BMW და წყალბადის: შიდა წვის ძრავა

კომპანიის პროექტები 40 წლის წინ დაიწყო 5 სერიის წყალბადის ვერსიით

BMW-ს დიდი ხანია სჯერა ელექტრომობილობის. დღეს Tesla შეიძლება ჩაითვალოს ეტალონად ამ სფეროში, მაგრამ ათი წლის წინ, როდესაც ამერიკულმა კომპანიამ აჩვენა მორგებული ალუმინის პლატფორმის კონცეფცია, რომელიც მაშინ განხორციელდა Tesla Model S-ის სახით, BMW აქტიურად მუშაობდა Megacity-ზე. ავტომობილის პროექტი. 2013 გაყიდვაშია BMW i3. ავანგარდული გერმანული მანქანა იყენებს არა მხოლოდ ალუმინის საყრდენ სტრუქტურას ინტეგრირებული ბატარეებით, არამედ ნახშირბადით გამაგრებული პოლიმერებისგან დამზადებულ კორპუსსაც. თუმცა, ის, რაც Tesla უდავოდ უსწრებს თავის კონკურენტებს, არის მისი განსაკუთრებული მეთოდოლოგია, განსაკუთრებით ელექტრო მანქანებისთვის ბატარეების შემუშავების მასშტაბით - ლითიუმ-იონური უჯრედების მწარმოებლებთან ურთიერთობიდან დაწყებული, ბატარეების უზარმაზარი ქარხნების აშენებამდე, მათ შორის არაელექტრო აპლიკაციებით. მობილურობა.

მაგრამ მოდით დავუბრუნდეთ BMW-ს, რადგან ტესლასგან და მისი მრავალი კონკურენტისგან განსხვავებით, გერმანულ კომპანიას ჯერ კიდევ სჯერა წყალბადის მობილურობის. ცოტა ხნის წინ, ჯგუფმა, რომელსაც ხელმძღვანელობდა კომპანიის ვიცე-პრეზიდენტი წყალბადის საწვავის უჯრედები, დოქტორი იურგენ გულდნერი, წარმოადგინა I-Hydrogen Next საწვავის უჯრედი, თვითმავალი გენერატორი, რომელიც იკვებება დაბალი ტემპერატურის ქიმიური რეაქციით. ეს მომენტი აღნიშნავს BMW-ს საწვავის უჯრედების ავტომობილების განვითარების დაწყებიდან 10 წლისთავს და საწვავის უჯრედებზე Toyota-სთან თანამშრომლობის 7 წლის იუბილეს. თუმცა, BMW-ს დამოკიდებულება წყალბადზე 40 წლით ადრეა და ბევრად უფრო "ცხელი ტემპერატურაა".

ეს არის კომპანიის მიერ მეოთხედ საუკუნეზე მეტი განვითარებული მოვლენები, რომელშიც წყალბადი გამოიყენება როგორც საწვავი შიდა წვის ძრავებისთვის. ამ პერიოდის დიდი ნაწილი კომპანიას სჯეროდა, რომ წყალბადით მომუშავე შიდა წვის ძრავა უფრო ახლოს იყო მომხმარებელთან, ვიდრე საწვავის უჯრედი. დაახლოებით 60%-იანი ეფექტურობით და 90%-ზე მეტი ეფექტურობით ელექტროძრავის კომბინაციით, საწვავის უჯრედის ძრავა ბევრად უფრო ეფექტურია, ვიდრე წყალბადზე მომუშავე შიდა წვის ძრავა. როგორც შემდეგ სტრიქონებში დავინახავთ, მათი პირდაპირი ინექციისა და ტურბო დამუხტვით, დღევანდელი შემცირებული ძრავები უკიდურესად შესაფერისი იქნება წყალბადის მიწოდებისთვის - იმ პირობით, რომ შესაბამისი ინექციისა და წვის კონტროლის სისტემები იქნება. მაგრამ მიუხედავად იმისა, რომ წყალბადით მომუშავე შიდა წვის ძრავები, როგორც წესი, გაცილებით იაფია, ვიდრე საწვავის უჯრედი ლითიუმ-იონურ ბატარეასთან ერთად, ისინი დღის წესრიგში აღარ არიან. გარდა ამისა, წყალბადის მობილობის პრობლემები ორივე შემთხვევაში შორს სცილდება მამოძრავებელი სისტემის ფარგლებს.

და მაინც რატომ არის წყალბადის?

წყალბადის არის მნიშვნელოვანი ელემენტი კაცობრიობის ძიება უფრო და უფრო მეტი ალტერნატიული ენერგიის წყაროები, როგორიცაა ხიდი ენერგიის შესანახად მზისგან, ქარისგან, წყლისგან და ბიომასაგან ქიმიურ ენერგიად გადაქცევის გზით. მარტივად, ეს ნიშნავს, რომ ამ ბუნებრივი წყაროების მიერ გამომუშავებული ელექტროენერგიის შენახვა არ შეიძლება დიდი მოცულობებით, მაგრამ შეიძლება გამოყენებულ იქნას წყალბადის წარმოება წყლის ჟანგბადში და წყალბადში დაშლის გზით.

