытаются найти альтернативы такому варианту. Нельзя забывать и о других сложностях, с которыми приходится сталкиваться в процессе эксплуатации:. Применение H 2 открывает большие перспективы и не только в автомобильной сфере. Также они устанавливаются на вспомогательной технике.

Интерес к разработке таких моторов проявляют многие концерны, о которых уже упоминалось выше — Тойота, БМВ, Фольксваген, Дженерал Моторс и другие.

Уже сегодня на дорогах встречаются реальные автомобили, которые работают на водороде. Главным недостатком остается высокая цена H 2 , нехватка АЗС, а также дефицит квалифицированных работников, способных обслуживать такую технику.

Если имеющиеся проблемы удастся решить, машины с водородными двигателями обязательно появятся на наших дорогах. Технология работы двигателя на газ известна давно, и многие концерны достигли успехов в вопросе внедрения водородных двигателей. Над совершенствованием классического ДВС задумались и народные умельцы.

Суть заключается в подаче в камеру сгорания специального газа. Такое устройство носит название системы Брауна. При этом бензин также подается в двигатель, но смешивается с газом, что обеспечивает лучшее горение. В результате появляется водяной пар, очищающий клапана и поршни двигателя от нагара, улучшающий характеристики мотора и повышающий его ресурс.

Чтобы своими руками разложить воду на газ, требуется катализатор, дистиллят, электроды и электричество. Конструкция собирается из подручных материалов. Допускается применение одной банки, но лучше использовать шесть. После вырезаются пластинки и объединяются по принципу крест-накрест. Далее они обматываются проволокой и крепятся на крышке.

Важно, чтобы электроды не замыкались между собой. На последнем этапе банки заполняются электролитом и катализатором. Такая схема может работать на любом автомобиле. Если же говорить о полноценном водородном двигателе, то в гаражных условиях сделать его конечно же не получится из-за сложности технологии. Использовать обычный ДВС на водороде нельзя из-за высокой детонации и разрушения металлов, в частности чугуна и стали.

Но есть новые конструкции ДВС, которые могут работать на водороде, которые сейчас и пытаются поставить на массовый поток производства разработчики. Ваш адрес email не будет опубликован. Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев. Любое копирование материала с нашего сайта строго запрещено без предварительного согласия со стороны администрации.

Среда, 23 сентября, Контакты Все публикации Мы на Яндекс Дзен.

Это могут быть транспортные средства как с двигателями внутреннего сгорания , с газотурбинными двигателями , так и с водородными топливными элементами. Водород изобретатель производил электролизом воды.

Разработка и постепенное внедрение водородного топлива на слуху уже несколько лет. Попробуем разобраться, что же представляет из себя водородный двигатель, и что мешает постепенному внедрению технологии в жизнь. Водород — это, пожалуй, наиболее подходящий источник энергии, который соответствует желаниям потребителя. Он не отравляет окружающую среду, не является дефицитным элементом периодической таблицы Менделеева в космосе его огромное количество , а в земных условиях может быть почти бесконечен, при условии добычи его из воды.

Принцип работы водяного двигателя прост и гениален одновременно. Устройство, которое генерирует топливо, расщепляет воду на молекулы кислорода и водорода. Те в свою очередь, отлично сгорают в двигателе, выделяя энергию в раза превышающую КПД бензинового двигателя. Водородные двигатели бывают двух типов:. На основе топливных элементов. Эти агрегаты работают по принципу расщепления водорода и выработки электроэнергии. Эксперементы с ними сейчас ведутся достаточно широко и именно на них делают ставку ведущие производители автомобилей.

В году опытный образец автомообиля с подобным двигателем представили публике. В серийное производство уже запущена водородная Toyota Mirai. Водородные двигатели внутреннего сгорания.

Трудно реализуемы технически в силу высокой температуры горения водорода и связанных с ней факторов детонация, и т. Скорее всего, такой двигатель по надёжности и долговечности проиграет традиционному ДВС. В производство минивэн не пошёл из-за высокой стоимости необходимых материалов и отсутствия инфраструктуры. Сейчас исследованиями подобных решений занимается компания Mazda , подключились и другие производители, такие как Toyota, Lexus и Audi.

Нет, происки нефтяных гигантов тут ни при чём. Есть определенные трудности с пополнением запаса водорода и его хранением в автомобиле так как принцип использования и хранения бензина жидкости и водорода газа различны. Также само производство водорода нельзя считать экологически чистым.

