BMW at hydrogen: ang panloob na engine ng pagkasunog

Ang mga proyekto ng kumpanya ay nagsimula 40 taon na ang nakakaraan sa bersyon ng hydrogen ng 5 serye

Matagal nang naniniwala ang BMW sa electric mobility. Ngayon, ang Tesla ay maaaring ituring na benchmark sa lugar na ito, ngunit sampung taon na ang nakalilipas, nang ipakita ng kumpanyang Amerikano ang konsepto ng isang pasadyang platform ng aluminyo, na pagkatapos ay natanto sa anyo ng Tesla Model S, ang BMW ay aktibong nagtatrabaho sa Megacity. Proyekto ng sasakyan. Ang 2013 ay ibinebenta bilang BMW i3. Gumagamit ang avant-garde German na kotse hindi lamang ng aluminum support structure na may pinagsamang mga baterya, kundi pati na rin ng body na gawa sa carbon-reinforced polymers. Gayunpaman, hindi maikakailang nangunguna ang Tesla sa mga kakumpitensya nito ay ang pambihirang pamamaraan nito, lalo na sa laki ng pagbuo ng mga baterya para sa mga de-kuryenteng sasakyan - mula sa mga relasyon sa mga tagagawa ng lithium-ion cell hanggang sa pagtatayo ng malalaking pabrika ng baterya, kabilang ang mga may non-electric na application. kadaliang kumilos.

Ngunit bumalik tayo sa BMW dahil, hindi tulad ng Tesla at marami sa mga kakumpitensya nito, ang kumpanya ng Aleman ay naniniwala pa rin sa kadaliang kumilos ng hydrogen. Kamakailan, isang pangkat na pinamumunuan ng Bise Presidente ng Hydrogen Fuel Cells ng kumpanya, si Dr. Jürgen Gouldner, ang nag-unveiled ng I-Hydrogen Next fuel cell, isang self-propelled genset na pinapagana ng isang low-temperature chemical reaction. Ang sandaling ito ay minarkahan ang ika-10 anibersaryo ng paglulunsad ng fuel cell vehicle development ng BMW at ang ika-7 anibersaryo ng pakikipagtulungan sa Toyota sa mga fuel cell. Gayunpaman, ang pag-asa ng BMW sa hydrogen ay bumalik sa 40 taon at ito ay isang mas "mainit na temperatura".

Ito ay higit sa isang-kapat ng isang siglo ng mga pagpapaunlad ng kumpanya, kung saan ginagamit ang hydrogen bilang panggatong para sa mga panloob na makina ng pagkasunog. Sa karamihan ng panahong iyon, naniniwala ang kumpanya na ang isang hydrogen-powered internal combustion engine ay mas malapit sa consumer kaysa sa fuel cell. Sa isang kahusayan na humigit-kumulang 60% at isang kumbinasyon ng isang de-koryenteng motor na may kahusayan na higit sa 90%, ang isang fuel cell engine ay mas mahusay kaysa sa isang panloob na combustion engine na tumatakbo sa hydrogen. Gaya ng makikita natin sa mga sumusunod na linya, sa kanilang direktang pag-iniksyon at turbocharging, ang mga pinababang makina ngayon ay magiging lubhang angkop para sa paghahatid ng hydrogen—kung ang wastong mga sistema ng pagkontrol sa pag-iniksyon at pagkasunog ay nasa lugar. Ngunit habang ang mga panloob na combustion engine na pinapagana ng hydrogen ay karaniwang mas mura kaysa sa fuel cell na sinamahan ng lithium-ion na baterya, wala na sila sa agenda. Bilang karagdagan, ang mga problema ng hydrogen mobility sa parehong mga kaso ay lampas sa saklaw ng propulsion system.

At pa bakit hydrogen?

Ang hydrogen ay isang mahalagang elemento sa pakikipagsapalaran ng sangkatauhan na gumamit ng higit pa at mas maraming mga mapagkukunang alternatibong enerhiya, tulad ng isang tulay upang mag-imbak ng enerhiya mula sa araw, hangin, tubig at biomass sa pamamagitan ng pag-convert nito sa enerhiya ng kemikal. Sa simpleng mga termino, nangangahulugan ito na ang elektrisidad na nabuo ng mga likas na mapagkukunan na ito ay hindi maitatabi sa malalaking dami, ngunit maaaring magamit upang makabuo ng hydrogen sa pamamagitan ng pagkabulok ng tubig sa oxygen at hydrogen.

