Содержание
Мысль о том, что водоемы планеты буквально переполнены самым безупречным с точки зрения экологии топливом – водородом, — давно бередит умы ученых.
За все время было предложено немало решений, позволяющих получать этот газ в чистом виде.
Как выяснилось, добывать горючее из воды может каждый из нас при помощи простого процесса, называемого электролизом. Далее мы узнаем, как сделать водородный генератор своими руками для отопления.
Особенности водородного генератора
Исключение составляют технологические процессы, при которых газ образуется как побочный продукт, но такое его производство имеет пока мизерные объемы.
Гораздо проще выделять водород из воды, пропуская через нее электрический ток – этот процесс и называют электролизом. Сначала молекула Н2О распадается на атом водорода Н и гидроксогруппу ОН, затем происходит окончательное разделение кислорода и водорода.
Первый, имея отрицательный заряд, устремляется к аноду, второй – к катоду. Элементы накапливаются в виде пузырьков, которые, достигнув определенного размера, отрываются от электрода и всплывают. Далее кислород и водород без всякого разделения (эта смесь получила название «газа Брауна») поступают в горелку, где в процессе сжигания снова превращаются в воду. Чтобы подача готового продукта происходила без затруднений, водородные генераторы часто оборудуют воздушным дренажом.
Очевидно, что производительность установки будет возрастать с увеличением площади контакта между водой и электродами. По этой причине последние выполняют в виде пластин. Они собираются в конструкции, напоминающие стальные ребристые радиаторы отопления.
С целью увеличения производительности сегодня применяют цилиндрические электроды, а также имеющие более сложную форму.
Скорость выделения водорода зависит и от материала электродов.
Вместо меди или нержавеющей стали в современных «продвинутых» генераторах применяют особые сплавы, которые стоят достаточно дорого.
Еще одно условие – вода должна пропускать ток. Отметим, что в дистиллированном виде она является диэлектриком. Проводником электричества эту жидкость делают ионы, на которые распадаются растворенные в ней вещества, в первую очередь соли. Чем более крутым является раствор, тем лучше он будет пропускать ток.
С увеличением размеров электрода уменьшается мощность выделения тепла при пропускании через него электрического тока. Это очень важный момент, поскольку при нагреве свыше 65 градусов пластины интенсивно покрываются налетом, который придется постоянно счищать.
Преимущества использования
Главное достоинство водорода как топлива состоит в его абсолютной безвредности: при сгорании этого вещества образуется чистый водяной пар.
Ни один другой вид топлива не может похвастаться этим качеством.
Даже природный газ при сжигании образует углекислоту, которая, как принято сегодня считать, приводит к возникновению парникового эффекта.
Второе преимущество – доступность. Водород является самым распространенным веществом во Вселенной, а добывать его можно прямо из воды, запасы которой на нашей планете можно считать неисчерпаемыми. Правда, как мы увидим далее, доступность эта пока только кажущаяся.
Важным достоинством является и то, что для перехода на водородное топливо газовый котел, как и двигатель внутреннего сгорания, почти не нужно переделывать.
Негативные стороны водородного типа обогрева зданий
В дискуссиях на тему целесообразности применения водородного топлива для систем отопления скептики приводят весомые аргументы:
- Высокая стоимость: даже в самых эффективных электролизных установках, созданных на сегодняшний день, для получения водорода приходится тратить в 2 раза больше энергии, чем дает последующее его сжигание.
- Взрывоопасность: в способности водорода легко взрываться люди убедились во время крушения дирижабля «Гинденбург», баллон которого был заполнен именно этим газом.
- Сложность подготовительного процесса: получить водород из воды – это полдела. Для эффективного использования в теплогенераторах он должен подаваться при стабильном давлении, для чего понадобятся компрессор и дополнительный резервуар с редуктором. Кроме того, нужно будет избавиться от водяного пара, что потребует применения осушителя.
Таким образом, установка для получения водорода превращается в целый комбинат, который далеко не каждый домовладелец сможет приобрести и разместить у себя.