Автомобили, работающие на водородных топливных элементах, считаются экологически безопасными, так как в процессе сгорания водорода образуются только вода и тепло. А в ходе добычи водорода из воды необходимы определенные энергетические затраты, плюс происходит выброс углекислого газа. Сам двигатель занимает много места, необходимо ещё строить сети заправок для водородных авто.

Сама цена такого топлива на сегодняшний день тоже вряд ли устроит многих автовладельцев. Вывод напрашивается сам собой: на сегодняшний день чистый водород не способен конкурировать с современными видами топлива, учитывая все препятствия на пути развития этой технологии. Но постепенное внедрение водородного топлива уже происходит. Всё об авто 25 subscribers. Водород и водородный двигатель. Водородные двигатели бывают двух типов: 1. На основе топливных элементов Эти агрегаты работают по принципу расщепления водорода и выработки электроэнергии.

Водородный двигатель: принцип работы и устройство

Водородный автомобиль считается самым экологичным транспортом наряду с электрокарами. А баллон водорода после использования оставляет после себя полведра чистой воды. Почему же автомобильные концерны неохотно переходят на этот альтернативный источник энергии? Вопрос в стоимости и производстве этого газа. В автомобилях с водородным двигателем применяются специальные топливные ячейки.

Разработка и постепенное внедрение водородного топлива на слуху уже несколько лет. Попробуем разобраться, что же представляет из себя водородный двигатель, и что мешает постепенному внедрению технологии в жизнь. Водород — это, пожалуй, наиболее подходящий источник энергии, который соответствует желаниям потребителя.

Двигатель-гибрид: водородно-электрические секреты. 1 кг топлива на 100 км

Когда речь заходит об использовании водорода на транспорте, то, прежде всего, вспоминается двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде и механическая или гидромеханическая передача крутящего момента на ведущие колеса. Это направление интересно и, безусловно, буде развиваться в ближайшее время. Но чисто электрический привод колес более перспективен. И не случайно в мире все больше выпускается электромобилей. К сожалению, пробег автомобиля на одном заряде ограничен. Стало популярно применять гибриды с использованием электропривода от аккумуляторных батарей и двигателем внутреннего сгорания ДВС. Но можно ли создать гибрид без использования ДВС?

Двигатели на водородном топливе

Начнем с того, что идеи построить водородный мотор появились еще в г. Основоположником стал Франсуа Исаак де Риваз, который получал водород из воды методом электролиза. Другими словами, попытки запустить ДВС на водороде были предприняты не для защиты окружающей среды, а в целях банального использования водорода в качестве топлива. Спустя несколько десятков лет в г. Однако после окончания войны дальнейшее развитие водородного двигателя было приостановлено как в СССР, так и во всем мире. Затем об этом двигателе вспомнили только тогда, когда в е годы XX века случился топливный кризис. В результате компания BMW в г.

Разработка и постепенное внедрение водородного топлива на слуху уже несколько лет. Попробуем разобраться, что же представляет из себя водородный двигатель, и что мешает постепенному внедрению технологии в жизнь. Водород и водородный двигатель. Водород – это, пожалуй, наиболее подходящий источник энергии, который соответствует желаниям потребителя. Он не отравляет окружающую среду, не является дефи.

Водородный транспорт

Перспектива использовать такой двигатель в будущих десятилетиях была оценена ещё во времена блокады Ленинграда, когда Борис Шелищ сумел разработать, а также внедрить метод перевода бензиновых двигателей на использование водородного топлива. Однако до настоящего времени предпочтение отдавалось исключительно конкурирующим технологиям, к числу которых можно отнести электромобиль и гибридный автомобиль. Устройство водородных двигателей не отличается особой сложностью.

Как известно, поршневой двигатель внутреннего сгорания имеет как плюсы, так и целый ряд определенных недостатков. Прежде всего, глобальной проблемой является токсичный выхлоп бензиновых и дизельных ДВС , а также постоянная потребность в нефтяном топливе.

.

.

.

Комментарии 2
Спасибо! Ваш комментарий появится после проверки.
Добавить комментарий

  1. Анисья

    3. Діставай великі чумайдани, мішки і торби, бери всіх своїх домашніх включаючи котів, біжи в АТБ і скуповуй гречку, борошно, свічки і сірники, бо піздєц скоро. Пизди тих, хто лізе поперед черги, бо він забере все і тобі не вистачить.

  2. gulkopernons

    2 наши суды очень редко выносят положительные выводы из-за того , что бояться, если придет в Украину Россия , им будет не хорошо . Как говорится ни туда и не сюда .