Cum funcționează un motor pe benzină cu hidrogen

  • Rudolf Cole
  • 0
  • 4108
  • 387
Mașina recentă a conceptului BMW, Seria 7 alimentată cu hidrogen, este încă este departe de a ajunge la dealerships.

Față de costurile crescânde ale benzinei, producătorii auto din întreaga lume lucrează ore suplimentare pentru îmbunătățirea eficientă a economiei de combustibil a vehiculelor, respectând în același timp cerințele stricte de emisii. Un mod promițător de a stimula economia de combustibil este adăugarea de hidrogen în amestecul de combustibil / aer într-un motor convențional pe benzină. Se numește motor pe gaz cu impulsuri pe bază de hidrogen. Cu toate acestea, întrucât hidrogenul nu este disponibil la stația de alimentare locală, vânzarea unui motor cu gaz cu hidrogen nu a fost inclusă pe lista scurtă a producătorilor auto. Până acum, adică.

În acest articol, vă vom explica o nouă tehnologie care utilizează un reformator cu răspuns rapid la bord pentru a genera o cantitate mică de hidrogen din benzină. Acest hidrogen este adăugat la amestecul normal de aer / combustibil al motorului. Motoarele proiectate să funcționeze pe un amestec de hidrogen / benzină pot observa un câștig de economie de combustibil de 20 până la 30 la sută, fără a fi necesară controlul emisiilor nocive de NOx, oxizii de azot. În următoarele două pagini, vă vom spune cum funcționează acest nou motor care economisește combustibil și de ce pare că are potențialul de a deveni o tehnologie viabilă, care economisește combustibil. Vom aborda următoarele probleme referitoare la această nouă tehnologie:

  • Ce este un motor pe benzină cu hidrogen? O cantitate mică de hidrogen fabricată la bord de către reformator este adăugată la amestecul normal de aer și benzină din motorul vehiculului. Acest lucru îmbunătățește considerabil calitatea generală a combustiei, permițând aproape de două ori mai mult aer pentru o cantitate dată de combustibil introdus în camera de ardere. Acest lucru este mai eficient din punct de vedere energetic, deoarece economisește energie prin reducerea cantității de pompare a motorului necesare. Aflați ce spun experții despre această nouă tehnologie.
  • Viitorul motoarelor cu gaz stimulat de hidrogenRasa este pe poziția de lider în economia de combustibil. Unde se va încadra motorul pe gaz cu hidrogen cu alte tehnologii care economisesc combustibil, cum ar fi mașinile hibride, vehiculele cu etanol E85 și mașinile noi cu motor diesel curate. Cât de mult economisește gaz în comparație cu alte vehicule alternative cu combustibil? Consumatorii vor începe să vadă acest tip de motor în mașini în viitorul apropiat? Aflați în această secțiune.
ArvinMeritor Acest reformator prototip, montat aproape de motor pentru testarea într-un SUV V6, are 18 cm lungime și 4 inci în diametru.

Tehnologia motoarelor pe benzină cu hidrogen este nouă și abia acum începe să iasă din laborator. Acesta oferă perspectiva unui mod economic de a produce o cantitate mică de hidrogen din benzină cu un sistem de bord conceput pentru a face acest lucru. Inventat de oamenii de știință de la Institutul de tehnologie din Massachusetts și fiind perfecționat de furnizorul ArvinMeritor din industria auto, în cooperare cu firma germană de inginerie auto IAV, acest sistem poate oferi o alternativă eficientă din punct de vedere al costurilor la tehnologia cu celule cu combustibil și combustie tradițională pe benzină și motorină. motoare. Este posibil ca motoarele cu hidrogen să poată elimina diferența dintre vehiculele actuale pe benzină și vehiculele cu celule de combustibil ale viitorului.

În timp ce vehiculele cu celule cu combustibil pot ține o promisiune pe termen lung, realitatea este că sunt la mulți ani de producția în masă. Criticii citează costurile ridicate ale stivelor cu celule de combustibil, problemele legate de producția în masă a combustibilului cu hidrogen și problemele generale de alimentare cu combustibil drept blocaje cheie. Unii cred că este posibil să treacă zeci de ani până când vehiculele cu celule cu combustibil devin disponibile pe scară largă. Producătorii europeni au apelat deja la dizelele mai scumpe, dar costurile și complexitatea lor conexe cresc odată cu cerințele de emisii noi și rigide pentru controlul particulelor și a emisiilor de NOx.

Producătorii auto din SUA care se confruntă cu aceeași îngrijorare în ceea ce privește motorinele sunt reticenți în a face cheltuielile uriașe pe care le-a făcut trecerea de la benzină la motorina cu costuri mai mari. De exemplu, în prezent, consumatorii trebuie să plătească aproximativ o sumă de 3000 de dolari pentru o camionetă ușoară pe motorină, comparativ cu un vehicul convențional pe benzină. Acest lucru va crește în viitor pentru a compensa costurile în creștere asociate cu asigurarea asigurării autovehiculelor diesel cu reglementările viitoare. EPA a acordat recent vehiculelor diesel o pauză, reducând cerințele de NOx pe termen scurt, dar numai prin 2009, iar cerințele privind emisiile de kilometri mari au fost reduse ca un compromis.

Ce spun experții

Potrivit experților ArvinMeritor și inginerilor executivi Rudy Smaling și Jens Beister la IAV, datele despre un motor pe benzină cu hidrogen și avantajele sale sunt clare.

La amestecul normal de aer și benzină se adaugă o cantitate mică de hidrogen fabricat la bord de către reformator. Acest lucru îmbunătățește considerabil calitatea generală a combustiei, permițând aproape de două ori mai mult aer pentru o cantitate dată de combustibil introdus în camera de ardere. Acest lucru este mai eficient din punct de vedere energetic, deoarece economisește energie prin reducerea cantității de pompare a motorului necesare.

