BMW a hydrogen: yr injan hylosgi mewnol

Dechreuodd prosiectau’r cwmni 40 mlynedd yn ôl gyda fersiwn hydrogen y gyfres 5

Mae BMW wedi credu ers tro mewn symudedd trydan. Heddiw, gellir ystyried Tesla yn feincnod yn y maes hwn, ond ddeng mlynedd yn ôl, pan ddangosodd y cwmni Americanaidd y cysyniad o lwyfan alwminiwm wedi'i addasu, a sylweddolwyd wedyn ar ffurf Model S Tesla, roedd BMW yn gweithio'n weithredol ar y Megacity Prosiect cerbyd. Mae 2013 yn cael ei farchnata fel y BMW i3. Mae'r car Almaeneg avant-garde yn defnyddio nid yn unig strwythur cymorth alwminiwm gyda batris integredig, ond hefyd corff wedi'i wneud o bolymerau wedi'u hatgyfnerthu â charbon. Fodd bynnag, yn ddiamau, yr hyn y mae Tesla ar y blaen i'w gystadleuwyr yw ei fethodoleg eithriadol, yn enwedig ar raddfa datblygu batris ar gyfer cerbydau trydan - o berthnasoedd â gweithgynhyrchwyr celloedd lithiwm-ion i adeiladu ffatrïoedd batri enfawr, gan gynnwys y rhai â chymwysiadau di-drydan. symudedd.

Ond gadewch i ni fynd yn ôl i BMW oherwydd, yn wahanol i Tesla a llawer o'i gystadleuwyr, mae'r cwmni Almaeneg yn dal i gredu ym mudoledd hydrogen. Yn ddiweddar, dadorchuddiodd tîm dan arweiniad Is-lywydd Celloedd Tanwydd Hydrogen y cwmni, Dr. Jürgen Gouldner, gell tanwydd I-Hydrogen Next, genset hunan-yrru sy'n cael ei bweru gan adwaith cemegol tymheredd isel. Mae'r foment hon yn nodi 10 mlynedd ers lansio datblygiad cerbyd celloedd tanwydd BMW a 7fed pen-blwydd y cydweithrediad â Toyota ar gelloedd tanwydd. Fodd bynnag, mae dibyniaeth BMW ar hydrogen yn mynd yn ôl 40 mlynedd ac mae'n dymheredd llawer mwy "poeth".

Mae hyn yn fwy na chwarter canrif o ddatblygiadau gan y cwmni, lle mae hydrogen yn cael ei ddefnyddio fel tanwydd ar gyfer peiriannau tanio mewnol. Am lawer o'r cyfnod hwnnw, roedd y cwmni'n credu bod injan hylosgi mewnol wedi'i phweru gan hydrogen yn agosach at y defnyddiwr na chell tanwydd. Gydag effeithlonrwydd o tua 60% a chyfuniad o fodur trydan gydag effeithlonrwydd o fwy na 90%, mae injan celloedd tanwydd yn llawer mwy effeithlon nag injan hylosgi mewnol sy'n rhedeg ar hydrogen. Fel y gwelwn yn y llinellau a ganlyn, gyda'u chwistrelliad uniongyrchol a'u gwefru tyrbo, bydd peiriannau llai heddiw yn hynod o addas ar gyfer darparu hydrogen - ar yr amod bod y systemau chwistrellu a rheoli hylosgi priodol yn eu lle. Ond er bod peiriannau hylosgi mewnol sy'n cael eu pweru gan hydrogen fel arfer yn llawer rhatach na chell tanwydd ynghyd â batri lithiwm-ion, nid ydynt ar yr agenda mwyach. Yn ogystal, mae problemau symudedd hydrogen yn y ddau achos yn mynd ymhell y tu hwnt i gwmpas y system gyrru.

Ac eto pam hydrogen?

Mae hydrogen yn elfen bwysig yng nghwest dynoliaeth i ddefnyddio mwy a mwy o ffynonellau ynni amgen fel pont i storio ynni o'r haul, gwynt, dŵr a biomas trwy ei droi'n ynni cemegol. Yn syml, mae hyn yn golygu na ellir storio'r trydan a gynhyrchir gan y ffynonellau naturiol hyn mewn cyfeintiau mawr, ond gellir ei ddefnyddio i gynhyrchu hydrogen trwy ddadelfennu dŵr yn ocsigen a hydrogen.

