- водневі двигуни
- Принцип роботи
- характеристики каталізаторів
- Водневий двигун своїми руками
- Пристрій водневого двигуна
- електрична частина
- підсумки
З екранів телевізорів нам заявляють, що кількість нафти стрімко зменшується, і незабаром бензинові машини відійдуть в далеке минуле. Ось тільки це не зовсім вірно.
Дійсно, кількість розвіданих запасів нафти не дуже велике. Залежно від ступеня споживання їх може вистачити на період від 50 до 200 років. Але в цій статистиці не враховуються до сих пір нерозвідані місця нафтовидобутку.
Насправді нафти на нашій планеті більш ніж достатньо. Інше питання, що складність її видобутку постійно зростає, а значить, зростає і ціна. До того ж не можна списувати з рахунків екологічний фактор. Вихлопні гази сильно забруднюють середовище і з цим треба щось робити.
Сучасна наука створила безліч альтернативних джерел енергії аж до двигуна ядерного розпаду в ваших машинах. Але більшість з цих технологій поки що являють собою концепти без можливості реального застосування. По крайней мере, так було до недавнього часу.
З кожним роком машинобудівні компанії випускають все більше машин, що працюють на альтернативних джерелах живлення. Одним з найбільш ефективних рішень в даному контексті є водневий двигун від бренду «Тойота». Він дозволяє повністю забути про бензин, роблячи автомобіль екологічним і дешевим транспортом.
водневі двигуни
Типи водневих двигунів і їх опис
Наука безперервно розвивається. Кожен день придумуються нові концепти. Але тільки кращі з них втілюються в життя. Зараз існує всього два типи водневих двигунів, які можуть бути рентабельними і продуктивними.
Перший тип водневого двигуна працює на паливних елементах. На жаль, водневі двигуни даного типу досі мають високу вартість. Справа в тому, що в конструкції міститися дорогі матеріали на зразок платини.
До другого типу відносяться водневі двигуни внутрішнього згоряння. Принцип роботи таких пристроїв сильно нагадує пропанові моделі. Саме тому їх часто перенастроюють для роботи під водень. На жаль, ККД подібних пристроїв на порядок нижчі за ті, що функціонують на паливних елементах.
На даний момент важко сказати, яка з цих двох технологій зі створення водневих двигунів переможе. У кожної є свої плюси і мінуси. У будь-якому випадку роботи в даному напрямку не припиняються. Тому, цілком можливо, що до 2030 року машину з водневим двигуном можна буде купити в будь-якому автосалоні.
Принцип роботи
Водневий двигун працює на основі принципу електролізу. Даний процес відбувається в воді під впливом спеціального каталізатора. В результаті виділяється гидроген. Його хімічна формула наступна - НБО. Газ не володіє вибухонебезпечними якостями.
Важливо! Усередині спеціальних ємностей газ змішується з паливно-повітряною сумішшю.
До складу генератора входить електролізер і резервуар. За процес генерації газу відповідає модулятор струму. Для забезпечення найкращих результатів в інжекторних водневих двигунах встановлюється оптимізатор. Це пристрій відповідає за регулювання співвідношення паливно-повітряної суміші і газу Брауна.
характеристики каталізаторів
Каталізатори, які використовують для створення потрібної реакції в водневому двигуні, можуть бути трьох видів:
- Циліндричні банки. Це найпростіша конструкція, що працює на досить примітивної системі управління. Продуктивність водневого двигуна, що працює з даними каталізатором, не перевищує 0,7 літра газу в хвилину. Такі системи можуть використовуватися на машинах з водневим двигуном об'ємом до півтора літра. Збільшення числа банок дозволяє перевищити даний ліміт.
- Роздільні осередки. Вважається, що саме такий тип каталізатора є найбільш ефективним. Продуктивність системи складає більше двох літрів газу в хвилину, ККД - максимальний.
- Відкриті пластини або сухий каталізатор. Дана система розрахована на тривалий термін роботи. Продуктивність коливається в діапазоні від одного до двох літрів газу в хвилину. Відкрите розташування забезпечує максимально ефективне охолодження.