Eficiența combustibilului este obținută și prin utilizarea unor raporturi mai mari de compresie ale motorului, posibilă prin caracteristicile de încărcare bogate în hidrogen. Un sistem de combustibil cu hidrogen, de asemenea, economisește energie din cauza cantității remarcabil de redusă de energie electrică necesară alimentării reformatorului. Potrivit dezvoltatorilor, are nevoie de mai puțin de 75 de wați, ceea ce este mai mic decât nevoile electrice ale unui far standard.

O analiză a vehiculelor virtuale acceptată de industrie, bazată pe datele testelor motorului, a indicat potențialul unei îmbunătățiri a economiei de combustibil cu 20% până la 30% pentru o versiune redusă redusă a motorului cu motor pe bază de hidrogen în comparație cu motoarele convenționale pe benzină..

În continuare, vom explica ce este în magazin pentru această tehnologie și unde consumatorii vor începe să o vadă. 

Imaginați-vă un SUV cu dimensiuni complete, precum Toyota Sequoia [fund] asta devine economia de combustibil a unei mari sedan precum Ford Five Hundred [top]. Reformatorul de hidrogen ar putea face ca aceasta să devină realitate.

Motoarele pe benzină stimulate de hidrogen au potențialul de a îmbunătăți considerabil economia de combustibil. Un avantaj major al costurilor și al mediului al motorului slab cu impulsuri pe bază de hidrogen sunt cantitățile mici de gaze cu emisii de NOx, prin urmare, eliminarea completă a nevoii de control extern al emisiilor de NOx. În prezent, controlul emisiilor de NOx este o problemă majoră de costuri pentru dizelele care folosesc capcane scumpe pentru a îndeplini standardele de emisii. Emisiile de particule diesel trebuie, de asemenea, colectate de un filtru care trebuie regenerat periodic.

Motoarele pe benzină cu impulsuri pe bază de hidrogen nu necesită nici filtre de control de NOx sau de particule și nu necesită decât un catalizator de oxidare cu costuri reduse pentru a controla cantități mici de evacuare (hidrocarburi fără ardere) formate mai ales în timpul pornirii motorului și la încălzirea timpurie. Reducerile suplimentare ale cerințelor de control al emisiilor provin din capacitatea motorului de a utiliza doar încărcarea îmbogățită cu hidrogen curat în faza de pornire la rece, când 90% din emisii sunt generate la testul de emisii.

Sistemul de stimulare a hidrogenului este în mod eficient o tehnologie cu șuruburi care poate fi adăugată la compartimentul motorului unui vehicul existent. Potrivit dezvoltatorilor, costul sistemului este mai mic de jumătate din costul adăugat pentru dizelele. Costurile de producție ale industriei auto din SUA pentru instrumentarea benzinelor pentru înlocuirea motoarelor pe benzină sunt enorme și ar fi dificile pentru producătorii americani care se confruntă în prezent cu dificultăți financiare.

În prezent, un SUV echipat cu V6 este instalat un prototip cu motor cu hidrogen, care are suficient spațiu liber pentru reformator și sistemul său aferent. Începerea testării pe termen lung a informațiilor privind performanța, fiabilitatea și durabilitatea este planificată pentru sfârșitul acestui an, cu prima comercializare a aplicațiilor de producție preconizată pentru 2010.

Datele de performanță generate în faza incipientă a testării sunt sigur urmărite intens de aproape toți cei implicați în probleme de mediu auto și energetice, în parte, deoarece sistemul este asociat cu cuvântul „hidrogen”.

Pe lista de părți interesate se află producătorii marilor SUV-uri și autoutilitare pentru care autoritățile de reglementare guvernamentale caută un procent de 10% mai mare de mile pe galon față de nivelul de 22,2 mpg din 2007. Noul nivel de 24,1 mpg urmează să fie respectat până în 2011.

Vehiculele cu patru cilindri vor fi, de asemenea, probabil candidați pentru tehnologie, deoarece prețurile mari ale benzinei continuă să genereze concurență între modelele cu economie mare de carburanți care doresc leadershipul MPG. Un factor care contribuie pe piața autovehiculelor compacte poate fi o preocupare cu costul de viață al vehiculelor hibride din cauza complexității sistemului și a înlocuirii bateriei, raportate în unele cazuri ca fiind de până la 5000 USD. Acesta începe acum să se reflecte în valori reduse de revânzare, deoarece hibrizii de producție timpurie ating kilometri mari.

Cu toate acestea, motorul cu hidrogen nu va fi singur, în cursa pentru poziția de conducere a economiei de combustibil. Motoarele cu supapă variabilă directă, reduse reduse, turbocompresate, motoarele diesel, căile hibride, hibrizele și vehiculele cu combustibil flexibil sunt toate în atenția producătorului auto în cursa economiei de combustibil.

Niciuna dintre aceste tehnologii nu se poate lăuda cu toate avantajele motorului cu hidrogen, și anume creșterea dramatică a consumului de combustibil, controlul minim al emisiilor și rentabilitatea generală. În cele din urmă, va fi nevoie de o combinație de multe tehnologii pentru a aborda setea acestei națiuni de libertate de conducere, dar este probabil ca în viitor să auzim mult mai multe despre motorul cu hidrogen.




Nimeni nu a comentat acest articol încă.

Cele mai interesante articole despre secrete și descoperiri. O mulțime de informații utile despre tot
Articole despre știință, spațiu, tehnologie, sănătate, mediu, cultură și istorie. Explicați mii de subiecte pentru a ști cum funcționează totul