Wrth gwrs, gellir echdynnu hydrogen hefyd o ffynonellau hydrocarbon anadnewyddadwy, ond mae hyn wedi bod yn annerbyniol ers tro o ran ei ddefnyddio fel ffynhonnell ynni. Mae'n ffaith ddiymwad y gellir datrys problemau technolegol cynhyrchu, storio a chludo hydrogen - yn ymarferol, hyd yn oed nawr, mae llawer iawn o'r nwy hwn yn cael ei gynhyrchu a'i ddefnyddio fel deunyddiau crai yn y diwydiannau cemegol a phetrocemegol. Yn yr achosion hyn, fodd bynnag, nid yw cost uchel hydrogen yn angheuol, gan ei fod yn "toddi" ar gost uchel y cynhyrchion y mae'n ymwneud â nhw.

Fodd bynnag, mae'r broblem o ddefnyddio nwy ysgafn fel ffynhonnell ynni ac mewn symiau mawr ychydig yn fwy cymhleth. Mae gwyddonwyr wedi bod yn ysgwyd eu pennau ers amser maith i chwilio am ddewis arall strategol posibl yn lle olew tanwydd, a gall y cynnydd mewn symudedd trydan a hydrogen fod mewn symbiosis agos. Wrth wraidd hyn oll mae ffaith syml ond pwysig iawn – mae echdynnu a defnyddio hydrogen yn troi o amgylch y cylch naturiol o gyfuno a dadelfennu dŵr … Os yw dynoliaeth yn gwella ac yn ehangu dulliau cynhyrchu gan ddefnyddio ffynonellau naturiol fel ynni solar, gwynt a dŵr, gellir cynhyrchu hydrogen a'i ddefnyddio mewn symiau anghyfyngedig heb allyrru allyriadau niweidiol.
cynhyrchu

Ar hyn o bryd mae mwy na 70 miliwn o dunelli o hydrogen pur yn cael eu cynhyrchu yn y byd. Y prif ddeunydd crai ar gyfer ei gynhyrchu yw nwy naturiol, sy'n cael ei brosesu mewn proses a elwir yn "ddiwygio" (hanner y cyfanswm). Mae symiau llai o hydrogen yn cael eu cynhyrchu gan brosesau eraill fel electrolysis cyfansoddion clorin, ocsidiad rhannol olew trwm, nwyeiddio glo, pyrolysis glo i gynhyrchu golosg, a diwygio gasoline. Defnyddir tua hanner cynhyrchiad hydrogen y byd ar gyfer synthesis amonia (a ddefnyddir fel porthiant wrth gynhyrchu gwrteithwyr), mewn mireinio olew ac wrth synthesis methanol.

Mae’r cynlluniau cynhyrchu hyn yn rhoi baich amrywiol ar yr amgylchedd ar yr amgylchedd ac, yn anffodus, nid yw’r un ohonynt yn cynnig dewis amgen ystyrlon i’r status quo ynni presennol – yn gyntaf oherwydd eu bod yn defnyddio ffynonellau anadnewyddadwy, ac yn ail oherwydd bod cynhyrchiant yn gollwng sylweddau diangen megis carbon deuocsid. Y dull mwyaf addawol ar gyfer cynhyrchu hydrogen yn y dyfodol yw dadelfeniad dŵr gyda chymorth trydan, sy'n hysbys yn yr ysgol elfennol. Fodd bynnag, dim ond trwy ddefnyddio ynni naturiol ac yn enwedig ynni solar a gwynt i gynhyrchu'r trydan sydd ei angen i ddadelfennu dŵr y mae cau'r cylch ynni glân yn bosibl ar hyn o bryd. Yn ôl Dr Gouldner, mae technolegau modern "sy'n gysylltiedig" â systemau gwynt a solar, gan gynnwys gorsafoedd hydrogen bach, lle mae'r olaf yn cael ei gynhyrchu ar y safle, yn gam newydd mawr i'r cyfeiriad hwn.
Storio

