Двигатель с искровым зажиганием, работающий на сжатом водороде

В бакалаврской работе проведен анализ влияния водорода на рабочий процесс ДВС. Получены основные выводы по работе:
1. Применение водорода осложнено падением мощности из-за вытеснения части воздуха при подаче газа во впускной коллектор, что привело к практически двухкратному снижению мощности если сравнивать работу на водороде и на бензине при подаче во впускной коллектор.
2. В ходе стационарного моделирования в программном пакете WAVE Ricardo 17.1 была оптимизирована концепция работы на чистом водороде. Полученные результаты наглядно показывают, что применение водорода в двигателе с искровым зажиганием позволяет получить очень низкие характеристики по токсичности в двух случаях, в первом случае если мы работаем на слегка обогащенной смеси при небольшом недостатке кислорода, что приводит к отсутствию термических оксидов и лишь незначительному количеству быстрых оксидов азота, а потом нужно быстро переходить на состав смеси беднее по коэффициенту избытка воздуха чем 1,4, что привод к снижению температуры в процессе сгорания и делает выбросы по NO в нормальных пределах, если же говорить об практически нулевых выбросах то тогда нужно работать при составах смеси беднее 1.8.
Выводы по первому разделу
Проведённый анализ известных источников показал, перспективность применения водорода в двигателях, с искровым зажиганием. Широкие пределы воспламеняемости позволяют двигателям на водороде работать в условиях качественного регулирования нагрузкой в диапазоне составов смесей от стехиометрического до 5 - 6 по коэффициенту избытка воздуха, что приводит к снижению температуры сгорания и практически к нулевым выбросам токсичных компонентов на режимах низких нагрузок.
Выводы по второму разделу
Проведенные расчеты показали значительное снижение мощностных показателей при работе на чистом водородном топливе. Мощность упала для стехиометрической смеси более чем в два раза. Соответственно для эффективного использования водорода требуется либо применения наддува, для улучшения наполнения цилиндров или работа в составе гибридной силовой установки, где недостаток мощности на нагрузочных режимах будет компенсирован электродвигателем. Также требуется провести оценку токсичности водородного двигателя по оксидам азота.
Выводы по 3-му разделу
Как мы видим применение работа на водороде без наддува снижает нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизмам почтив 2 раза, что позволяет говорить о возможностях снижения прочностных свойств деталей КШМ, за счет применения более дешевых материалов или уменьшения их размеров.
Выводы по 4-му разделу
В ходе стационарного моделирования концепция была исследованы характеристики сгорания водорода в ДВС с искровым зажиганием для достижения наилучших характеристик и эффективности с учетом реальных ограничений, таких как температура и давление в камере сгорания, и т. д. В результате была получена полная скоростная характеристика двигателя.
Представленные результаты наглядно показывают, что применение водорода в двигателе с искровым зажиганием позволяет получить очень низкие характеристики по токсичности в двух случаях, в первом случае если мы работаем на слегка обогащенной смеси при небольшом недостатке кислорода, что приводит к отсутствию термических оксидов и лишь незначительному количеству быстрых оксидов азота, а потом нужно быстро переходить на состав смеси беднее по коэффициенту избытка воздуха чем 1,4, что привод к снижению температуры в процессе сгорания и делает выбросы по ПОх в нормальных пределах, если же говорить об практически нулевых выбросах то тогда нужно работать при составах смеси беднее 1.8.

Купить