Siyempre, ang hydrogen ay maaari ding makuha mula sa mga hindi nababagong pinagmumulan ng hydrocarbon, ngunit ito ay matagal nang hindi katanggap-tanggap pagdating sa paggamit nito bilang isang mapagkukunan ng enerhiya. Ito ay isang hindi maikakaila na katotohanan na ang mga teknolohikal na problema ng produksyon, pag-iimbak at transportasyon ng hydrogen ay malulutas - sa pagsasagawa, kahit na ngayon, napakalaking halaga ng gas na ito ay ginawa at ginagamit bilang mga hilaw na materyales sa industriya ng kemikal at petrochemical. Sa mga kasong ito, gayunpaman, ang mataas na halaga ng hydrogen ay hindi nakamamatay, dahil ito ay "natutunaw" sa mataas na halaga ng mga produkto kung saan ito kasama.

Gayunpaman, ang problema sa paggamit ng magaan na gas bilang isang mapagkukunan ng enerhiya at sa malalaking dami ay medyo mas kumplikado. Matagal nang umiiling ang mga siyentipiko sa paghahanap ng posibleng madiskarteng alternatibo sa fuel oil, at ang pagtaas ng electric mobility at hydrogen ay maaaring nasa malapit na symbiosis. Sa gitna ng lahat ng ito ay isang simple ngunit napakahalagang katotohanan – ang pagkuha at paggamit ng hydrogen ay umiikot sa natural na cycle ng pagsasama-sama at pagkabulok ng tubig … Kung ang sangkatauhan ay mapabuti at magpapalawak ng mga pamamaraan ng produksyon gamit ang mga likas na pinagkukunan tulad ng solar energy, hangin at tubig, ang hydrogen ay maaaring gawin at gamitin sa walang limitasyong dami nang hindi naglalabas ng mga nakakapinsalang emisyon.
produksyon

Mahigit sa 70 milyong tonelada ng purong hydrogen ang kasalukuyang ginagawa sa mundo. Ang pangunahing hilaw na materyal para sa paggawa nito ay natural gas, na kung saan ay naproseso sa isang proseso na kilala bilang "reporma" (kalahati ng kabuuang). Ang mas maliit na bilang ng hydrogen ay ginawa ng iba pang mga proseso tulad ng electrolysis ng mga chlorine compound, bahagyang oksihenasyon ng mabibigat na langis, karbon gasification, pyrolysis ng karbon upang makabuo ng coke, at reporma ng gasolina. Halos kalahati ng produksyon ng hydrogen sa buong mundo ang ginagamit para sa pagbubuo ng amonya (na ginagamit bilang isang feedstock sa paggawa ng mga pataba), sa pagpino ng langis at pagbubuo ng methanol.

Ang mga scheme ng produksyon na ito ay nagpapabigat sa kapaligiran sa iba't ibang antas at, sa kasamaang-palad, wala sa mga ito ang nag-aalok ng isang makabuluhang alternatibo sa kasalukuyang katayuan ng enerhiya - una dahil gumagamit sila ng hindi nababagong mga mapagkukunan, at pangalawa dahil ang produksyon ay naglalabas ng mga hindi gustong sangkap tulad ng carbon dioxide. Ang pinaka-maaasahan na paraan para sa produksyon ng hydrogen sa hinaharap ay nananatiling ang agnas ng tubig sa tulong ng kuryente, na kilala sa elementarya. Gayunpaman, ang pagsasara ng malinis na siklo ng enerhiya ay kasalukuyang posible lamang sa pamamagitan ng paggamit ng natural at lalo na ng solar at wind energy upang makabuo ng kuryenteng kailangan para mabulok ang tubig. Ayon kay Dr. Gouldner, ang mga modernong teknolohiya ay "nakakonekta" sa hangin at solar system, kabilang ang mga maliliit na istasyon ng hydrogen, kung saan ang huli ay ginawa sa site, ay isang malaking bagong hakbang sa direksyong ito.
Lokasyon ng imbakan