Gellir storio hydrogen mewn symiau mawr mewn cyfnodau nwyol a hylifol. Gelwir y cronfeydd dŵr mwyaf o'r fath, lle mae hydrogen yn cael ei gadw ar bwysedd cymharol isel, yn "fesuryddion nwy". Mae tanciau canolig a llai yn cael eu haddasu i storio hydrogen ar bwysedd o 30 bar, tra bod y tanciau arbennig lleiaf (dyfeisiau drud wedi'u gwneud o gyfansoddion wedi'u hatgyfnerthu â dur neu ffibr carbon arbennig) yn cynnal pwysau cyson o 400 bar.
Gellir storio hydrogen hefyd mewn cyfnod hylif ar -253 ° C fesul cyfaint uned sy'n cynnwys 1,78 gwaith yn fwy o egni na phan gaiff ei storio ar 700 bar - i gyflawni'r swm cyfatebol o egni mewn hydrogen hylifedig fesul uned cyfaint, rhaid cywasgu'r nwy hyd at 1250 bar. Oherwydd effeithlonrwydd ynni uwch hydrogen oer, mae BMW yn partneru â grŵp rheweiddio Almaeneg Linde ar gyfer ei systemau cyntaf, sydd wedi datblygu dyfeisiau cryogenig o'r radd flaenaf i hylifo a storio hydrogen. Mae gwyddonwyr hefyd yn cynnig dewisiadau eraill, ond yn llai perthnasol ar hyn o bryd, ar gyfer storio hydrogen - er enghraifft, storio dan bwysau mewn blawd metel arbennig, ar ffurf hydridau metel, ac eraill.

Mae rhwydweithiau trosglwyddo hydrogen eisoes yn bodoli mewn ardaloedd sydd â chrynodiad uchel o blanhigion cemegol a phurfeydd olew. Yn gyffredinol, mae'r dechneg yn debyg i'r un ar gyfer trosglwyddo nwy naturiol, ond nid yw defnyddio'r olaf ar gyfer anghenion hydrogen bob amser yn bosibl. Fodd bynnag, hyd yn oed yn y ganrif ddiwethaf, cafodd llawer o dai mewn dinasoedd Ewropeaidd eu goleuo gan nwy golau piblinell, sy'n cynnwys hyd at 50% hydrogen ac sy'n cael ei ddefnyddio fel tanwydd ar gyfer y peiriannau tanio mewnol llonydd cyntaf. Mae lefel gyfredol y dechnoleg eisoes yn caniatáu cludo hydrogen hylifedig trwy danceri cryogenig presennol, yn debyg i'r rhai a ddefnyddir ar gyfer nwy naturiol.

BMW a'r injan hylosgi mewnol

"Dŵr. Yr unig gynnyrch terfynol o injans BMW glân sy’n defnyddio hydrogen hylifol yn lle tanwydd petrolewm ac sy’n caniatáu i bawb fwynhau technolegau newydd gyda chydwybod glir.”

Dyfyniad o ymgyrch hysbysebu i gwmni o'r Almaen ar ddechrau'r 745ain ganrif yw'r geiriau hyn. Dylai fod yn hyrwyddo fersiwn hydrogen XNUMX awr braidd egsotig o flaenllaw'r automaker Bafaria. Yn egsotig, oherwydd, yn ôl BMW, bydd y newid i ddewisiadau tanwydd hydrocarbon y mae'r diwydiant ceir wedi bod yn bwydo arno o'r dechrau yn gofyn am newid yn yr isadeiledd diwydiannol cyfan. Bryd hynny, daeth y Bafariaid o hyd i lwybr datblygu addawol nid yn y celloedd tanwydd a hysbysebwyd yn eang, ond wrth drosi peiriannau tanio mewnol i weithio gyda hydrogen. Cred BMW fod yr ôl-ffitio dan ystyriaeth yn fater y gellir ei ddatrys ac mae eisoes yn gwneud cynnydd sylweddol tuag at yr her allweddol o sicrhau perfformiad injan dibynadwy a dileu ei dueddiad i hylosgi ffo gan ddefnyddio hydrogen pur. Mae'r llwyddiant i'r cyfeiriad hwn oherwydd y cymhwysedd ym maes rheolaeth electronig ar brosesau injan a'r gallu i ddefnyddio'r systemau patent BMW patent ar gyfer dosbarthu nwy hyblyg Valvetronic a Vanos, ac heb hynny mae'n amhosibl gwarantu gweithrediad arferol "peiriannau hydrogen".

