23 октября 2017, 11:09

Читайте нас в
социальный сетях:

Водород, как присадка к стандартному топливу ДВС. Просто добавь воды

Сегодня мы продолжаем тему использования водорода на транспорте и расскажем об еще одной технологии. Суть ее – использование незначительного количества водорода (или водородосодержащих добавок),  как дополнительного компонента к стандартному топливу автомобиля: бензину, дизелю, либо газу. При этом экономия основного топлива может достигать 30 процентов, а выработка необходимого водорода может происходить прямо на борту автомобиля в момент движения.

 

Технология впервые появилась в момент топливного кризиса – высокие цены на нефть стимулируют человечество на поиск энергосберегающих технологий. Речь, правда, идет о первом нефтяном кризисом 70-х годов прошлого века.

 В 1974 году канадец Джон Хоусман перед обществом автомобильных инженеров Соединённых штатов Америки сделал доклад под названием "Бортовой генератор водорода и частично водородный впрыск в ДВС. Учёными было выяснено, что мельчайшая добавка водорода в ДВС, работающий на традиционном топливе, существенно повышает технические показатели моторов.  Тогда же он предложил получать необходимый для работы ДВС водород из обычной дистиллированной воды прямо на борту автомобиля.

Идея имела успех и переросла в коммерчески успешный проект. Позже была разработана и запатентована система впрыска водорода во впускной коллектор двигателя внутреннего сгорания" "HFI" (Hydrogen Fuel Injection). Разработчик гарантирует, что система  позволяет реализовать 10-процентную экономию топлива и значительное сокращение выброса вредных веществ в атмосферу. В том числе сажи, - слабого места дизельных двигателей.

Принцип действия данной технологии основан на том, что электролизный аппарат, берущий энергию из бортовой электрической сети автомобиля, разлагает дистиллированную воду и направляет высвободившийся водород и кислород во впускной коллектор двигателя. Количество поступающих в дизель газов очень незначительно, в то время как они ощутимо повышают полноту сгорания дизельного топлива. За счет чего, в свою очередь меняется характер распространения факела пламени в рабочих цилиндрах моторов. Именно это и способствует повышению КПД дизельного двигателя и росту отдачи от традиционного топлива. 


Исспытания транспорта с топливом в качестве водорода проводились еще в СССР. Однако, разработки так и не получили практического воплащения.


Система HFI и по сей день известна и широко используется в Северной Америке. Она может работать с любым ДВС (дизель, бензин, природный газ). Крупные американские компании занимающиеся грузоперевозками оптом закупают у канадцев комплекты оборудования стоимостью от 4  до 14 тысяч долларов и не жалеют: экономия на использовании каждого большегруза около   700 $ в месяц в расходах на топливо". Водородная установка окупается максимум за два года, и это не считая роста ресурса двигателя на котором она установлена и снижения воздействия на окружающую среду.
Неоспоримые плюсы: Во-первых, не нужны какие-либо специализированные заправочные комплексы. Газ генерируется в компактной установке на борту самого автомобиля. Во-вторых, владельцы установок избавлены от необходимости хранения топливных элементов, тяжёлых баллонов с газообразным водородом или теплоизолированных - с жидким на борту автомобиля, так как весь объем вырабатываемого газа тут же потребляется двигателем. В-третьих, ощутимая экономия на ГСМ.

Так что, пока ведущие автомобильные концерны мира пытаются полностью перевести автомобиль на водород, "канадцы" предпочитают довольствоваться малым, разбавляя им традиционное топливо.

О водородосодержащих добавках все чаще говорят на постсоветском пространстве. Гугл в помощь и выясняется, что множество энтузиастов проводят испытания на собственных автомобилях, устанавливая на под капот электролизеры  водорода собственной разработки.  Технологией так же заинтересовались крупные компании.