Ang hydrogen ay maaaring maiimbak sa maraming dami sa parehong gas at likidong mga phase. Ang pinakamalaking naturang mga reservoir, kung saan ang hydrogen ay pinananatili sa isang medyo mababang presyon, ay tinatawag na "gas meter". Ang daluyan at mas maliit na mga tangke ay inangkop upang mag-imbak ng hydrogen sa presyon ng 30 bar, habang ang pinakamaliit na mga espesyal na tank (mahal na aparato na gawa sa mga espesyal na bakal o carbon fiber reinforced composite) ay nagpapanatili ng isang pare-parehong presyon ng 400 bar.
Ang hydrogen ay maaari ding mag-imbak sa isang likidong bahagi sa -253°C kada yunit ng volume na naglalaman ng 1,78 beses na mas maraming enerhiya kaysa kapag naka-imbak sa 700 bar – upang makamit ang katumbas na dami ng enerhiya sa liquefied hydrogen kada unit volume, ang gas ay dapat na i-compress hanggang sa 1250 bar. Dahil sa mas mataas na kahusayan sa enerhiya ng pinalamig na hydrogen, nakikipagtulungan ang BMW sa German refrigeration group na Linde para sa mga unang sistema nito, na nakabuo ng mga makabagong cryogenic na device upang magtunaw at mag-imbak ng hydrogen. Nag-aalok din ang mga siyentipiko ng iba, ngunit hindi gaanong naaangkop sa ngayon, mga alternatibo para sa pag-iimbak ng hydrogen - halimbawa, imbakan sa ilalim ng presyon sa espesyal na harina ng metal, sa anyo ng mga metal hydride, at iba pa.

Ang mga network ng paghahatid ng hydrogen ay mayroon nang mga lugar na may mataas na konsentrasyon ng mga halaman ng kemikal at mga refineries ng langis. Sa pangkalahatan, ang pamamaraan ay katulad ng para sa paghahatid ng natural gas, ngunit ang paggamit ng huli para sa mga pangangailangan ng hydrogen ay hindi laging posible. Gayunpaman, kahit na sa huling siglo, maraming mga bahay sa mga lunsod sa Europa ang naiilawan ng pipeline light gas, na naglalaman ng hanggang sa 50% hydrogen at na ginagamit bilang gasolina para sa unang nakatigil na panloob na mga engine ng pagkasunog. Pinapayagan na ng kasalukuyang antas ng teknolohiya ang transcontinental na transportasyon ng liquefied hydrogen sa pamamagitan ng mga umiiral na cryogenic tanker, katulad ng ginagamit para sa natural gas.

BMW at ang panloob na engine ng pagkasunog

"Tubig. Ang tanging pangwakas na produkto ng malinis na makina ng BMW na gumagamit ng likidong hydrogen sa halip na petrolyo na gasolina at nagbibigay-daan sa lahat na tangkilikin ang mga bagong teknolohiya na may malinis na budhi.

Ang mga salitang ito ay isang quote mula sa isang kampanya sa advertising para sa isang kumpanya ng Aleman sa simula ng ika-745 siglo. Dapat itong nagtataguyod ng halip na kakaibang XNUMX-oras na bersyon ng hydrogen ng punong barko ng Bavarian automaker. Exotic, dahil, ayon sa BMW, ang paglipat sa mga alternatibong fuel fuel ng hydrocarbon na pinakain ng industriya ng auto mula sa simula ay mangangailangan ng pagbabago sa buong imprastraktura ng industriya. Sa oras na iyon, ang mga Bavarians ay natagpuan ang isang maaasahang landas ng pag-unlad hindi sa malawak na na-advertise na mga fuel cell, ngunit sa paglipat ng mga panloob na engine ng pagkasunog upang gumana sa hydrogen. Naniniwala ang BMW na ang retrofit na isinasaalang-alang ay isang malulutas na isyu at gumagawa na ng makabuluhang pag-unlad tungo sa pangunahing hamon ng pagtiyak sa maaasahang pagganap ng engine at pag-aalis ng kaugaliang ito sa runaway pagkasunog gamit ang purong hydrogen. Ang tagumpay sa direksyon na ito ay dahil sa kakayahan sa larangan ng elektronikong pagkontrol ng mga proseso ng engine at ang kakayahang gamitin ang patentadong BMW na patentadong Valvetronic at Vanos system para sa kakayahang umangkop na pamamahagi ng gas, kung wala ito imposibleng garantiya ang normal na pagpapatakbo ng "mga hydrogen engine".

Gayunpaman, ang mga unang hakbang sa direksyong ito ay nagsimula noong 1820, nang ang taga-disenyo na si William Cecil ay lumikha ng isang hydrogen-fueled engine na nagpapatakbo sa tinatawag na "vacuum principle" - isang pamamaraan na ganap na naiiba mula sa na imbento nang maglaon gamit ang isang panloob na makina. nasusunog. Sa kanyang unang pag-unlad ng mga internal combustion engine makalipas ang 60 taon, ginamit ng pioneer na si Otto ang nabanggit na at hinango ng karbon na sintetikong gas na may nilalamang hydrogen na humigit-kumulang 50%. Gayunpaman, sa pag-imbento ng carburetor, ang paggamit ng gasolina ay naging mas praktikal at mas ligtas, at ang likidong gasolina ay pinalitan ang lahat ng iba pang mga alternatibo na umiiral hanggang ngayon. Ang mga katangian ng hydrogen bilang isang gasolina ay natuklasan pagkaraan ng maraming taon ng industriya ng kalawakan, na mabilis na natuklasan na ang hydrogen ay may pinakamahusay na ratio ng enerhiya/masa ng anumang gasolina na kilala sa sangkatauhan.

Noong Hulyo 1998, ang European Association of the Automotive Industry (ACEA) ay nakatuon na bawasan ang emissions ng CO2 para sa mga bagong rehistradong sasakyan sa Union sa isang average ng 140 gramo bawat kilometro sa pamamagitan ng 2008. Sa pagsasagawa, nangangahulugan ito ng isang 25% na pagbawas sa mga emissions kumpara sa 1995 at katumbas ng isang average na pagkonsumo ng gasolina sa bagong fleet na halos 6,0 l / 100 km. Ginagawa nitong mahirap ang gawain para sa mga kumpanya ng kotse at, ayon sa mga eksperto ng BMW, maaaring malutas alinman sa pamamagitan ng paggamit ng mga low-carbon fuel o sa pamamagitan ng ganap na pag-aalis ng carbon mula sa komposisyon ng gasolina. Ayon sa teoryang ito, ang hydrogen ay lilitaw sa lahat ng kanyang kaluwalhatian sa eksenang automotive.
Ang kumpanya ng Bavarian ay naging unang tagagawa ng kotse na nagsimula ng malawakang paggawa ng mga sasakyang pinapagana ng hydrogen. Ang maasahin mabuti at may kumpiyansa na mga pag-angkin ng Board of Directors ng BMW na si Burkhard Göschel, miyembro ng lupon ng BMW na responsable para sa mga bagong pagpapaunlad, na "magbebenta ang kumpanya ng mga hydrogen car bago mag-expire ang 7 Series," ay natupad. Sa Hydrogen 7, isang bersyon ng ikapitong serye ang ipinakilala noong 2006 at mayroong 12-silindro na 260 hp engine. ang mensahe na ito ay naging katotohanan.

Ang hangarin ay tila medyo ambisyoso, ngunit sa mabuting kadahilanan. Ang BMW ay nag-eeksperimento sa mga engine ng hydrogen combustion mula pa noong 1978, kasama ang 5-series (E12), ang 1984-hour bersyon ng E 745 ay ipinakilala noong 23, at noong Mayo 11, 2000, ipinakita nito ang natatanging mga kakayahan ng kahaliling ito. Isang kahanga-hangang fleet na 15 hp. Ang E 750 "ng linggo" na may 38-silindro na hydrogen-powered engine ay nagpatakbo ng isang 12 km marapon, na binibigyang diin ang tagumpay ng kumpanya at ang pangako ng bagong teknolohiya. Noong 170 at 000, ang ilan sa mga sasakyang ito ay patuloy na lumahok sa iba't ibang mga demonstrasyon upang itaguyod ang ideya ng hydrogen. Pagkatapos ay dumating ang isang bagong pag-unlad batay sa susunod na 2001 Serye, gamit ang isang modernong 2002-litro na V-7 engine at may kakayahang pinakamataas na bilis na 4,4 km / h, na sinusundan ng pinakabagong pag-unlad na may 212-silindro na V-12 engine.

Ayon sa opisyal na opinyon ng kumpanya, ang mga kadahilanan kung bakit pinili ng BMW ang teknolohiyang ito kaysa sa mga fuel cell ay kapwa komersyal at sikolohikal. Una, ang pamamaraang ito ay mangangailangan ng mas kaunting pamumuhunan sa kaso ng mga pagbabago sa pang-industriya na imprastraktura. Pangalawa, dahil ang mga tao ay sanay na sa magandang lumang panloob na engine ng pagkasunog, mahal nila ito at mahirap na makibahagi dito. At pangatlo, dahil sa parehong oras, ang teknolohiyang ito ay bumubuo ng mas mabilis kaysa sa fuel cell technology.