Fodd bynnag, mae'r camau cyntaf i'r cyfeiriad hwn yn dyddio'n ôl i 1820, pan greodd y dylunydd William Cecil injan tanwydd hydrogen yn gweithredu ar yr hyn a elwir yn "egwyddor gwactod" - cynllun hollol wahanol i'r un a ddyfeisiwyd yn ddiweddarach gydag injan fewnol. llosgi. Yn ei ddatblygiad cyntaf o beiriannau tanio mewnol 60 mlynedd yn ddiweddarach, defnyddiodd yr arloeswr Otto y nwy synthetig a grybwyllwyd eisoes ac yn deillio o lo gyda chynnwys hydrogen o tua 50%. Fodd bynnag, gyda dyfeisio'r carburetor, mae'r defnydd o gasoline wedi dod yn llawer mwy ymarferol a mwy diogel, ac mae tanwydd hylif wedi disodli'r holl ddewisiadau eraill sydd wedi bodoli hyd yn hyn. Darganfuwyd priodweddau hydrogen fel tanwydd flynyddoedd yn ddiweddarach gan y diwydiant gofod, a ddarganfu'n gyflym mai hydrogen oedd â'r gymhareb egni/màs orau o unrhyw danwydd sy'n hysbys i ddynolryw.

Ym mis Gorffennaf 1998, ymrwymodd Cymdeithas Diwydiant Moduron Ewrop (ACEA) i leihau allyriadau CO2 ar gyfer cerbydau sydd newydd gofrestru yn yr Undeb i 140 gram y cilomedr ar gyfartaledd erbyn 2008. Yn ymarferol, mae hyn yn golygu gostyngiad o 25% mewn allyriadau o'i gymharu â 1995 ac mae'n cyfateb i ddefnydd tanwydd ar gyfartaledd yn y fflyd newydd o tua 6,0 l / 100 km. Mae hyn yn gwneud y dasg i gwmnïau ceir yn anodd dros ben ac, yn ôl arbenigwyr BMW, gellir ei datrys naill ai trwy ddefnyddio tanwydd carbon isel neu drwy dynnu carbon yn llwyr o'r cyfansoddiad tanwydd. Yn ôl y theori hon, mae hydrogen yn ymddangos yn ei holl ogoniant ar yr olygfa fodurol.
Y cwmni Bafaria yw'r gwneuthurwr ceir cyntaf i ddechrau cynhyrchu màs cerbydau sy'n cael eu pweru gan hydrogen. Mae honiadau hyderus a hyderus Bwrdd Cyfarwyddwyr BMW Burkhard Göschel, Aelod o Fwrdd BMW sy'n gyfrifol am ddatblygiadau newydd, "y bydd y cwmni'n gwerthu ceir hydrogen cyn i'r Gyfres 7 ddod i ben," yn dod yn wir. Gyda Hydrogen 7, cyflwynwyd fersiwn o'r seithfed gyfres yn 2006 ac mae ganddo injan 12 hp 260-silindr. daw'r neges hon yn realiti.

Mae'r bwriad yn ymddangos yn eithaf uchelgeisiol, ond am reswm da. Mae BMW wedi bod yn arbrofi gyda pheiriannau tanio hydrogen er 1978, gyda’r 5-gyfres (E12), cyflwynwyd y fersiwn 1984 awr o’r E 745 ym 23, ac ar Fai 11, 2000, dangosodd alluoedd unigryw’r dewis arall hwn. Fflyd drawiadol o 15 hp. Roedd yr E 750 "yr wythnos" gydag injans 38-silindr wedi'u pweru gan hydrogen yn rhedeg marathon 12 km, gan dynnu sylw at lwyddiant y cwmni a'r addewid o dechnoleg newydd. Yn 170 a 000, parhaodd rhai o'r cerbydau hyn i gymryd rhan mewn arddangosiadau amrywiol i hyrwyddo'r syniad hydrogen. Yna daw datblygiad newydd yn seiliedig ar y 2001 Cyfres nesaf, gan ddefnyddio injan fodern 2002-litr V-7 ac sy'n gallu cyflymder uchaf o 4,4 km / h, ac yna'r datblygiad diweddaraf gydag injan V-212 12-silindr.

