Введение 3
Глава 1 Изучение литературы для выявления перспективы применения водорода в поршневых двигателях транспортных средств 6
1.1 Использование водорода в поршневых двигателях
транспортных средств 6
1.2 Меры по проектированию или переоборудованию
двигателя для работы на водороде 22
1.3 Подача водорода под давлением 27
1.4 Прямой впрыск водорода 32
1.5 Моделирование смесеобразования водорода в двигателях с
искровым зажиганием 38
Глава 2 Описание исследуемых моделей двигателя 43
Глава 3 Обзор результатов моделирования процесса сгорания в двигателе при подаче топлива во впускной трубопровод 48
Заключение 60
Список используемых источников 63
Актуальность работы и научная значимость настоящего исследования.
Водород является привлекательным альтернативным энергоносителем, который может оставить в прошлом вредные выбросы, глобальное потепление и ненадежность поставок нефти. В текущей работе рассматривается возможность использования водорода в двигателях внутреннего сгорания. Водородные двигатели могут быть внедрены относительно легко как с технологической, так и с экономической точек зрения.
Водород демонстрирует отличительные черты приемлемого безуглеродного топлива. При сгорании водорода не образуются токсичные продукты, такие как углеводороды, монооксид углерода, оксиды серы, органические кислоты или диоксид углерода.
Хорошо известно, что пролитый водород не оказывает вредного воздействия на окружающую среду благодаря своей высокой плавучести и способности к диффузии в воздухе. Водородный поток быстро рассеивается в атмосфере. С другой стороны, пролитый бензин часто создает опасность возгорания, а в некоторых случаях оказался загрязнителем грунтовых вод.
Поэтому исследование перспектив применения водорода в автомобильных силовых установках является актуальной темой магистерской диссертации.
Объект исследования.
Автомобильная силовая установка.
Предмет исследования.
Применения водорода в автомобильных силовых установках.
Целью работы является изучение перспектив применения водорода в автомобильных двигателях легкового автомобиля.
Гипотеза исследования состоит в том, что водород обеспечивает чистое и эффективное сгорания в ДВС...
Выполнен анализ перспектив применения водорода в автомобильных силовых установках. Получены следующие основные выводы, а именно:
- Водород имеет высокую стоимость, и в ближайшее время не сможет производиться в достаточном количестве для существенного выхода на рынок автомобильного топлива.
- Системы хранения сжатого водорода громоздки и тяжелые, а массовый объем значительно меньше, что приводит к значительному снижению пробега автомобиля между заправками, а при хранении сжиженного водорода возникает множество проблем как обеспечить постоянное охлаждение при длительной стоянке автомобиля.
- Проведенное моделирование двигателя с искровым зажиганием показало, что при подаче водорода во впускной коллектор значительно снижается наполнение цилиндров вследствие вытеснения водородом воздуха, при чем этот эффект более значим на малых частотах вращения, когда поток воздуха меньше сформирован, это приводит к значительному снижению мощностных показателей работы двигателя.
- Снижение максимального давления и температуры в процессе сгорания, а также повышение стабильности сгорания при работе на водороде, приводит к снижению токсичности по оксидам азота, а при отсутствии углерода в топливе, то токсичность по нормируемым продуктам неполного сгорания полностью отсутствует.
- Проведенный анализ экспериментальных исследований показал большой потенциал малых добавок водорода на режимах со сложностями в организации процесса сгорания, а именно это режимы глубокого дросселирования, где имеется значительное разбавление остаточными газами и режимы максимальных частот вращения, где процесс сгорания слишком удлинен что приводит к потери его эффективности...