Ефективність водневих двигунів з кожним роком зростає. Зараз починають вводитися в експлуатації гібридні пристрої, що функціонують на водні і бензині. У свою чергу, конструктори не припиняють шукати найбільш ефективної моделі каталізатора, що забезпечує ще більшу продуктивність.
Водневий двигун своїми руками
Генератор
Щоб створити ефективний водневий двигун для автомобіля своїми руками, потрібно почати з генератора. Найпростіший саморобний генератор - це герметична ємність з рідиною, в яку занурюються електроди. Для такого пристрою досить джерела живлення в 12 В.
Штуцер встановлюється на кришці конструкції. Він відводить суміш водню з киснем. Власне, це і є основа генератора для водневого двигуна, яка підключається до ДВС.
Щоб створити повноцінну систему також знадобиться додатковий накопичувач і акумулятор. В якості корпусу найкраще використовувати водопровідний фільтр або ж можна купити спеціальну установку. В останній застосовуються циліндричні електроди підвищеної продуктивності.
Як бачите, виділити потрібний газ для реакції не так-то вже й складно. Набагато складніше зробити його в потрібному для водневого двигуна кількості. Щоб підвищити ефективність необхідно використовувати електроди з міді. В крайньому випадку підійде і нержавіюча сталь.
В ході реакції ток повинен подаватися з різною силою. Тому без електронного блоку не обійтися. До того ж в резервуарі завжди повинно бути певна кількість води, щоб реакція проходила в нормальних умовах. Система автоматичного підживлення в водневому двигуні вирішує цю проблему. Інтенсивність електролізу забезпечує достатню кількість солі.
Важливо! Якщо вода дистильована, електролізу не буде зовсім.
Щоб зробити воду для водневого двигуна необхідно взяти 10 літрів рідини і додати столову ложку гідроксиду.
Пристрій водневого двигуна
В першу чергу потрібно подбати про додаткові резервуарах і трубопроводі. Водневий двигун потребує датчику рівня води, який встановлюється в середині кришки. Це запобіжить помилкове спрацьовування при русі вгору-вниз. Саме він буде давати команду системі автоматичного підживлення, коли це знадобиться.
Особливу роль відіграє датчик тиску. Він включається на показнику в 40 psi. Як тільки внутрішній тиск досягне показника в 45 psi, підкачка відключається. При перевищенні 50 psi спрацює запобіжник.
Запобіжник водневого двигуна повинен складатися з двох частин: вентиля аварійного скидання і розривного диска. Розривної диск активується, коли тиск досягає 60 psi, не завдаючи ніякої шкоди системі.
Для відводу тепла потрібно використовувати найхолоднішу свічку. Чи не підходять свічки з платиновими наконечниками. Платина - відмінний каталізатор для реакції водню і кисню.
Важливо! Приділіть особливу увагу створенню вентиляції картера водневого двигуна.
електрична частина
Важливу роль в електричній схемі водневого двигуна грає таймер 555. Він виконує роль імпульсного генератора. Мало того, з його допомогою можна регулювати частоту і ширину імпульсу.
Важливо! Таймер має три частотні діапазони. Опір резисторів в межах 100 Ом. Підключення відбувається паралельно.
У платі водневого двигуна повинно бути два імпульсних таймера 555. При цьому перший повинен мати конденсатори більшої ємності. Вихід з ноги 3 надходить на другий генератор. Він його власне і включає.
Третій вихід другого таймера імпульсного водневого генератора підключається до резисторам на 220 і 820 Ом. Транзистор підсилює потік до потрібної величини. За його захист відповідає діод 1N4007. Це забезпечує нормальну роботу всієї системи.
підсумки
Зараз водневий двигун вже не плід фантазії вчених, а цілком реальна розробка, яку можна зробити самостійно. Звичайно, за характеристиками подібний агрегат буде поступатися заводській моделі. Але економія для ДВС все одно буде помітною.
Водневі двигуни не просто допомагають скоротити споживання бензину, але і є повністю безпечними для навколишнього середовища. Саме тому вже в першому кварталі продажі водневого автомобіля марки «Тойота» побили всі рекорди в Японії.