Yn ôl barn swyddogol y cwmni, roedd y rhesymau pam roedd yn well gan BMW y dechnoleg hon na chelloedd tanwydd yn fasnachol ac yn seicolegol. Yn gyntaf, bydd y dull hwn yn gofyn am lawer llai o fuddsoddiad os bydd seilwaith diwydiannol yn newid. Yn ail, oherwydd bod pobl wedi arfer â'r hen beiriant tanio mewnol da, maent wrth eu boddau a bydd yn anodd rhan ag ef. Ac yn drydydd, oherwydd ar yr un pryd, mae'r dechnoleg hon yn datblygu'n gyflymach na thechnoleg celloedd tanwydd.

Mewn ceir BMW, mae hydrogen yn cael ei storio mewn llestr cryogenig sydd wedi'i or-inswleiddio, fel potel thermos uwch-dechnoleg a ddatblygwyd gan grŵp rheweiddio Almaeneg Linde. Ar dymheredd storio isel, mae'r tanwydd yn y cyfnod hylif ac yn mynd i mewn i'r injan fel tanwydd arferol.

Mae dylunwyr cwmni Munich yn defnyddio chwistrelliad tanwydd yn y maniffoldiau cymeriant, ac mae ansawdd y cymysgedd yn dibynnu ar ddull gweithredu'r injan. Yn y modd llwyth rhannol, mae'r injan yn rhedeg ar gymysgeddau main tebyg i ddiesel - dim ond faint o danwydd sy'n cael ei chwistrellu sy'n cael ei newid. Dyma'r hyn a elwir yn "reolaeth ansawdd" y gymysgedd, lle mae'r injan yn rhedeg gyda gormod o aer, ond oherwydd y llwyth isel, mae ffurfio allyriadau nitrogen yn cael ei leihau. Pan fydd angen pŵer sylweddol, mae'r injan yn dechrau gweithio fel injan gasoline, gan symud i'r hyn a elwir yn "reoleiddio meintiol" y cymysgedd ac i gymysgeddau arferol (nid main). Mae'r newidiadau hyn yn bosibl, ar y naill law, diolch i gyflymder rheoli prosesau electronig yn yr injan, ac ar y llaw arall, diolch i weithrediad hyblyg y systemau rheoli dosbarthu nwy - y Vanos "dwbl", gan weithio ar y cyd. gyda'r system rheoli cymeriant Valvetronic heb sbardun. Dylid cofio, yn ôl peirianwyr BMW, mai dim ond cam canolradd yn natblygiad technoleg yw cynllun gweithio'r datblygiad hwn ac yn y dyfodol bydd yn rhaid i beiriannau symud i chwistrellu hydrogen yn uniongyrchol i'r silindrau a'r turbocharger. Disgwylir y bydd cymhwyso'r dulliau hyn yn arwain at welliant ym mherfformiad deinamig y car o'i gymharu ag injan gasoline debyg ac at gynnydd o fwy na 50% yn effeithlonrwydd cyffredinol yr injan hylosgi mewnol.

Ffaith ddatblygiadol ddiddorol yw, gyda'r datblygiadau diweddaraf mewn peiriannau hylosgi mewnol “hydrogen”, mae dylunwyr ym Munich yn mynd i faes celloedd tanwydd. Maen nhw'n defnyddio dyfeisiau o'r fath i bweru'r rhwydwaith trydanol mewn ceir, gan ddileu'r batri confensiynol yn llwyr. Diolch i'r cam hwn, mae arbedion tanwydd ychwanegol yn bosibl, gan nad oes rhaid i'r injan hydrogen yrru'r eiliadur, ac mae'r system drydanol ar y bwrdd yn dod yn gwbl ymreolaethol ac yn annibynnol ar y llwybr gyrru - gall gynhyrchu trydan hyd yn oed pan nad yw'r injan yn rhedeg, a gellir optimeiddio ynni cynhyrchu a defnyddio yn llawn. Mae'r ffaith y gellir cynhyrchu cymaint o drydan ag sydd ei angen i bweru'r pwmp dŵr, pympiau olew, atgyfnerthu brêc a systemau gwifrau hefyd yn arwain at arbedion pellach. Fodd bynnag, ochr yn ochr â'r holl ddatblygiadau arloesol hyn, nid yw'r system chwistrellu tanwydd (gasoline) bron wedi cael unrhyw newidiadau dylunio costus.

Er mwyn hyrwyddo technolegau hydrogen ym mis Mehefin 2002, creodd BMW Group, Aral, BVG, DaimlerChrysler, Ford, GHW, Linde, Opel, MAN y rhaglen bartneriaeth CleanEnergy, a ddechreuodd ei weithgaredd gyda datblygu gorsafoedd llenwi LPG. a hydrogen cywasgedig. Ynddyn nhw, mae rhan o'r hydrogen yn cael ei gynhyrchu ar y safle gan ddefnyddio trydan solar, ac yna'n cael ei gywasgu, ac mae meintiau hylifedig mawr yn dod o orsafoedd cynhyrchu arbennig, ac mae'r holl anweddau o'r cyfnod hylif yn cael eu trosglwyddo'n awtomatig i'r gronfa nwy.
Mae BMW wedi cychwyn nifer o brosiectau ar y cyd eraill, gan gynnwys gyda chwmnïau olew, a'r cyfranogwyr mwyaf gweithgar yw Aral, BP, Shell, Total.
Fodd bynnag, pam mae BMW yn cefnu ar yr atebion technolegol hyn ac yn dal i ganolbwyntio ar gelloedd tanwydd, byddwn yn dweud wrthych mewn erthygl arall yn y gyfres hon.

Hydrogen mewn peiriannau tanio mewnol

Mae'n ddiddorol nodi, oherwydd priodweddau ffisegol a chemegol hydrogen, ei fod yn llawer mwy fflamadwy na gasoline. Yn ymarferol, mae hyn yn golygu bod angen llawer llai o egni cychwynnol i gychwyn y broses hylosgi hydrogen. Ar y llaw arall, gall peiriannau hydrogen ddefnyddio cymysgeddau "drwg" iawn yn hawdd - rhywbeth y mae peiriannau gasoline modern yn ei gyflawni trwy dechnolegau cymhleth a drud.

Mae'r gwres rhwng gronynnau'r cymysgedd hydrogen-aer yn llai gwasgaredig, ac ar yr un pryd, mae'r tymheredd tanio ceir yn llawer uwch, yn ogystal â chyfradd y prosesau hylosgi o'i gymharu â gasoline. Mae gan hydrogen ddwysedd isel a thrylededd cryf (y posibilrwydd y bydd gronynnau'n mynd i mewn i nwy arall - yn yr achos hwn, aer).

Yr egni actifadu isel sy'n ofynnol ar gyfer hunan-danio yw un o'r heriau mwyaf wrth reoli hylosgi mewn peiriannau hydrogen, oherwydd gall y gymysgedd danio'n hawdd yn ddigymell oherwydd cyswllt ag ardaloedd poethach yn y siambr hylosgi ac ymwrthedd yn dilyn cadwyn o brosesau cwbl afreolus. Mae osgoi'r risg hon yn un o'r heriau mwyaf wrth ddylunio injan hydrogen, ond nid yw'n hawdd dileu canlyniadau'r ffaith bod y gymysgedd hylosgi gwasgaredig iawn yn symud yn agos iawn at waliau'r silindr ac yn gallu treiddio i fylchau cul iawn. er enghraifft ar hyd falfiau caeedig ... Rhaid ystyried hyn i gyd wrth ddylunio'r moduron hyn.

Mae'r tymheredd awto uchel a'r rhif octan uchel (tua 130) yn caniatáu cynnydd yng nghymhareb cywasgu'r injan ac, felly, ei heffeithlonrwydd, ond unwaith eto mae perygl o awtomeiddio hydrogen wrth ddod i gysylltiad â'r rhan boethach. yn y silindr. Mantais cynhwysedd trylediad uchel hydrogen yw'r posibilrwydd o gymysgu'n hawdd ag aer, sydd, os bydd tanc yn torri i lawr, yn gwarantu gwasgariad cyflym a diogel o'r tanwydd.

Mae gan y cymysgedd aer-hydrogen delfrydol ar gyfer hylosgi gymhareb o tua 34:1 (ar gyfer gasoline, y gymhareb hon yw 14,7:1). Mae hyn yn golygu, wrth gyfuno'r un màs o hydrogen a gasoline yn yr achos cyntaf, mae angen mwy na dwywaith cymaint o aer. Ar yr un pryd, mae'r gymysgedd hydrogen-aer yn cymryd llawer mwy o le, sy'n esbonio pam mae gan beiriannau hydrogen lai o bŵer. Mae darlun digidol pur o gymarebau a chyfeintiau yn eithaf huawdl - mae dwysedd hydrogen sy'n barod i'w hylosgi 56 gwaith yn llai na dwysedd anwedd gasoline ... Fodd bynnag, dylid nodi, yn gyffredinol, y gall peiriannau hydrogen weithredu ar gymysgeddau aer. . hydrogen mewn cymarebau hyd at 180:1 (h.y. gyda chymysgeddau "drwg" iawn), sydd yn ei dro yn golygu y gall yr injan redeg heb sbardun a defnyddio egwyddor peiriannau diesel. Dylid crybwyll hefyd mai hydrogen yw'r arweinydd diamheuol yn y gymhariaeth rhwng hydrogen a gasoline fel ffynhonnell ynni màs - mae gan cilogram o hydrogen bron i dair gwaith yn fwy o egni fesul cilogram o gasoline.

