Улучшение энергетических и экологических показателей дизельного ДВС путем применения водородосодержащей добавки

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

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.

Полный текст

Доступ закрыт

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