Улучшение энергетических и экологических показателей дизельного ДВС путем применения водородосодержащей добавки

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Проанализированы направления развития водородной энергетики. Обозначены основные проблемы, перед которыми сталкиваются западные автопроизводители и которые определяют пути решения проблем водородного автотранспорта. Отмечено, что в Европе и США уже начали мелкосерийное производство водородных автомобилей. Развитие данного направления требует создания сети заправочных станций, что связано с большой финансовой затратностью технологий производства водородного топлива и созданием соответствующей инфраструктуры. Для перехода мировой экономики на новый энергоноситель требуется введение больших электрических мощностей.

Цель. В данном исследовании интерес представляли технологии получения водорода на борту автомобиля из водородосодержащих веществ, т.к. они имеют высокую безопасность, дешевы в производстве и просты в эксплуатации.

Методы. Также рассмотрены опытно-конструкторские разработки НАМИ прошлых лет по конвертированию дизельного и бензинового ДВС для работы на водороде. В развитии данного направления МАДИ разработал оригинальный метод получения водорода на борту автомобиля с подачей его в цилиндры дизельного двухтопливного ДВС.

Результаты и выводы: При испытаниях получен рост мощностных показателей, увеличение эффективного КПД ДВС и снижение содержание CH и CO в отработавших газах дизеля при некотором росте оксидов азота.

Об авторах

Андрей Юрьевич Дунин

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

Email: a.u.dunin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0676-4135
SPIN-код: 3964-8620

д.т.н., профессор

Россия, Москва

Александр Викторович Шабанов

Научно-исследовательский Центр по испытаниям и доводке автомототехники Федерального государственного унитарного предприятия «Научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт»

Автор, ответственный за переписку.
Email: saaha-1955@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2742-5311

к.т.н., эксперт

Россия, Московская область

Тхин Куинь Нгуен

Университет транспорта и коммуникаций

Email: thinquynh@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9755-5827

к.т.н., преподаватель

Вьетнам, Ханой

Михаил Георгиевич Шатров

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

Email: dvs@madi.ru
ORCID iD: 0000-0002-7350-9831
SPIN-код: 1194-3851

д.т.н., профессор

Россия, Москва

Леонид Николаевич Голубков

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

Email: dvsgolubkov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7048-6937
SPIN-код: 9460-4847

д.т.н., профессор

Россия, Москва

Список литературы

  1. Водородный транспорт. Автомобили с альтернативными двигателями и видами топлива. [интернет]. [дата обращения: 26.04.2022]. Режим доступа: http://unusauto.ru/vodorodnyjtransport.htm
  2. trends.rbc.ru/ [интернет]. Как работает водородный двигатель и какие у него перспективы. [дата обращения: 26.04.2022]. Режим доступа: https://trends.rbc.ru/trends/industry/6048e0629a794750974c67a7
  3. www.drom.ru [интернет]. Водородные автомобили: есть ли у них будущее. [дата обращения: 26.04.2022]. Режим доступа: https://www.drom.ru/info/misc/81326.html
  4. Девянин С.Н., Марков В.А., Савастенко А.А., Савастенко Э.А. Перспективы развития электромобилей в России // 9-е Луканинские чтения. Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса: сборник докладов Междунар. науч.-техн. конф. М.: МАДИ. 2021. С. 114–122.
  5. Раменский А.Ю. Применение водорода в качестве топлива для автомобилей. [интернет]. [дата обращения: 26.04.2022]. Режим доступа: http://www.cleandex.ru/articles/2015/11/06/the_use_of_hydrogen_as_a_fuel_for_cars
  6. Раменский A.Ю., Шелищ П.Б., Нефедкин С.И. Применение водорода в качестве моторного топлива для автомобильных двигателей внутреннего сгорания. история, настоящее и перспективы // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. 2006. № 11 (43). С. 63–70.
  7. Бармин В.П., Варшавский И.Л., Гончаров В.В. Двигатели на водороде // Природа. 1981. № 9. С. 22–29.
  8. Фомин В.М. Водородная энергетика автомобильного транспорта. М.: Изд-во РУДН. 2006. 334 с.
  9. Фомин В.М., Хрипач Н.А. Поиск путей вхождения отдельных видов альтернативных энергоресурсов в сферу перспективного освоения водородной энергетики на отечественном транспорте // Известия МГТУ МАМИ. 2014. Т. 8. № 1-1. С. 74–83.
  10. Хрипач Н.А., Лежнев Л.Ю. Водородная энергетика и транспорт // Автомобильная промышленность. 2008. № 10. С. 23–25.
  11. Фомин В.М., Каменев В.Ф., Хергеледжи М.В. Бортовое генерирование водородосодержащего газа для транспортных двигателей. Транспорт на альтернативном топливе. 2013. № 2 (32). С. 41–47
  12. Кавтарадзе Р.З., Сун Байган, Голосов А.С. и др. Эффективные показатели водородного двигателя с модифицированной системой топливоподачи при работе на обеднённой смеси. Труды НАМИ. 2021. № 3 (286) C. 58–64
  13. Гладышева М.А. Водородная энергетика. Хранение водорода. Доклад на конференции «Старт в науку», г. Черноголовка. МФТИ, 2004. [интернет]. [дата обращения: 26.04.2022]. Режим доступа: http://abitura.com/modern_physics/hydro_energy/hydro_energy4.html
  14. Каким должно быть топливо будущего. Все, что нужно знать о водородном топливе будущего. Методы получения H2. [интернет]. [дата обращения: 26.04.2022]. Режим доступа: https://tdiesel.ru/vse-chto-nuzhno-znat-o-vodorodnom-toplive-budushchego-kakim-dolzhno-byt.html
  15. Miyamoto T., Hasegawa H., Mikami M., et al. Effect of hydrogen addition to intake gas on combustion and exhaust emission characteristics of a diesel engine // International Journal of Hydrogen Energy. 2011. Vol. 36, N 20. P. 13138–13149. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.06.144

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Получение газа ННО на борту транспортного средства: а – схема электролиза воды в присутствии натрия; b - схема генератора для производства газа HHO.

Скачать (206KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Камера сгорания дизеля 4ЧН 9/10 (а) и схема (b) размещения его топливной системы для раздельной подачи ННО и дизельного топлива: 1 – фильтр тонкой очистки дизельного топлива; 2 – топливопровод низкого давления; 3 – топливоподкачивающий насос; 4 – топливный насос высокого давления для подачи дизельного топлива; 5 – автоматический регулятор частоты вращения; 6 – топливопровод высокого давления; 7 – форсунка; 8 – газовый генератор; 9 – трубка HHO; 10 – воздушный фильтр; 11 – впускной трубопровод; 12 – топливный бак для хранения дизельного топлива; 13 – фильтр грубой очистки топлива.

Скачать (191KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Мощностные и экономические показатели дизеля 4ЧН 9/10 при его работе на режимах частичной скоростной характеристики при условии 50% Мк ВСХ: ДТ – работа на дизельном топливе; ДТ+ННО – работа при добавлении газа ННО на впуске.

Скачать (290KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Содержание токсичных веществ в отработавших газах дизеля 4ЧН 9/10 при его работе на режимах частичной скоростной характеристики при условии 30% Мк ВСХ: ДТ – работа на дизельном топливе; ДТ+ННО – работа при добавлении газа ННО на впуске.

Скачать (200KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах