Test drive BMW ug hydrogen: bahin sa duha

“Tubig. Ang bugtong produkto sa limpyo nga makina sa BMW mao ang paggamit sa likido nga hydrogen imbes nga mga gasolina sa petrolyo ug gitugotan ang tanan nga makatagamtam sa bag-ong mga teknolohiya nga adunay limpyo nga tanlag.

BMW nga paagi

Kini nga mga pulong usa ka kinutlo gikan sa usa ka kampanya sa advertising sa usa ka kompanya sa Aleman pipila ka tuig ang milabay. Sulod sa dugay nga panahon walay usa nga nagduhaduha sa kamatuoran nga ang mga Bavarian nahibal-an pag-ayo kung unsa ang ilang gibuhat kon bahin sa teknolohiya sa motor ug usa sa dili malalis nga mga lider sa kalibutan niini nga natad. Dili usab kini isipon nga ang usa ka kompanya nga nagpakita og lig-on nga pag-uswag sa pagbaligya sa bag-ohay nga mga tuig magbutang usa ka tonelada nga salapi sa wala kaayo nahibal-an nga mga ad alang sa mga nagsaad nga teknolohiya nga adunay dili sigurado nga kaugmaon.

Sa parehas nga oras, bisan pa, ang gikutlo nga mga pulong bahin sa usa ka kampanya aron mapauswag ang usa ka lahi nga 745-oras nga hydrogen nga bersyon sa punoan nga punoan sa awto sa Bavarian. Exotic, tungod kay sumala sa BMW, ang pagbalhin sa mga alternatibo sa hydrocarbon fuels, nga gipakaon sa industriya sa automotive gikan sa sinugdanan, magkinahanglan usa ka pagbag-o sa tibuuk nga imprastraktura sa produksiyon. Ang ulahi gikinahanglan tungod kay nakita sa mga Bavarian ang usa ka maayong dalan sa pag-uswag dili sa kaylap nga gipahibalo nga mga selyula sa sugnod, apan sa pagbag-o sa internal nga mga makina sa pagkasunog aron modagan sa hydrogen. Nagtuo ang BMW nga ang pag-upgrade usa ka masulbad nga problema ug nakahimo na og mahinungdanong pag-uswag sa pagsulbad sa nag-unang problema sa pagkab-ot sa kasaligan nga performance sa makina ug pagwagtang sa hilig niini alang sa dili makontrol nga mga proseso sa pagkasunog gamit ang puro nga hydrogen. Ang kalampusan niini nga direksyon tungod sa katakus sa natad sa elektronik nga pagkontrol sa mga proseso sa makina ug ang posibilidad sa paggamit sa BMW patented flexible gas distribution systems Valvetronic ug Vanos, kung wala kini imposible nga masiguro ang normal nga operasyon sa "hydrogen engine" . Bisan pa, ang una nga mga lakang sa kini nga direksyon nagsugod kaniadtong 1820, sa dihang ang tigdesinyo nga si William Cecil nagmugna ug usa ka makina nga gigamit sa hydrogen nga naglihok sa gitawag nga "prinsipyo sa haw-ang" - usa ka laraw nga lahi kaayo sa sa ulahi nga naimbento nga makina nga adunay internal nga makina. . nagdilaab. Sa iyang unang pag-uswag sa internal combustion engine 60 ka tuig ang milabay, ang pioneer nga si Otto migamit sa nahisgotan na ug coal-derived synthetic gas nga adunay hydrogen content nga mga 50%. Bisan pa, sa pag-imbento sa carburetor, ang paggamit sa gasolina nahimong labi ka praktikal ug luwas, ug ang likido nga sugnod gipulihan sa tanan nga ubang mga alternatibo nga naglungtad hangtod karon. Ang mga kabtangan sa hydrogen isip usa ka sugnod nadiskobrehan pag-usab sa daghang mga tuig sa ulahi sa industriya sa kawanangan, nga dali nga nakadiskobre nga ang hydrogen adunay labing maayo nga ratio sa enerhiya / masa sa bisan unsang gasolina nga nahibal-an sa katawhan.

