Использование водорода в качестве добавки к основному топливу в двигателях внутреннего сгорания
Способ использования водорода как добавки к топливу на двигателях внутреннего сгорания с использованием альтернативных источников энергии. Транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания, большая доля которых работает на углеводородном топливе.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.03.2019 |
| Размер файла | 345,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФГБОУ ВО "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А."
Использование водорода в качестве добавки к основному топливу в двигателях внутреннего сгорания
Асоян Артур Рафикович
д. т. н., профессор
Лебедев Илья Александрович, аспирант
Аннотации
Статья посвящена разработке способа использования водорода как добавки к основному топливу на двигателях внутреннего сгорания с использованием альтернативных источников энергии.
Ключевые слова: водород, топливо, двигатели, альтернативные источники энергии.
Annotation. The article is devoted to the development of a method of using hydrogen as an additive to the main fuel for internal combustion engines using alternative energy sources.
Keywords: hydrogen, fuel, engines, alternative energy sources.
Основное содержание исследования
Одним из основных источников загрязнения атмосферы, особенно в мегаполисах, являются транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания, большая доля которых работает на углеводородном топливе (нефтяного происхождения). Согласно данным Минздрава РФ, на долю автотранспорта в ряде регионов России приходится 70-87 % от общего объёма выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Использование не нефтяного сырья не только расширяет ресурсы топлив, но и позволяет улучшить их экологические характеристики.
Предлагаемое техническое решение позволяет вырабатывать на автомобиле водород и использовать его как добавку к основному топливу в двигателях внутреннего сгорания.
Техническим результатом является снижение расхода углеводородного топлива (нефтяного происхождения) и повышение экологичности автомобиля вследствие снижения выброса вредных веществ в отработавших газах. Электролизер (устройство для производства водорода) использует энергию от дополнительно установленного в автомобиле аккумулятора, который подзаряжается от альтернативных источников тока - солнечной батареи и ветрогенератора, что позволяет обеспечить его работу автономно.
Установка состоит из оборудования для получения водорода и его подачи в систему питания двигателя внутреннего сгорания, источников альтернативной энергии (солнечной батареи и ветрогенератора).
На рисунке 1 показана схема подвода водорода к впускному коллектору и подключения электролизера с альтернативными источниками тока.
водород добавка топливо двигатель
Рис. 1. Схема предлагаемого технического решения
Электролизеры для получения водорода с целью использования его как добавки к основному топливу в двигателях внутреннего сгорания существуют, но энергию для работы электролизера используют от штатного электрогенератора транспортного средства. При этом расход основного топлива будет увеличен, поскольку увеличивается нагрузка на двигатель (добавляется дополнительный потребитель энергии), а общая экономия основного топлива составит не более 8 %. Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить работу потребителя энергии (электролизера) от дополнительно установленного аккумулятора, заряжаемого от альтернативных источников тока (солнечной батареи и ветрогенератора). Анализ литературных источников и эксплуатационные исследования показывают (таблица 1), что у стандартного автомобиля с расходом топлива на сто километров 12,8 литров, при использовании электролизера с подключением к штатной бортовой сети расход топлива снижается до 10,5 литра. При работе электролизера без поступления водорода в воздушный коллектор расход топлива увеличивается до 14,5 литра. При работе электролизера от дополнительного аккумулятора, заряжаемого альтернативными источниками тока (солнечной батарей и/или ветрогенератором) экономия составит 31 %, а расход топлива 8,8 литра на 100 км.
Таблица 1. Расход топлива с подключением электролизера к различным источниками тока
|
Без вмешательств (конструктивных изменений) |
12,8 |
100 % |
|
|
Водород вырабатывается, поступает в воздушный коллектор, электролизер подключен к бортовой сети |
10,5 |
82 % |
|
|
Водород вырабатывается, но не поступает в воздушный коллектор, электролизер подключен к бортовой сети |
14,5 |
113 % |
|
|
Водород вырабатывается, поступает в воздушный коллектор, электролизер подключен к альтернативным источникам тока |
8,8 |
69 % |
Таким образом, подключение электролизера не к бортовой сети автомобиля, а к дополнительному аккумулятору, заряжаемому от солнечной батареи и/или ветрогенератора, позволит снизить расход топлива и повысить экологичность автомобиля без снижения мощностных характеристик двигателя. Предлагаемое техническое решение позволит использовать двигатель внутреннего сгорания, как в штатном режиме, так и с включенным электролизером.
Литература
1. Родионов В.В. Водородная энергетика на автомобильном транспорте: моногр. / В.В. Родионов, А.С. Денисов, Н.В. Горшков. - Саратов: СГТУ, 2011. - 164 с.
2. Современный экономичный автомобиль / Ю. Мацкерле; пер. с чешск. В.Б. Иванова. - М.: Машиностроение, 1987. - 161 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Описание двигателя внутреннего сгорания - тепловой машины, в которой химическая энергия топлива, сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу. Сравнительная характеристика четырёхтактного и двухтактного двигателей, их применение.