 

Один из самодельных электролизеров на карбюратороном ВАЗ

 

Еще в  2009 году в автопробеге «Голубой коридор», участвовал микроавтобус «Соболь» с генератором водородсодержащих добавок – разработкой Российского Федерального Ядерного Центра. Машина благополучно прошла все 2500 км от Москвы до Сочи и домой до Сарова. В октябре того же года «Соболь» можно было увидеть на московской выставке «GasSUF 2009».

Российские разработчики исходят из того, что перевод автотранспорта на топливные элементы, работающие на чистом водороде, – дело отдаленного будущего. До сих пор нет простого, экономичного и безопасного способа получения чистого водорода, его транспортировки, хранения на заправочных станциях и заправки автомобилей.  А вот если присмотреться к старым, испытанным двигателям внутреннего сгорания, то обнаружится, что их потенциал не полностью исчерпан. Нет необходимости в полной замене традиционного топлива, достаточно ввести в него 1-6% водорода (по массе), и процессы сгорания топлива существенно улучшаются.

Использование водорода как добавки наиболее удобно при использовании в качестве основного топлива метана. Водород можно добавлять в метан, таким образом, избежав необходимости установки на автомобиль дополнительных баллонов. Газовую смесь – природный газ + водород, именуемую гайтаном, можно готовить заранее и использовать серийные газовые двигатели.

Другой путь, как мы уже упоминали выше– получать водород непосредственно на борту автомобиля. Но путь по которому пошли канадцы–получать водород из дистиллированной воды в электролизере,  не понравился российским ученым. Недостатки системы - высокая стоимость электролизера и необходимость иметь на борту излишки электроэнергии.

Предложенный россиянами  метод  - получение водородсодержащего синтез-газа  - это смесь водорода и монооксида углерода. Речь идет не о чистом водороде, однако, по своему физико-химическому воздействию на процесс сгорания добавка синтез-газа равносильна добавке чистого водорода. Стоимость такого генератора в несколько раз ниже стоимости электролизера, в его составе отсутствуют драгметаллы, что снимает ограничение по массовости производства.

 

Генератор синтез-газа на "Соболье"

 

Сегодня в России есть патентованные разработки – генераторы синтез-газа. Генератор получился относительно недорогим и это позволяет говорить уже о широком применении водорода в качестве добавки к топливу. Последняя модификация генератора совместно с двигателем ЗМЗ 40522.10 была отработана на Заволжском моторном заводе и установлена на автомобиле «Соболь», учувствовавший в пробеге «Голубой коридор».

Генератор синтез-газа состоит из каталитического реактора и микропроцессорной системы управления, включая бортовой контроллер, фильтры, клапаны, редуктор. Каталитический реактор выполнен в виде интегрированного по теплу блока, состоящего из газового устройства поджига, смесителя, каталитической камеры, рекуператора и теплообменника. При массе 7 кг реактор занимает объем 5 л, производительность его – до 25 м3/ч синтез-газа, время запуска – 15 с, температура газов в реакторе – 900 °С. Срок службы пористого никельсодержащего катализатора составляет более 1000 ч.

На скорости до 40 км/ч автомобиль может идти на синтез-газе, при повышении скорости микропроцессорная система управления уменьшает содержание водорода, на скорости свыше 80 переводит автомобиль на питание чистым метаном.

Каковы же перспективы этой технологии? Стоимости генератора синтез-газа, при серийности 30 тысяч штук в год - 700$.  Окупаемость – год-два. Очевидно, что процесс внедрения будет непростым и длительным. Впрочем, жизнь показывает, что новые технологии порой получив быстрое развитие быстро совершенствуются дешевеют и уходят в массы. В любом случае, на взгляд OGAZE технология применения водорода в качестве инициирующее добавки в основное топливо интересная и заслуживает пристального внимания.

 

 

0 коментариев
 

Карта в мире ГБО

 

 Ежегодная выставка газового оборудования в Варшаве

  


Самая актуальная тема. связанная сегодня с использование газа на транспорте - регистрация газового оборудования в ГИБДД. 5-6 тысяч рублей - стоимость процедуры, утвержденной МВД. Давайте выскажемся - кто и что думает по этому поводу.

Случайное изображение