Создание водородного генератора своими руками
Установку для выделения водорода из воды достаточно просто изготовить самостоятельно. По своим характеристикам она не будет сильно уступать покупной, зато обойдется гораздо дешевле. Рассмотрим последовательно этапы создания.
Проект (чертеж)
Для изготовления генератора понадобится герметично закрывающаяся емкость, которая перед началом производства водорода будет заполняться водой.
Расположенные внутри электроды будут иметь вид набора пластин (понадобится 16 штук), установленных с зазором в 1 мм.
Чтобы его обеспечить, между пластинами нужно поместить нейлоновые прокладки (допускается любой другой диэлектрик).
Расстояние в 1 мм является оптимальным: если его увеличить – придется наращивать силу тока; при уменьшении зазора будет затруднен выход газовых пузырьков. Пластины будут поочередно соединяться с анодом и катодом 12-вольтного источника питания. При этом их необходимо надеть на ось, также изготовленную из диэлектрического материала.
Когда электроды будут закреплены на держателе, его необходимо будет прикрепить к крышке корпуса снизу.
Для отбора газовой смеси в крышку корпуса врезается трубка от обычной капельницы. Кроме того, в ней необходимо просверлить еще два отверстия, через которые будут пропущены провода. После сборки установки все отверстия в крышке нужно будет загерметизировать с помощью силиконового герметика или клея.
Важным компонентом генератора является гидрозатвор. Для его изготовления понадобится небольшая емкость (подойдет обычная бутылка), куда перед применением устройства необходимо будет налить воду. В герметично закрывающейся крышке нужно просверлить два отверстия: в одно пропускаем трубку от генератора (ее необходимо опустить до самого дна), а во второе – еще одну трубку, по которой газовая смесь будет поступать к горелке. Отверстия в крышке гидрозатвора также должны быть герметизированы. Воду в бутылку следует наливать на ¾ ее объема.
Чтобы вода, залитая в корпус генератора, имела лучшую проводимость, в нее нужно добавить пару столовых ложек поваренной соли или каустической соды (гидроксид натрия).
Подбор электродов
При несоблюдении второго требования будет иметь место химическая реакция с участием подключенных к катодному полюсу электродов, вследствие которой раствор станет насыщаться посторонними веществами.
Именно поэтому медь – один из лучших проводников – в водном растворе применять нельзя. Вместо нее рекомендуется использовать нержавеющую сталь. Оптимальная толщина для пластин-электродов из этого материала – 2 мм.
Контейнер
С учетом опасности взрыва корпус генератора следует изготавливать из прочного и пластичного материала, устойчивого к высоким температурам. Лучше всего этим требованиям соответствует сталь. Необходимо только полностью исключить контакт проводов или электродов с корпусом, следствием которого будет короткое замыкание.
В жилых и хозяйственных объектах широко применяются трубы из поливинилхлорида при организации водоснабжения. Использование ПВХ труб для водоснабжения: преимущества, недостатки, особенности монтажа и технические характеристики.
С характеристиками септика Славаква вы можете ознакомиться тут.
Металлопластиковые трубы отличаются не только своими положительными характеристиками при эксплуатации, они к тому же легко поддаются монтажу. Здесь http://aquacomm.ru/vodosnabzenie/zagorodnyie-doma-v/avtonomnoe-vodosnabzhenie/trubyi/plastikovyie/montazh/metalloplastikovyih-trub.html вы найдете полезную информацию по монтажу труб своими руками.
Водородный генератор для автомобиля своими руками (чертежи)
Обогащение топливно-воздушной смеси водородом способствует снижению расхода горючего. По свидетельству некоторых автолюбителей, экономия топлива может составить до 30%.
За основу автомобильного генератора водорода принято устройство, которое было описано в предыдущем разделе. Разница состоит в отсутствии гидрозатвора (полученный водород сразу направляется во впускной коллектор) и наличии блока управления. Последний будет регулировать силу тока между электродами в зависимости от числа оборотов двигателя.
Самостоятельное изготовление такого блока под силу только тем, кто свободно ориентируется в радиоэлектронике, поэтому мы рекомендуем воспользоваться покупным вариантом. Тем более что блоки заводского изготовления всю работу по регулированию производительности водородного генератора берут на себя, не требуя участия пользователя.
Элементы системы для автомобильного генератора
Все что будет нужно – в самый первый раз вручную подобрать значение силы тока (оптимальное) для режимов «холостой ход» и «максимальная нагрузка», а далее блок управления будет сам варьировать производительность установки в заданных пределах.
Необходимо очень тщательно уплотнять все соединения: утечка водорода может привести к пожару.
Герметичность конструкции лучше всего проверять мыльной пеной: утечки, если таковые имеются, проявят себя постоянно появляющимися и растущими пузырями.
Корпус автомобильного генератора водорода можно изготовить из водопроводного фильтра, который является достаточно прочным. Объем его невелик и чтобы установку не приходилось слишком часто заправлять, ее можно дополнительно оборудовать баком для хранения запаса раствора. К рабочей емкости он присоединяется двумя трубками.
Саморегулирующийся тепловой кабель отлично подходит для защиты от обледенений. В следующей теме рассмотрим подробнее использование теплового кабеля с автоматической терморегуляцией и особенности его монтажа.
Для чего нужен воздушный клапан в системе канализации, читайте в этом материале.
Видео на тему
АвтоНовости / Обзоры / Тесты
Как Сделать Водородный Двигатель Своими Руками
Водородный движок своими руками
Водородные генераторы для легковых автомобилей — Сделайте Генератор водорода своими руками
Вы желаете сделать генератор водорода для автомобиля? Тыщи людей, которые разрабатывают свои собственные генераторы водорода устанавливают их на авто для работы на воде из-за повсевременно возрастающих цен на горючее. Если вы один из многих людей, которые желают экономии, или пробуют отыскать пути для уменьшения расхода, вы уже наверняка слышали дискуссии о водороде для автомобилей и методах выстроить собственный генератор.
В первый раз я услышал о водороде для автомобилей несколько месяцев вспять, и хотя я был очень скептически настроен, все равно решил выяснить об этом и сделал некие исследования.Оказалось газ Брауна не только лишь просто получить методом электролиза да и то что в США уже издавна продаются простые установки помогающие сберегать от 30% до 50%топлива
Итак, как же водородный генератор работает?
Эти водородные топливные ячейки для автомобиля состоят из маленького контейнера либо сосуда с водой, расположенных под капотом, в сосуд наливаем ординарную водопроводную воду бросаем чайную ложку катализатора, соды и погружаем несколько пластинок из нержавеющей стали. Эти пластинки подключаем к аккуму и при включении зажигания начинает вырабатываться газ.Шланг с водородом монтируем в воздуховод после фильтра.
После того, как все это верно устанавливается, можно извлечь водород и кислород (HHO) из воды при помощи электролиза (процесс, где электроэнергия употребляется для разрыва молекул воды на HHO). Водородный генератор своими руками. Водородный двигатель как сделать двигатель. Эта смесь водорода и кислорода потом втягивается в впускной коллектор вашего автомобиля, где она смешивается с обыденным бензином из топливного бака и сгорает в движке в обыкновенном порядке.
В этой консистенции бензина и HHO сгорание происходит более отлично, что существенно улучшает производительность мотора, тем, вы экономите горючее. В неких случаях до 50%. Также увеличивается мощьность вашего мотора.
Оказывается, что сделать собственный свой генератор водорода в автомобиль не только лишь достаточно легко, да и недорого.Нам он обшолся меньше 100
Есть огромное количество руководств в Вебе,желаете узреть детали напишите hydrogen generator в YouTube.
Припасы водорода, связанного в воде, фактически неистощимы. Разрыв атомных связей позволяет создавать водород и потом использовать его как горючее. Разработаны бессчетные процессы по разложению воды на составные элементы.
Водородная установка для автомобиля своими руками
Sold1er
All videos Advanced search By duration By date Order High-definition only Safe search Added 9 Uploaded 0 9 videos 14:52 Ячейка Стенли Мейера (водородный генератор) Нова Україна EcoSystems 178 views one year ago Приводится демонстрация водородного генератора построенного по патенту Стенли Меера.Неэффективность устройства обоснована малым количеством вырабатываемого газа, также применение в реакторе специфичного материала с примесью титана.Показано также, что устройство не нуждается в генераторе резонанса , а м. 2:23 HHO Avto Генератор водорода для автомобиля Нова Україна EcoSystems 215 views one year ago Продаётся электролизёр газа Брауна. (Генератор водорода) для проведения тестов производства водородного газа из обыкновенной воды в домашних критериях. Область внедрения находится в зависимости от вашей фантазии и осведомлённости.
Ne-Fi-R-Ti-Ti
Генератор водорода-вступление:Вода представляет собой соединение из 2-ух частей водорода и 1-го атома кислорода. замену деталей грм шкода фабия своими руками произвести несложно, и в этой статье мы рассмотрим, как меняется ремень. Это хим знак H 2 O в каком указывается, что любая молекула представляет собой комбинацию из 1-го атома кислорода и 2-ух атомов водорода.Все атомы могут создавать ионы. Атомы имеют свойство ионизироваться при воздействии электронного поля Вы сможете созидать, это в опытах с внедрением катушки Тесла. Водород образует положительные ионы, а кислород образует отрицательные ионы. И этим мы воспользуемся в наших интересах, используя электронное поле для отделения молекул воды друг от друга.
Springfield
Генераторы водорода, которые в текущее время употребляются в автомобилях для экономии энергии, бывают 2-ух видов: влажный электролизер и сухой У каждого из их есть свои достоинства и недочеты, но сухой электролизер является разработкой второго поколения устройств, вырабатывающих водород для авто, потому что в нем устранены значимые недочеты влажного предшественника. При опытах своими руками с генерированием водорода следует максимально осторожно соблюдать технику безопасности! Нужно поначалу изучить опыт других исследователей и практиков. Ссылки на ресурсы по этой теме с практическими примерами в конце статьи. На видео показана схема сухого генератора. Подробнее, как его сделать – на втором ролике. Своими руками это как выглядит уже готовая пневмоподвеска на «мерседес виано». Подробное описание Для производства сухих батарей для вас пригодится перфорированная нержавеющая сталь марки 316L либо 316T. Толщина листа 0,4 мм, либо 0,5 мм, не толще,с поперечником отверстий 2 мм, либо 3 мм.
Masikk88
Обзор новых автомобилей, тест-драйвы.А так же видео по ремонту и обслуживанию своими руками. Новые авто Испытания автомобилей Тюнинг Покраска Звукоизоляция Ремонт Уроки вождения Похожие видео генератор ВОДОРОДА ikona112211 Мой водородный генератор версия 2/1 Александр Вудзь Газосварочный аппарат Прометей, водород, электролизер TAPOK na VPISKE Топливный водородный элемент ChipiDip Водородный генератор ННО — Установка на Додж Рэм объем мотора V5.7 Экономия горючего. MecoMclub HHO водородный генератор(сборка),HHO Generator HYDROGEN (assembling) dembik71 Генератор водорода Avarinone высоковольтный электролиз кпд 150% Дмитрий Петров Ячейка Стенли Мейера (водородный генератор) solenger Сборка ННО водородного генератора dembik71 Водородный движок.
WildBlackCat
Facebook Twitter Мой мир Вконтакте Гугл В наше время, фактически нереально предвидеть цена горючего для автомобилей на автозаправочных станциях. Неизменное увеличение цены этого сырья, очень нередко приводит автолюбителя к мысли о том, чтоб просто поставить собственный автомобиль в гараж на неопределенное время, и пересесть на городской транспорт. Но ведь не все мыслят критически. Оказывается, есть в современном обществе люди, которые не собираются подчиняться законам экономики, и находят самостоятельные пути к решению задачи с топливным ресурсом. Одним из таких решений трудности, является внедрение в систему собственного автомобиля водородного мотора. Народные умельцы затмили все ожидания и научились без помощи других изготавливать водородные генераторы, и это веселит.
Автомобиль работающий на водороде Своими руками
Собираем водородный двигатель своими руками начало. Тут вступительное видео по сборке генератора для.
Как сделать генератор водорода своими руками/How to make a DIY hydrogen generator
Водородный генератор своими руками ! как сделать ? Из обычной воды можно путём электронного воздейс.
ghy4ko
Водородная горелка, как и следует из наименования, работает за счет тепла, выделяемого при сжигании водорода. Газовая смесь водорода и кислорода (HHO — две молекулы водорода и одна кислорода) именуется у нас гремучим газом, а у их — газом Брауна. Водород в совокупы с кислородом обладает наибольшей температурой горения посреди газов — до 2800 C. Но водород очень взрывоопасен. Как, в общем-то, хоть какой газ, поставляемый в огромных баллонах под высочайшим давлением. Как сделать водородный генератор своими сделать своими руками генератор двигатель. Как сделать развал-схождение колёс. Углы развала-схождения колес автомобиля можно отрегулировать своими руками, используя подручные средства и простые приспособления. Преимущество же водорода (либо HHO газа) перед другими видами заключается в способности получения его способом электролиза из обычной воды! При этом для сотворения водородной горелки своими руками нам совсем не надо копить водород в какие-либо баллоны. Как снять и заменить тормозные колодки в митсубиси лансер 9. Если вы решили своими руками отремонтировать тормозные колодки в mitsubishi lancer 9, то сделать необходимо так. Водородная электролизная горелка производит газ в нужных для мгновенного сжигания количествах. Это существенно увеличивает безопасность газовой сварки либо резки с применением водородной горелки на базе электролизного HHO генератора.
Angel-379
Науке понятно всего одно полностью незапятнанное горючее – это водород, которые употребляется в галлактической индустрии. В процессе горения водорода образуются соединения с кислородом, другими словами вода. Припасы этого горючего неистощимы, т. к. оно вровень с гелием является главным стройматериалом во Вселенной. Сейчас мы поведаем про водородные генераторы, обретающие в ближайшее время все огромную популярность благодаря доступной цены и экологичности. Водородные генераторы своими руками Отличительные особенности водородного отопления Данный тип отопления основывается на выработке множества термический энергии в итоге контакта молекул кислорода и водорода. Что типично, единственным побочным продуктом в данном случае является дистиллированная вода. И чтоб воплотить этот принцип на практике, проводилось огромное количество разработок по созданию водородного отопительного котла (идет речь о промышленных моделях).
Комментировать ИсточникОтменить
Водородные двигатели на авто
Именовать ленивый переход автомобильных двигателей на другие источники энергии, мягко говоря, неправильно. Как сделать генератор водорода своими руками…. Но тенденция уже намечена. Поначалу эталон Евро1 в 90-х годах прошедшего века, позже все плотнее сужающиеся рамки допустимых выбросов в атмосферу. По сути, только очень богатые авто производители пока предлагают кандидатуру бензину и солярке. А начиналось все совершенно не так.
Первый автомобиль с водородным двигателем
Так как пойдет речь сейчас о том, как использовать водородные движки на авто, о перспективах их возникновения на конвейерах автозаводов в принципе, то просто нельзя не вспомнить о том, что таковой движок появился на 75 лет ранее бензинового агрегата. Это было 1806 году, а само изобретение приписывают франко-швейцарскому изобретателю де Ривазу. Как понятно, бензиновый двигатель был придуман только к концу 19 века.
Водородный движок призван решить не только лишь экономическую делему неизменного подорожания нефтепродуктов. В конце концов, нефть когда-то завершится и в тот момент будет поздно мыслить о ее кандидатуре. С другой стороны, ученые отыскивают подмену обыкновенному горючему для авто движков в буквальном смысле, чтоб спасти цивилизацию. Атмосфера планетки уже перенасыщена оксидами азота, оксидами серы, углекислым газом. А с ростом количества личного авто транспорта даже в развивающихся странах, ситуация с экологическими показателями атмосферы планетки близка к критичной.