Yn yr un modd â pheiriannau gasoline, gellir chwistrellu hydrogen hylifedig yn uniongyrchol o flaen y falfiau yn y maniffoldiau, ond yr ateb gorau yw chwistrellu'n uniongyrchol yn ystod y strôc cywasgu - yn yr achos hwn, gall y pŵer fod yn fwy na 25% o injan gasoline tebyg. Mae hyn oherwydd nad yw'r tanwydd (hydrogen) yn dadleoli aer fel injan gasoline neu ddiesel, gan ganiatáu i'r siambr hylosgi lenwi ag aer yn unig (yn sylweddol fwy nag arfer). Yn ogystal, yn wahanol i beiriannau gasoline, nid oes angen chwyrlïo strwythurol ar hydrogen, gan fod hydrogen heb y mesur hwn yn gwasgaru'n eithaf da ag aer. Oherwydd y cyfraddau llosgi gwahanol mewn gwahanol rannau o'r silindr, mae'n well gosod dau blygiau gwreichionen, ac mewn peiriannau hydrogen, nid yw'r defnydd o electrodau platinwm yn addas, gan fod platinwm yn dod yn gatalydd sy'n arwain at ocsidiad tanwydd hyd yn oed ar dymheredd isel. .

Opsiwn Mazda

Mae'r cwmni Japaneaidd Mazda hefyd yn dangos ei fersiwn o'r injan hydrogen, ar ffurf bloc cylchdro yn y car chwaraeon RX-8. Nid yw hyn yn syndod, gan fod nodweddion dylunio injan Wankel yn hynod addas ar gyfer defnyddio hydrogen fel tanwydd.
Mae'r nwy yn cael ei storio dan bwysedd uchel mewn tanc arbennig ac mae'r tanwydd yn cael ei chwistrellu'n uniongyrchol i'r siambrau hylosgi. Oherwydd y ffaith, yn achos peiriannau cylchdro, bod y parthau lle mae pigiad a hylosgi yn digwydd ar wahân, ac mae'r tymheredd yn y rhan cymeriant yn is, mae'r broblem gyda'r posibilrwydd o danio heb ei reoli yn cael ei leihau'n sylweddol. Mae injan Wankel hefyd yn cynnig digon o le i ddau chwistrellwr, sy'n hanfodol i chwistrellu'r swm gorau posibl o hydrogen.

H2R

Mae'r H2R yn brototeip supersport gweithredol a adeiladwyd gan beirianwyr BMW ac sy'n cael ei bweru gan injan 12-silindr sy'n cyrraedd uchafswm allbwn o 285 hp. wrth weithio gyda hydrogen. Diolch iddynt, mae'r model arbrofol yn cyflymu o 0 i 100 km / h mewn chwe eiliad ac yn cyrraedd cyflymder uchaf o 300 km / h. Mae'r injan H2R yn seiliedig ar y brig safonol a ddefnyddir yn y gasoline 760i a chymerodd dim ond deng mis i'w ddatblygu .

Er mwyn atal hylosgi digymell, mae'r arbenigwyr Bafaria wedi datblygu strategaeth arbennig ar gyfer y cylchoedd llif a chwistrellu i'r siambr hylosgi, gan ddefnyddio'r posibiliadau a ddarperir gan system amseru falf amrywiol yr injan. Cyn i'r cymysgedd fynd i mewn i'r silindrau, mae'r olaf yn cael ei oeri gan aer, a dim ond yn y ganolfan farw uchaf y cynhelir tanio - oherwydd y gyfradd hylosgi uchel â thanwydd hydrogen, nid oes angen tanio ymlaen llaw.