презентация [9,0 M], добавлен 11.12.2016Понятие о смесеобразовании. Основные классификации двигателей внутреннего сгорания. Смесеобразование и сгорание топлива в цилиндрах дизеля. Фракционный состав топлива, вязкость, температурные характеристики. Задержка самовоспламенения и распыливание.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 11.03.2015Описание идеальных и реальных циклов двигателей внутреннего сгорания. Рассмотрение термодинамических процессов, происходящих в циклах. Изучение основных формул для расчета энергетических характеристик циклов и параметров в их характерных точках.
курсовая работа [388,1 K], добавлен 13.06.2015Основные типы двигателей: двухтактные и четырехтактные. Конструкция двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Принцип зажигания двигателя. История создания и принцип работы электродвигателя. Способы возбуждения электродвигателей постоянного тока.
реферат [1,1 M], добавлен 11.10.2010Нахождение работы в обратимых термодинамических процессах. Теоретический цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания с комбинированным подводом теплоты. Работа расширения и сжатия. Уравнение состояния газа. Теплоотдача при свободной конвекции.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 22.10.2011Использование энергии биомассы для получения альтернативных видов моторных топлив для двигателей внутреннего сгорания, их преимущество; технология производства биогазов, биоэтанола и биодизеля из сельскохозяйственных и бытовых отходов; зарубежный опыт.
контрольная работа [479,8 K], добавлен 16.01.2011История создания тепловых двигателей и общий принцип их действия. Виды тепловых двигателей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Использование современных альтернативных источников энергии.
презентация [1,3 M], добавлен 23.02.2011Температура - параметр, характеризующий тепловое состояние вещества. Температурные шкалы, приборы для измерения температуры и их основные виды. Термодинамический цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при постоянном давления.
контрольная работа [124,1 K], добавлен 25.03.2012Преобразование тепловой энергии в механическую турбинными и поршневыми двигателями. Кривошипный механизм поршневых двигателей внутреннего сгорания. Схема газотурбинной установки. Расчет цикла с регенерацией теплоты и параметров необратимого цикла.
курсовая работа [201,3 K], добавлен 20.11.2012Источники энергии Древнего мира, раннего Средневековья и Нового времени. Технологии, используемые в процессе получения, передачи и использования энергии. Тепловые двигатели, двигатели внутреннего сгорания, электрогенераторы. Развитие ядерной энергетики.
презентация [2,7 M], добавлен 15.05.2014Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания. Определение параметров в начале и в конце сжатия, а также давления сгорания. Построение политропы сжатия и расширения. Индикаторная диаграмма расчетного цикла. Конструктивный расчет деталей дизеля.
дипломная работа [501,1 K], добавлен 01.10.2013Промышленное применение электроэнергии. Совершенствование паровых двигателей и котельных установок. Новые тепловые двигатели. Паровые турбины. Двигатели внутреннего сгорания. Водяные турбины. Идея использования атомной энергии.
реферат [17,8 K], добавлен 03.04.2003Требования, предъявляемые к реактивному топливу: плотность, фракционный состав, кинематическая вязкость, содержание аренов, теплота сгорания, температура вспышки. Присадки к реактивным топливам: антиокислительные, антистатические и противоизносные.
презентация [78,5 K], добавлен 21.01.2015Современная энергетика. Сокращение запасов ископаемого топлива. Топливные элементы. Типы топливных элементов и области их применения. Состояние работ по водородной энергетике в России. Примеры использования водорода, в качестве источника энергии.
реферат [789,6 K], добавлен 02.10.2008Понятие и содержание механизма распределения как одного из самых ответственных механизмов, обеспечивающих осуществление циклов двигателей внутреннего сгорания. Привод распределительного вала с помощью шестерен, преимущества и недостатки использования.
реферат [77,1 K], добавлен 23.12.2013Использование альтернативных океанических возобновляемых источников энергии: биомассы и водорода, волн и течения, разности в солености морской и речной воды. Энергетический потенциал тепловых станций в тропиках и на осмотических станциях в устьях рек.
реферат [589,8 K], добавлен 15.06.2011Понятие и классификация тепловых машин, их устройство и компоненты, функциональные особенности и сферы практического применения. Отличительные признаки, условия использования двигателей внешнего и внутреннего сгорания, их преимущества и недостатки.
контрольная работа [149,6 K], добавлен 31.03.2016Доля альтернативных источников энергии в структуре потребления РФ. Производство биогаза из органических отходов. Технический потенциал малой гидроэнергетики. Использование низкопотенциальных геотермальных источников тепла в сочетании с теплонасосами.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 20.08.2014Классификация альтернативных источников энергии. Возможности использования альтернативных источников энергии в России. Энергия ветра (ветровая энергетика). Малая гидроэнергетика, солнечная энергия. Использование энергии биомассы в энергетических целях.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 30.07.2012Принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания и его характеристика. Определение изменения в процессах цикла внутренней энергии и энтропии, подведенной и отведенной теплоты, полезной работы. Расчет термического коэффициента полезного действия цикла.
курсовая работа [209,1 K], добавлен 01.10.2012