Sa mga kotse ng BMW, ang hydrogen ay iniimbak sa isang over-insulated na cryogenic na sisidlan, na parang high-tech na bote ng thermos na binuo ng German refrigeration group na Linde. Sa mababang temperatura ng imbakan, ang gasolina ay nasa likidong bahagi at pumapasok sa makina bilang normal na gasolina.

Ang mga taga-disenyo ng kumpanya ng Munich ay gumagamit ng iniksyon ng gasolina sa mga intake manifold, at ang kalidad ng halo ay nakasalalay sa mode ng pagpapatakbo ng engine. Sa partial load mode, ang makina ay tumatakbo sa mga lean mixture na katulad ng diesel - tanging ang dami ng fuel injected ang binago. Ito ang tinatawag na "kontrol sa kalidad" ng pinaghalong, kung saan ang makina ay tumatakbo na may labis na hangin, ngunit dahil sa mababang pagkarga, ang pagbuo ng mga paglabas ng nitrogen ay nabawasan. Kapag may pangangailangan para sa makabuluhang kapangyarihan, ang makina ay nagsisimulang gumana tulad ng isang makina ng gasolina, lumilipat sa tinatawag na "quantitative regulation" ng pinaghalong at sa mga normal (hindi sandalan) na mga mixture. Ang mga pagbabagong ito ay posible, sa isang banda, salamat sa bilis ng elektronikong proseso ng kontrol sa makina, at sa kabilang banda, salamat sa nababaluktot na operasyon ng mga sistema ng kontrol sa pamamahagi ng gas - ang "double" na Vanos, na nagtatrabaho kasabay gamit ang Valvetronic intake control system na walang throttle. Dapat tandaan na, ayon sa mga inhinyero ng BMW, ang pamamaraan ng pagtatrabaho ng pag-unlad na ito ay isang intermediate na yugto lamang sa pag-unlad ng teknolohiya at sa hinaharap na mga makina ay kailangang lumipat upang idirekta ang hydrogen injection sa mga cylinder at turbocharger. Inaasahan na ang paggamit ng mga pamamaraang ito ay hahantong sa isang pagpapabuti sa dynamic na pagganap ng kotse kumpara sa isang katulad na gasolina engine at sa isang pagtaas sa pangkalahatang kahusayan ng panloob na combustion engine ng higit sa 50%.

Ang isang kagiliw-giliw na katotohanan ng pag-unlad ay na sa pinakabagong mga pag-unlad sa "hydrogen" panloob na combustion engine, ang mga designer sa Munich ay pumapasok sa larangan ng mga fuel cell. Gumagamit sila ng mga ganoong device para paganahin ang on-board na electrical network sa mga kotse, na ganap na inaalis ang nakasanayang baterya. Salamat sa hakbang na ito, posible ang karagdagang pagtitipid ng gasolina, dahil ang hydrogen engine ay hindi kailangang magmaneho ng alternator, at ang onboard na de-koryenteng sistema ay nagiging ganap na nagsasarili at independiyente sa daanan ng pagmamaneho - maaari itong makabuo ng kuryente kahit na hindi tumatakbo ang makina, at ang produksyon at pagkonsumo ng enerhiya ay maaaring ganap na ma-optimize. Ang katotohanan na kung gaano karaming kuryente ang kinakailangan upang paandarin ang water pump, mga oil pump, brake booster at mga wiring system ay maaari na ngayong mabuo ay nangangahulugan din ng karagdagang pagtitipid. Gayunpaman, kasabay ng lahat ng mga pagbabagong ito, ang fuel injection system (gasolina) ay halos hindi sumailalim sa anumang mamahaling pagbabago sa disenyo.