Kaniadtong Hulyo 1998, ang European Association of the Automotive Industry (ACEA) mipasalig sa iyang kaugalingon sa European Union aron maminusan ang mga pagbuga sa CO2008 gikan sa mga bag-ong narehistro nga mga salakyanan sa Union sa aberids nga 2 gramo matag kilometro sa 140. Sa praktis, kini nagpasabut sa usa ka 25% nga pagkunhod sa mga gibuga kumpara sa 1995, ug ang kasagaran nga konsumo sa gasolina sa bag-ong panon sa mga 6,0 l / 100 km. Sa haduol nga umaabot, gilauman nga dugang nga mga lakang nga makaminusan ang mga carbon dioxide emissions sa 14% sa 2012. Gihimo niini nga lisud ang buluhaton alang sa mga kompanya sa awto ug, sumala sa mga eksperto sa BMW, mahimong masulbad bisan pinaagi sa paggamit sa mga low-carbon fuel o pinaagi sa hingpit nga pagwagtang sa carbon gikan sa sangkap sa gasolina. Pinauyon sa kini nga teyorya, ang hydrogen nagpakita na usab sa automotive arena sa tanan nga himaya niini.

Ang kompanya nga Bavarian mao ang una nga naghimo sa awto nga naghimo daghan nga mga salakyanan nga gipadagan sa hydrogen. Ang malaumon ug masaligon nga mga pag-angkon ni Propesor Burkhard Geschel, miyembro sa board sa BMW nga responsable alang sa bag-ong mga kaugmaran, nga "ang kompanya magbaligya mga hydrogen car sa wala pa matapos ang karon nga 7 Series" natinuod. Uban sa labing bag-o nga bersyon niini, ang Hydrogen 7, ang ikapito nga serye, gipaila kaniadtong 2006, nga adunay usa ka 12 hp 260-silindro nga makina. kini nga mensahe nahimo nang usa ka katinuud. Ang katuyoan ingon ambisyoso, apan dili nga walay hinungdan. Nag-eksperimento ang BMW sa mga panloob nga makina sa pagkasunog nga nagdagan sa hydrogen gikan pa kaniadtong 1978, ug kaniadtong 11 Mayo 2000 naghimo usa ka talagsaon nga pasundayag sa mga posibilidad sa kini nga kapilian. Ang usa ka katingad-an nga panon sa 15 750 hl nga mga salakyanan gikan sa miaging henerasyon sa usa ka semana, nga gipadagan sa mga hydrogen dose nga silindro nga makina, nakompleto ang 170 km nga marapon, nga nagpunting sa kalampusan sa kompanya ug saad sa bag-ong teknolohiya. Kaniadtong 000 ug 2001, ang pipila sa mga salakyanan nga nagpadayon sa pag-apil sa lainlaing mga demonstrasyon agig pagsuporta sa ideya nga hydrogen. Unya panahon na alang sa usa ka bag-ong pag-uswag nga gibase sa sunod nga 2002 Series, nga naggamit us aka moderno nga 7-litro nga V-4,4 nga makina nga adunay katulin nga 212 km / h, gisundan sa labing bag-ong pag-uswag nga adunay 12-silindro nga V-XNUMX. Pinauyon sa opisyal nga opinyon sa kompanya, ang mga hinungdan ngano nga gipili sa BMW kini nga teknolohiya kaysa mga fuel cells pareho nga komersyal ug sikolohikal. Una, kini nga pamaagi magkinahanglan labi ka gamay nga pagpamuhunan kung magbag-o ang imprastraktura sa produksyon. Ikaduha, tungod kay ang mga tawo naanad na sa maayo nga daan nga internal nga pagkasunog nga makina, gusto nila kini ug maglisud nga makigbahin niini. Ug ang ikatulo, sa kasamtangan, nahimo nga kini nga teknolohiya labi ka dali molambo kaysa sa fuel cell technology.

Sa BMW nga mga sakyanan, ang hydrogen gitipigan sa usa ka super-insulated cryogenic nga sudlanan, sama sa usa ka high-tech nga thermos nga botelya nga gihimo sa German nga refrigeration group nga Linde. Sa ubos nga temperatura sa pagtipig, ang sugnod anaa sa liquid phase ug mosulod sa makina sama sa regular nga gasolina.