Что такое водородный двигатель
Сейчас очевидно очерчено два направления, в каких работают конструкторы водородомобилей.
- Проводятся пробы обучить работать на водороде обыденный двигатель внутреннего сгорания.
- Внедрение топливных частей на водороде для получения электричества, как источника энергии.
Оба эти направления числятся многообещающими и уже можно гласить о более-менее действенных опытах в этой области.
Например, автомобиль Тоета Mirai работает по принципу гибридного автомобиля. Единственный вид применяемой энергии — электричество. Как сделать развал-схождения колес своими руками. Но при всем этом электродвигатель питается как от никель-металлгидридной батареи, так и от водородного топливного элемента, так именуемого химического генератора.
Принцип работы двигателя с водородным генератором
Механизм работы водородомобиля не очень сложен. Вот схематическое изображение устройства и принципа деяния водородного агрегата.
- Встречный воздух подается через решетки в фронтальной панели и в бампере.
- Воздух, а поточнее, кислород, который находится в воздухе, подается водородный генератор.
- Генератор производит электронную энергию, которая подается в аккумулятор.
- Также часть энергии идет на работу электродвигателя.
- Электродвигатель через систему привода крутит ведущие колеса.
- Вода, которая образована в итоге хим реакции, соединяется из автомобиля либо автоматом, либо по команде водителя.
Механизм работы водородного генератора также несложен. Он основан на хим реакции водорода и кислорода, в итоге молекулярного взаимодействия которых вырабатывается электронная энергия. Выше мы расположили приятную схему, показывающую, как работает водородный топливный элемент.
ДВС на водороде?
Очередное направление, по которому идут изобретатели и конструкторы — применение ДВС, который сумел бы работать на консистенции водорода и кислорода. Таких наработок существует больше. Например, Мазда, Форд, БМВ и МАН уже пару лет улучшают конструкции водородомобилей. За базу они взяли не обыденный поршневой бензиновый двигатель, а роторный. Как сделать схождение колес газель своими руками. Это разъясняется тем, что выпускной и впускной коллекторы размещены достаточно близко друг к другу. Как сделать водородный послать в двигатель. Сделать своими руками генератор. Выпускной коллектор может греться до очень больших температур, потому есть большая возможность возгорания горючего вне камеры сгорания. Роторный движок лишен таковой особенности, потому за базу взят конкретно он.
Но и стандартный движок с кривошипно-шатунным механизмом также был применен в качестве опыта на автомобиле БМВ 7-й серии. Это был движок, который работал как на бензине, так и на водороде полностью независимо. 12-цилиндровый шестилитровый движок демонстрировал мощность 260 сил, независимо от вида горючего. Расход водорода на сотку составлял около 50 л.. Водородный бак обеспечивал пробег в 200 км, после этого можно было переключить движок на бензин.
Недостатки водородных моторов
Проект провалился. Дело в том, что даже при малых переделках конструкции автомобиля, нужно было устанавливать водородный бак, который занимал половину багажника. Не считая того, инфраструктура водородных заправок в мире насчитывает единицы точек, где можно заправить авто водородом. Добывать водород своими руками не имеет никакого смысла, масштабы не те, ну и заправочное оборудование должно быть совершенно герметичным.
Ученые предсказывают более оживленное развитие инфраструктуры водородных заправок только к 2030 году, не ранее. Как своими руками заменить задние тормозные колодки? Как снимается тормозной барабан на киа пиканто? Получать незапятнанный водород можно только 2-мя способами — или способом электролиза, или выделять его из природного газа, так как в природе незапятнанного водорода не существует.
Перспектива получать водород из воды смотрится интригующе, но инвесторы не стоят в очереди на финансирование постройки оборудования, нужного для получения летучего газа из обыкновенной воды. Разработки длятся, нефть потихоньку завершается, потому населению земли стоит задуматься об других видах горючего несколько активнее, пока не поздно. А пока, успешных всем дорог на наших дизельных и бензиновых автомобилях.
