Водневі системи живлення

 

Прагнення знизити токсичність відпрацьованих газів обумовило інтерес до водневих ДВЗ.

При згорянні водню практично не утворюються СО і СН, оскільки у паливі відсутній вуглець.

Водневий ДВЗ з примусовим запалюванням має широкі межи регулювання коефіцієнта

надлишку повітря (2.5) (α = 0,15ч3), нижча теплота згоряння – 120 МДж/кг, що перевищує

теплоту згоряння рідкого палива в 2,7ч2,9 рази. При збідненні суміші падають викиди оксидів

азоту. Заміна дизельного палива воднем стримується складностями, що виникають при

організації високоефективного робочого процесу і недосконалих систем збереження водню.

Основними проблемами водневих ДВЗ є зменшення ефективної потужності, поява

зворотних спалахів при великих навантаженнях, питання зберігання водню на борту.

Використовують три системи зберігання водню на борту автомобіля:

 

 

- балонна. Недоліком є великі габарити і маса балонів (див. тему „ДВЗ-2”);

- металогідридна (тверді розчини водню у деяких металах);

- криогенна. Є найперспективнішою з цих систем через високу енергоємність і високі

експлуатаційні показники. Водень переходить у рідкий стан при -253 °С. Розвиток її стримує

висока вартість системи.

Мають місце недоліки, які пов’язані з особливостями роботи двигуна, що працює на

чистому водні. Потужність його зменшується на 20ч30% внаслідок малої густини водню в

газоподібному стані і зменшенням наповнення двигуна. Велика швидкість згоряння

воднеповітряної суміші веде до різкого підвищення тиску, жорсткої роботи з

детонаційноподібними явищами. Через те, що воднеповітряна суміш легко запалюється, то вона

в процесі впуску може запалитися від нагрітих деталей камери згоряння і відпрацьованих газів,

які залишилися в циліндрі, а це може призвести до зворотних спалахів. Щоб позбутися спалахів,

у впускну систему водневого двигуна подають воду. При додаванні 4ч5 кг води на 1 кг водню

зворотні спалахи зникають.

Застосовують і інші способи запобігання зворотним спалахам: рециркуляцію

відпрацьованих газів, подавання водню безпосередньо до впускного клапану. Повністю

запобігти зворотнім спалахам можна безпосередньою подачею водню в циліндр.