Upang maitaguyod ang mga teknolohiya ng hydrogen noong Hunyo 2002, ang BMW Group, Aral, BVG, DaimlerChrysler, Ford, GHW, Linde, Opel, ang MAN ay lumikha ng programa sa pakikipagsosyo sa CleanEnergy, na nagsimula ng aktibidad nito sa pagbuo ng mga istasyon ng pagpuno ng LPG. at naka-compress na hydrogen. Sa kanila, bahagi ng hydrogen ay ginawa sa site gamit ang solar electrisidad, at pagkatapos ay naka-compress, at ang malalaking liquefied na dami ay nagmula sa mga espesyal na istasyon ng produksyon, at lahat ng mga singaw mula sa likidong bahagi ay awtomatikong inililipat sa reservoir ng gas.
Ang BMW ay nagpasimula ng maraming iba pang mga pinagsamang proyekto, kasama ang mga kumpanya ng langis, bukod dito ang pinaka-aktibong mga kalahok ay ang Aral, BP, Shell, Total.
Gayunpaman, kung bakit pinabayaan ng BMW ang mga teknolohikal na solusyon na ito at nakatuon pa rin sa mga fuel cell, sasabihin namin sa iyo sa isa pang artikulo sa seryeng ito.

Hydrogen sa panloob na mga engine ng pagkasunog

Ito ay kagiliw-giliw na tandaan na dahil sa pisikal at kemikal na mga katangian ng hydrogen, ito ay mas nasusunog kaysa sa gasolina. Sa pagsasagawa, nangangahulugan ito na mas kaunting paunang enerhiya ang kinakailangan upang simulan ang proseso ng pagkasunog sa hydrogen. Sa kabilang banda, ang mga hydrogen engine ay madaling gumamit ng napaka "masamang" mixtures - isang bagay na nakakamit ng mga modernong gasoline engine sa pamamagitan ng kumplikado at mamahaling teknolohiya.

Ang init sa pagitan ng mga particle ng pinaghalong hydrogen-air ay hindi gaanong nawawala, at sa parehong oras, ang temperatura ng auto-ignition ay mas mataas, gayundin ang rate ng mga proseso ng pagkasunog kumpara sa gasolina. Ang hydrogen ay may mababang density at isang malakas na diffusivity (ang posibilidad ng mga particle na pumasok sa isa pang gas - sa kasong ito, hangin).

Ito ay ang mababang lakas na pag-aktibo na kinakailangan para sa pag-aapoy sa sarili na isa sa pinakamalaking hamon sa pagkontrol sa pagkasunog sa mga hydrogen engine, dahil ang halo ay madaling kusang mag-apoy dahil sa pakikipag-ugnay sa mga mas maiinit na lugar sa silid ng pagkasunog at paglaban kasunod ng isang kadena ng ganap na hindi kontroladong mga proseso. Ang pag-iwas sa peligro na ito ay isa sa pinakamalaking hamon sa disenyo ng hydrogen engine, ngunit hindi madaling alisin ang mga kahihinatnan ng katotohanan na ang lubos na nakakalat na halo ng pagkasunog ay gumagalaw na malapit sa mga dingding ng silindro at maaaring tumagos sa labis na makitid na mga puwang. halimbawa kasama ang mga saradong balbula ... Ang lahat ng ito ay dapat isaalang-alang kapag nagdidisenyo ng mga motor na ito.

Ang mataas na temperatura ng autoignition at mataas na numero ng oktano (mga 130) ay nagpapahintulot sa isang pagtaas sa ratio ng compression ng engine at, samakatuwid, ang kahusayan nito, ngunit muli may panganib ng autoignition ng hydrogen sa pakikipag-ugnay sa mas maiinit na bahagi. sa silindro. Ang bentahe ng mataas na kapasidad ng pagsasabog ng hydrogen ay ang posibilidad ng madaling paghahalo sa hangin, na kung sakaling magkaroon ng isang breakdown ng tanke ginagarantiyahan ang mabilis at ligtas na pagpapakalat ng gasolina.