После исчерпывания природных запасов нефти, людям придется полностью положиться на альтернативные виды получения энергии. Водородный двигатель, как замена ДВС, работающих на черном золоте, является одной из перспектив будущих десятилетий.
Силовые установки такого типа имеют больший КПД и меньшую степень токсичности выхлопных газов. Впрочем, главное преимущество моторов, работающих на водороде, – неограниченный запас сырья для производства топлива. Вода, именно она может стать основой топлива будущего.
Интерес к использованию водорода появился еще во время топливного кризиса 70-х годов, но первый водородный двигатель был изобретен только в начале XIX столетия. 
Действительное применение технология получила во время блокады Ленинграда, когда водородом заправляли лебедки аэростатов, транспорт.
Несмотря на очевидные преимущества, знания способов получения водорода и его использования для работы двигателя внутреннего сгорания, существует несколько значительных «но», замедляющих внедрение этой прогрессивной технологии.
Особенности водорода, как топлива для ДВС
- после сгорания остается только водяной пар;
- реакция происходит намного быстрей, чем в случаи с бензином либо дизелем;
- детонационная устойчивость позволяет повысить степень сжатия;
- благодаря своей летучести, водород способен проникать в самые малые полости, зазоры между деталями (лишь особые сплавы повышенной прочности способны переносить разрушительное воздействия водорода на структуру металла);
- теплоотдача сгорания водорода в 2,5 раза больше, чем у бензиновой смеси;
- широкий диапазон реакции. Минимальная пропорция водорода, достаточная для реакции с кислородом, составляет всего 4%. Такая особенность позволяет настраивать режимы работы двигателя, дозируя консистенцию смеси;
- хранение водорода осуществляется в сжатом или жидком агрегатном состоянии. При пробое бака, газ под давлением испаряется.
Ввиду перечисленных выше особенностей, использования водорода, как чистого топлива для ДВС, невозможно без внедрения изменений конструкции силового агрегата, а также навесного оборудования.
Устройство и принцип работы
Главное отличие двигателей на водороде от привычных нам сейчас бензиновых либо дизельных аналогов заключается в способе подачи и воспламенении рабочей смеси. Принцип преобразования возвратно-поступательных движений КШМ в полезную работу остается неизменным. Ввиду того что горение топлива на основе нефтепродуктов происходит медленно, камера сгорания наполняется топливно-воздушной смесью немного раньше момента поднятия поршня в свое крайнее верхнее положение (ВМТ). Молниеносная скорость реакции водорода позволяет сдвинуть время впрыска к моменту, когда поршень начинает свое возвратное движение к НМТ. При этом давление в топливной системе не обязано быть высоким (4 атм. достаточно).
В идеальных условиях водородный двигатель может иметь систему питания закрытого типа. Процесс смесеобразования происходит без участия атмосферного воздуха. После такта сжатия в камере сгорания остается вода в виде пара, который проходя через радиатор, конденсируется и превращается обратно в Н2О. Такой тип аппаратуры возможен в том случаи, если на автомобиле установлен электролизер, который отделит с полученной воды водород для повторной реакции с кислородом.
На практике такой тип системы осуществить пока что сложно. Для исправной работы и уменьшения силы трения в моторах используется масло, испарения которого являются частью отработанных газов. На современном этапе развития технологий устойчивая работа и беспроблемный запуск двигателя, работающего на гремучем газе, без использования атмосферного воздуха неосуществимы.
Гибридные модели и возможные модификации
Благодаря большому интересу к использованию водорода в качестве топлива для ДВС, гидродвигатели внутреннего сгорания имеют различные модификации и типы исполнения.
Схема устройства гибридного водородного двигателя
Мотор, разработанный В.С. Кащеевым, имеет иное устройство. Помимо впускного клапана (6) для подачи воздуха, выпускного для вывода выхлопных газов (7), ГБЦ имеет отдельный клапан для подачи водорода (9) и свечу зажигания (10), которые находятся в предкамере (8). Последняя расположена в ГБЦ выше уровня поршня в положении НМТ.