Niini nga yugto, ang mga tigdesinyo sa kompanya nga Munich nagtutok sa dili direkta nga pag-injection sa gasolina, ug ang kalidad sa sagol nagsalig sa operating mode sa makina. Sa bahin nga load mode, ang makina nagdagan sa maniwang nga mga sagol nga susama sa diesel fuel - ang pagbag-o gihimo lamang sa gidaghanon sa gasolina nga gi-injected. Kini ang gitawag nga "kalidad nga pagkontrol" sa sagol, diin ang makina nagdagan nga sobra sa hangin, apan tungod sa gamay nga karga, maminusan ang pagporma sa nitroheno nga pagbuga. Kung adunay panginahanglan alang sa hinungdanon nga kusog, ang makina nagsugod sa pagtrabaho sama sa usa ka gasolina nga makina, nga nagbalhin sa gitawag nga "kadaghan nga kontrol" sa mga sagol ug naandan (dili maniwang) nga mga panagsama. Kini nga mga pagbag-o posible, sa usa ka bahin, tungod sa katulin sa elektronik nga pagkontrol sa mga proseso sa makina, ug sa laing bahin, tungod sa flexible nga operasyon sa mga sistema sa pagkontrol sa pag-apod-apod sa gas - "doble" nga Vanos, nga nagtrabaho kauban ang Valvetronic intake control system nga walay throttle. Kinahanglan ibutang sa hunahuna nga, sumala sa mga inhinyero sa BMW, ang laraw sa pagtrabaho sa kini nga pag-uswag usa ra ka tungatunga nga yugto sa pag-uswag sa teknolohiya ug nga sa umaabot nga mga makina mobalhin sa pagdirekta sa hydrogen injection sa mga silindro ug turbocharging. Ang kini nga mga pamaagi gilauman nga moresulta sa labi ka maayo nga dinamika sa salakyanan kaysa sa usa ka makumpara nga makina nga gasolina ug pagdugang sa kinatibuk-ang kahusayan sa sulud nga combustion engine nga labaw sa 50%. Dinhi tinuyo nga wala naton nahilabtan ang hilisgutan nga "fuel cells", tungod kay karong bag-o kining isyu nga aktibo nga gigamit. Hinuon, sa parehas nga oras, kinahanglan naton kini hisgutan sa sulud sa teknolohiya sa hydrogen sa BMW, tungod kay ang mga tigdesinyo sa Munich nakadesisyon nga gamiton ra ang kana nga mga aparato aron mapadagan ang on-board electrical system sa mga awto, nga hingpit nga gitangtang ang naandan nga gahum sa baterya. Kini nga lakang nagtugot sa dugang nga pagtipig sa gasolina, tungod kay ang hydrogen nga makina dili kinahanglan nga magmaneho sa alternator, ug ang onboard nga sistema sa elektrisidad mahimong hingpit nga awtonomiya ug independente sa agianan sa pagdrayb - kini makamugna og elektrisidad bisan kung ang makina wala magdagan, ingon man makagama. ug pagkonsumo sa enerhiya nagpahulam sa kaugalingon sa hingpit nga pag-optimize. Ang kamatuuran nga kutob ra sa elektrisidad kung gikinahanglan mahimo na karon aron mapadagan ang water pump, oil pumps, brake booster ug wired system nga gihubad usab ngadto sa dugang nga pagtipig. Bisan pa, kahanas sa tanan nga mga kabag-ohan, ang sistema sa fuel injection (gasolina) praktikal nga wala nakaagi sa mahal nga mga pagbag-o sa laraw. Aron mapalambo ang mga teknolohiya sa hydrogen kaniadtong Hunyo 2002, ang BMW Group, Aral, BVG, DaimlerChrysler, Ford, GHW, Linde, Opel MAN naghimo sa programa sa pakigtambayayong CleanEnergy, nga nagsugod sa pag-uswag sa mga istasyon sa pagpuno nga adunay liquefied ug compressed hydrogen.

Ang BMW mao ang initiator sa daghang uban pang mga hiniusang proyekto, lakip ang mga kompanya sa lana, diin ang labing aktibo nga mga partisipante mao ang Aral, BP, Shell, Total. Interes sa niini nga promising nga dapit mao ang nagtubo exponentially - sa sunod nga napulo ka tuig, ang EU lamang ang mohatag direkta pinansyal nga kontribusyon sa mga pundo sa paggasto sa kalamboan ug pagpatuman sa hydrogen teknolohiya sa kantidad nga 2,8 bilyon euros. Ang gidaghanon sa mga pamuhunan sa mga pribadong kompanya sa pagpalambo sa "hydrogen" niining panahona lisud matagna, apan klaro nga kini sa daghang mga higayon molapas sa mga pagbuhin gikan sa mga non-profit nga organisasyon.

Hydrogen sa sulud nga mga makina sa pagkasunog

Makapaikag nga matikdan nga, tungod sa pisikal ug kemikal nga mga kabtangan sa hydrogen, kini labi ka dali nga masunog kaysa sa gasolina. Sa praktis, kini nagpasabot nga dili kaayo inisyal nga enerhiya ang gikinahanglan aron masugdan ang proseso sa pagkasunog sa hydrogen. Sa laing bahin, ang kaayo nga mga sagol nga dali nga magamit sa mga makina sa hydrogen - usa ka butang nga makab-ot sa modernong mga makina sa gasolina pinaagi sa komplikado ug mahal nga mga teknolohiya.