Ang perpektong air-hydrogen mixture para sa combustion ay may ratio na humigit-kumulang 34:1 (para sa gasolina ang ratio na ito ay 14,7:1). Nangangahulugan ito na kapag pinagsama ang parehong masa ng hydrogen at gasolina sa unang kaso, higit sa dalawang beses na mas maraming hangin ang kinakailangan. Kasabay nito, ang pinaghalong hydrogen-air ay kumukuha ng mas malaking espasyo, na nagpapaliwanag kung bakit ang mga hydrogen engine ay may mas kaunting lakas. Ang isang purong digital na paglalarawan ng mga ratios at volume ay medyo mahusay magsalita - ang density ng hydrogen na handa para sa combustion ay 56 beses na mas mababa kaysa sa density ng gasoline vapor ... Gayunpaman, dapat tandaan na, sa pangkalahatan, ang mga hydrogen engine ay maaaring gumana sa air mixtures . hydrogen sa mga ratio na hanggang 180:1 (i.e. na may napaka "masamang" mixtures), na nangangahulugan naman na ang makina ay maaaring tumakbo nang walang throttle at gamitin ang prinsipyo ng mga diesel engine. Dapat ding banggitin na ang hydrogen ay ang hindi mapag-aalinlanganang pinuno sa paghahambing sa pagitan ng hydrogen at gasolina bilang pinagmumulan ng mass energy - ang isang kilo ng hydrogen ay may halos tatlong beses na mas maraming enerhiya sa bawat kilo ng gasolina.

Tulad ng sa mga makina ng gasolina, ang liquefied hydrogen ay maaaring direktang iturok sa unahan ng mga balbula sa manifold, ngunit ang pinakamahusay na solusyon ay direktang iniksyon sa panahon ng compression stroke - sa kasong ito, ang kapangyarihan ay maaaring lumampas sa isang maihahambing na makina ng gasolina ng 25%. Ito ay dahil ang gasolina (hydrogen) ay hindi nagpapalipat-lipat ng hangin tulad ng sa isang gasolina o diesel engine, na nagpapahintulot sa silid ng pagkasunog na mapuno lamang ng (higit na higit kaysa karaniwan) na hangin. Bilang karagdagan, hindi tulad ng mga makina ng gasolina, ang hydrogen ay hindi nangangailangan ng structural swirling, dahil ang hydrogen na walang panukalang ito ay lubos na nagkakalat sa hangin. Dahil sa iba't ibang mga rate ng pagkasunog sa iba't ibang bahagi ng silindro, mas mahusay na mag-install ng dalawang spark plugs, at sa mga hydrogen engine, ang paggamit ng mga platinum electrodes ay hindi angkop, dahil ang platinum ay nagiging isang katalista na humahantong sa oksihenasyon ng gasolina kahit na sa mababang temperatura. .

Opsyon ng Mazda

Ang Japanese company na Mazda ay nagpapakita rin ng bersyon nito ng hydrogen engine, sa anyo ng rotary block sa RX-8 sports car. Hindi ito nakakagulat, dahil ang mga tampok ng disenyo ng Wankel engine ay lubos na angkop para sa paggamit ng hydrogen bilang gasolina.
Ang gas ay nakaimbak sa ilalim ng mataas na presyon sa isang espesyal na tangke at ang gasolina ay direktang na-injected sa mga silid ng pagkasunog. Dahil sa ang katunayan na sa kaso ng mga rotary engine, ang mga zone kung saan nagaganap ang pag-iniksyon at pagkasunog ay magkakahiwalay, at ang temperatura sa bahagi ng pag-inom ay mas mababa, ang problema sa posibilidad ng walang kontrol na pag-aapoy ay makabuluhang nabawasan. Nag-aalok din ang engine ng Wankel ng sapat na silid para sa dalawang injector, na kritikal sa pag-iniksyon ng pinakamainam na halaga ng hydrogen.

H2R

Ang H2R ay isang gumaganang supersport na prototype na binuo ng mga inhinyero ng BMW at pinapagana ng isang 12-silindro na makina na umaabot sa maximum na output na 285 hp. kapag nagtatrabaho sa hydrogen. Salamat sa kanila, ang pang-eksperimentong modelo ay nagpapabilis mula 0 hanggang 100 km / h sa loob ng anim na segundo at umabot sa pinakamataas na bilis na 300 km / h. Ang H2R engine ay batay sa karaniwang tuktok na ginamit sa 760i na gasolina at tumagal lamang ng sampung buwan upang mabuo. .

Upang maiwasan ang kusang pagkasunog, ang mga Bavarian na espesyalista ay bumuo ng isang espesyal na diskarte para sa daloy at mga ikot ng iniksyon sa silid ng pagkasunog, gamit ang mga posibilidad na ibinigay ng variable valve timing system ng engine. Bago ang timpla ay pumasok sa mga cylinder, ang huli ay pinalamig ng hangin, at ang pag-aapoy ay isinasagawa lamang sa tuktok na patay na sentro - dahil sa mataas na rate ng pagkasunog na may hydrogen fuel, hindi kinakailangan ang pag-aapoy.