После преодоления поршнем НМТ в камеру сгорания подается и воспламеняется водород (предварительно поршень затягивает воздух через впускные клапаны). В это же самое время открываются выпускные клапаны. Из-за разницы атмосферного давления, отработанные газы устремляются в выпускной коллектор, создавая за собой вакуум, который перемещает поршень к ВМТ и за счет импульса обратно в крайнее нижнее положение. Как видим, принцип немного отличается, но суть остается неизменной.
Технология гибридных силовых установок – это промежуточная ступень между началом использования водорода в качестве топлива и полным отказом от использования нефтепродуктов. Автомобили с моторами такого типа могут передвигаться как на бензине, так и на водороде.
Еще более широкого распространения получило применение водорода в качестве компонента топливно-воздушной смеси. Для работы ДВС используется обычное топливо и небольшая часть гремучего газа. Это позволяет повысить степень сжатия, и уменьшить токсичность выхлопных газов.
Одним из возможных путей развития двигателей на водороде является применение силовых установок с топливными элементами. Во время химической реакции водорода и кислорода выделяется энергия, которая используется для питания электродвигателей автомобиля.
Трудности эксплуатации водородных ДВС
Главное препятствие на пути внедрения технологии – это стоимость получения водорода (Н2), а также комплектующих для его хранения и транспортировки. К примеру, для сохранения сжиженного состояния нужно поддерживать стабильную температуру -253º С. Наиболее доступный способ получения Н2 – это электролиз воды. Промышленное снабжение водородом требует больших энергетических затрат. Рентабельным этот процесс сможет сделать ядерная энергетика, которой также пытаются найти рациональную альтернативу. Транспортировка и хранение газа требуют использования дорогостоящих материалов и высококачественных механизмов. 
К другим недостаткам водородного топлива можно отнести:
- взрывоопасность. В замкнутом пространстве достаточная для реакции концентрация гремучего газа может спровоцировать взрыв. Усугубить ситуацию способна высокая температура воздуха. Из-за высокой степени диффузности водорода существует риск попадания Н2 в выхлопной коллектор, где реакция с горячими выхлопными газами приведет к возгоранию смеси. Роторный двигатель, ввиду особенностей компоновки, является более предпочтительным для водородного автомобиля;
- для хранения водорода требуется емкость большого объема, а также специальные системы, препятствующие улетучиванию Н2 и обеспечивающие защиту от механических деформаций. Если для автобусов, грузовиков либо водного транспорта такая особенность не играет большой роли, то легковые автомобили теряют ценные кубометры багажного отделения;
- в режимах высокотемпературных нагрузок водород способен провоцировать разрушительное воздействие на детали цилиндропоршневой группы и моторное масло. Применение соответствующих сплавов и смазочных материалов ведет к удорожанию производства и эксплуатации двигателей, работающих на водороде.
Перспективы развития
Автомобилестроение – далеко не единственная область, где могут применяться водородные двигатели. Водный, железнодорожный транспорт, авиация, а также различная вспомогательная спецтехника могут использовать силовые установки подобного типа.
Интерес к внедрению технологии водородных двигателей проявляют как дочерние предприятия, так и крупные автоконцерны (BMW, Volskwagen, Toyota, GM, Daimler AG и прочие). Уже сейчас на дорогах можно встретить не только опытные образцы, но и полноценные представители модельного ряда, приводимые в движение с помощью водорода. BMW 750i Hydrogen, Honda FSX, Toyota Mirai и многие другие модели отлично зарекомендовали себя во время дорожных испытаний. К сожалению, высокая стоимость водорода, отсутствие инфраструктуры заправочных станций, а также достаточного количества квалифицированных сотрудников, оборудования для ремонта и обслуживания не позволяют запустить такие автомобили в массовое производство. Оптимизация всего цикла использования гремучего газа являются первоначальной задачей области развития водородной энергетики.