Ang kainit tali sa mga partikulo sa hydrogen-air mixture dili kaayo mawala, ug sa samang higayon, ang temperatura sa auto-ignition ug ang rate sa mga proseso sa pagkasunog mas taas kay sa gasolina. Ang hydrogen adunay ubos nga densidad ug usa ka lig-on nga diffusivity (ang posibilidad sa mga partikulo nga motuhop sa laing gas - sa kini nga kaso, hangin).

Ang ubos nga enerhiya sa pagpaaktibo nga gikinahanglan alang sa self-ignition mao ang usa sa pinakadako nga mga hagit sa pagkontrolar sa mga proseso sa pagkasunog sa hydrogen nga mga makina tungod kay ang sagol dali nga mosilaob tungod sa pagkontak sa mas init nga mga lugar sa combustion chamber ug pagsukol sa pagsunod sa usa ka kadena sa hingpit nga dili makontrol nga mga proseso. Ang paglikay niini nga risgo mao ang usa sa pinakadako nga mga hagit sa pagpalambo sa hydrogen nga mga makina, apan kini dili sayon ​​sa pagwagtang sa mga sangputanan sa kamatuoran nga ang usa ka kaayo nga nagdilaab nga sagol nga mobiyahe duol kaayo sa mga silindro nga mga bungbong ug makasulod sa hilabihan ka pig-ot nga mga kal-ang. sama sa sirado nga mga balbula, pananglitan... Kining tanan kinahanglang tagdon sa dihang magdesinyo niini nga mga motor.

Ang usa ka taas nga temperatura sa autoignition ug us aka taas nga numero sa oktano (mga 130) nagtugot sa pagtaas sa compression ratio sa makina ug, busa, ang pagkaepisyente niini, apan adunay peligro usab sa autoignition sa hydrogen gikan sa pagkontak sa labi ka init nga bahin. sa silindro. Ang bentaha sa taas nga kapasidad sa pagsabwag sa hydrogen mao ang posibilidad nga dali nga isagol sa hangin, nga kung adunay pagkaguba sa tanke naggarantiya ang dali ug luwas nga pagsabwag sa gasolina.

Ang sulundon nga air-hydrogen mixture alang sa pagkasunog adunay ratio nga gibana-bana nga 34:1 (alang sa gasolina kini nga ratio mao ang 14,7:1). Kini nagpasabut nga kung ang paghiusa sa parehas nga masa sa hydrogen ug gasolina sa una nga kaso, labaw pa sa doble nga daghang hangin ang gikinahanglan. Sa samang higayon, ang hydrogen-air mixture mokuha ug mas dakong luna, nga nagpatin-aw ngano nga ang mga makina nga gipadagan sa hydrogen adunay gamay nga gahum. Ang usa ka lunsay nga digital nga ilustrasyon sa mga ratios ug volume labi ka maayo nga mosulti - ang densidad sa hydrogen nga andam alang sa pagkasunog 56 ka beses nga mas gamay kaysa sa gasoline vapor .... Bisan pa, kinahanglan nga matikdan nga, sa prinsipyo, ang mga makina sa hydrogen mahimo usab nga molihok nga adunay mga sagol nga air-hydrogen hangtod sa 180: 1 (i. walay balbula sa throttle ug gamiton ang prinsipyo sa mga makina sa diesel. Kinahanglan usab nga matikdan nga ang hydrogen mao ang dili malalis nga lider sa pagtandi sa hydrogen ug gasolina isip mga tinubdan sa enerhiya sa termino sa masa - ang usa ka kilo sa hydrogen halos tulo ka pilo nga mas kusog sa enerhiya kay sa usa ka kilo sa gasolina.

Sama sa mga makina sa gasolina, ang liquefied hydrogen mahimong ma-injected direkta sa unahan sa mga balbula sa mga manifold, apan ang labing kaayo nga solusyon mao ang direkta nga pag-injection sa panahon sa compression stroke - sa kini nga kaso, ang gahum mahimong molapas sa parehas nga makina sa gasolina sa 25%. Kini tungod kay ang sugnod (hydrogen) dili makabalhin sa hangin sama sa usa ka gasolina o diesel nga makina, nga nagtugot lamang sa hangin (mas labaw pa sa naandan) nga mapuno ang combustion chamber. Usab, dili sama sa mga makina sa gasolina, ang mga makina sa hydrogen wala magkinahanglan og structural swirling tungod kay ang hydrogen mosabwag og maayo sa hangin nga wala niini nga sukod. Tungod sa lain-laing mga rate sa pagsunog sa lain-laing mga bahin sa silindro, kini mao ang mas maayo sa pagbutang sa duha ka spark plugs, ug sa hydrogen makina, ang paggamit sa platinum electrodes mao ang dili praktikal, tungod kay ang platinum mahimong usa ka catalyst nga mosangpot sa sugnod oksihenasyon sa ubos nga temperatura.

H2R

Ang H2R usa ka nagtrabaho nga supersport nga prototype nga gitukod sa mga inhenyero sa BMW ug gipadagan sa usa ka dose-silindro nga makina nga moabot sa labing taas nga output nga 285 hp kung gipaandar sa hydrogen. Salamat sa kanila, ang eksperimental nga modelo mopaspas gikan sa 0 ngadto sa 100 km / h sulod sa unom ka segundos ug moabot sa kinatas-ang tulin nga 300 km / h. Ang H2R nga makina gibase sa standard nga top-end unit nga gigamit sa petrol 760i ug gikuha lamang ang napulo mga bulan aron mapalambo. Aron mapugngan ang kusog nga pagkasunog, ang mga espesyalista sa Bavarian nakahimo og usa ka espesyal nga siklo sa pag-agos ug estratehiya sa pag-injection ngadto sa combustion chamber, gamit ang mga posibilidad nga gihatag sa variable valve timing systems sa makina. Sa wala pa ang sagol nga mosulod sa mga silindro, ang ulahi gipabugnaw sa hangin, ug ang ignition gihimo lamang sa taas nga patay nga sentro - tungod sa taas nga rate sa pagkasunog nga adunay gasolina nga hydrogen, ang pag-abante sa ignition dili kinahanglan.

kaplag

Ang pagtuki sa panalapi sa pagbalhin sa limpyo nga enerhiya sa hydrogen dili pa kaayo malaumon. Ang paghimo, pagtipig, pagbiyahe ug pagsuplay sa light gas padayon pa nga kusog nga proseso, ug sa karon nga yugto sa teknolohiya nga pag-uswag sa tawo ang ingon nga pamaagi dili epektibo. Bisan pa, wala kini gipasabut nga ang pagsiksik ug pagpangita sa mga solusyon dili magpadayon. Ang mga sugyot aron makahimo hydrogen gikan sa tubig gamit ang elektrisidad gikan sa mga solar panel ug itago kini sa daghang mga tanke nga adunay pagkamalaumon. Sa pikas nga bahin, ang proseso sa pagmugna elektrisidad ug hydrogen sa yugto sa gas sa Desyerto sa Sahara, nga gidala kini sa Dagat Mediteranyo pinaagi sa pipeline, pagpainum sa liquefying ug pagdala niini sa mga cryogenic tanker, pagdiskarga niini sa mga pantalan ug sa katapusan pagdala kini sa usa ka trak tunog gamay nga kataw-anan sa karon ...

Usa ka makapaikag nga ideya ang gipresentar karong bag-o sa kompaniya sa lana sa Norsk Hydro, nga nagsugyot sa paghimo og hydrogen gikan sa natural gas sa mga lugar nga gihimo sa North Sea, ug ang nahabilin nga carbon monoxide gitipig sa nahurot nga umahan sa ilawom sa dagat. Ang kamatuuran naa sa tunga-tunga, ug ang oras ra ang magsulti kung diin moadto ang pag-uswag sa industriya nga hydrogen.

Lahi nga Mazda

Ang Japanese nga kompanya nga Mazda nagpakita usab sa iyang bersyon sa hydrogen engine - sa porma sa usa ka rotary unit sports car RX-8. Dili kini ikatingala, tungod kay ang mga bahin sa disenyo sa makina nga Wankel angayan kaayo alang sa paggamit sa hydrogen isip sugnod. Ang gas gitipigan ubos sa taas nga presyur sa usa ka espesyal nga tangke, ug ang sugnod direktang gi-inject sa mga combustion chamber. Tungod sa kamatuoran nga sa kaso sa rotary nga mga makina, ang mga dapit diin ang indeyksiyon ug pagkasunog nahitabo gibulag, ug ang temperatura sa suction nga bahin mas ubos, ang problema sa posibilidad sa dili makontrol nga ignition mikunhod pag-ayo. Nagtanyag usab ang makina sa Wankel og igo nga wanang alang sa duha nga mga injector, nga hinungdanon kaayo alang sa pag-inject sa labing kaayo nga kantidad sa hydrogen.