რა თქმა უნდა, წყალბადის მოპოვება შესაძლებელია არაგანახლებადი ნახშირწყალბადების წყაროებიდანაც, მაგრამ ეს უკვე დიდი ხანია მიუღებელია, როდესაც საქმე ეხება ენერგიის წყაროდ გამოყენებას. უდაო ფაქტია, რომ წყალბადის წარმოების, შენახვისა და ტრანსპორტირების ტექნოლოგიური პრობლემები მოგვარებულია - პრაქტიკაში, ახლაც, ამ გაზის უზარმაზარი რაოდენობა იწარმოება და გამოიყენება ნედლეულად ქიმიურ და ნავთობქიმიურ მრეწველობაში. თუმცა ამ შემთხვევებში წყალბადის მაღალი ღირებულება არ არის სასიკვდილო, რადგან ის „დნება“ იმ პროდუქტების მაღალი ღირებულებით, რომელშიც ის მონაწილეობს.

თუმცა, მსუბუქი გაზის ენერგიის წყაროდ და დიდი რაოდენობით გამოყენების პრობლემა ცოტა უფრო რთულია. მეცნიერები კარგა ხანია თავს აქნევენ მაზუთის შესაძლო სტრატეგიული ალტერნატივის ძიებაში და ელექტრომობილურობისა და წყალბადის ზრდა შესაძლოა ახლო სიმბიოზში იყოს. ამ ყველაფრის გულში არის მარტივი, მაგრამ ძალიან მნიშვნელოვანი ფაქტი – წყალბადის მოპოვება და გამოყენება ტრიალებს წყლის გაერთიანებისა და დაშლის ბუნებრივ ციკლს… თუ კაცობრიობა გააუმჯობესებს და გააფართოვებს წარმოების მეთოდებს ბუნებრივი წყაროების გამოყენებით, როგორიცაა მზის ენერგია, ქარი და წყალი, წყალბადის წარმოება და გამოყენება შესაძლებელია შეუზღუდავი რაოდენობით მავნე გამონაბოლქვის გარეშე.
წარმოების

მსოფლიოში ამჟამად 70 მილიონ ტონაზე მეტი სუფთა წყალბადის წარმოება ხდება. მისი წარმოების ძირითადი ნედლეულია ბუნებრივი აირი, რომელიც მუშავდება პროცესში, რომელსაც "რეფორმირების" სახელით უწოდებენ (მთლიანი რაოდენობის ნახევარი). წყალბადის მცირე რაოდენობა წარმოიქმნება სხვა პროცესებით, როგორიცაა ქლორის ნაერთების ელექტროლიზი, მძიმე ზეთის ნაწილობრივი დაჟანგვა, ნახშირის გაზიფიკაცია, ნახშირის პიროლიზი კოქსის წარმოებისთვის და ბენზინის რეფორმირება. მსოფლიოში წყალბადის წარმოების დაახლოებით ნახევარი გამოიყენება ამიაკის სინთეზისთვის (რომელიც საკვებად გამოიყენება სასუქების წარმოებაში), ნავთობის გადამუშავებასა და მეთანოლის სინთეზში.

ეს საწარმოო სქემები ამძიმებს გარემოს სხვადასხვა ხარისხით და, სამწუხაროდ, არცერთი მათგანი არ გვთავაზობს არსებით ალტერნატივას ამჟამინდელი ენერგეტიკული სტატუს კვოს - პირველ რიგში იმიტომ, რომ ისინი იყენებენ არა განახლებად წყაროებს და მეორეც იმიტომ, რომ წარმოება ასხივებს არასასურველ ნივთიერებებს, როგორიცაა ნახშირორჟანგი. წყალბადის წარმოების ყველაზე პერსპექტიული მეთოდი მომავალში რჩება წყლის დაშლა ელექტროენერგიის დახმარებით, რომელიც ცნობილია დაწყებით სკოლაში. თუმცა, სუფთა ენერგიის ციკლის დახურვა ამჟამად შესაძლებელია მხოლოდ ბუნებრივი და განსაკუთრებით მზის და ქარის ენერგიის გამოყენებით წყლის დაშლისთვის საჭირო ელექტროენერგიის წარმოქმნით. დოქტორ გულდნერის თქმით, ქარისა და მზის სისტემებთან „დაკავშირებული“ თანამედროვე ტექნოლოგიები, მათ შორის მცირე წყალბადის სადგურები, სადაც ეს უკანასკნელი ადგილზე იწარმოება, დიდი ახალი ნაბიჯია ამ მიმართულებით.
შენახვის ადგილი

წყალბადის დიდი რაოდენობით შენახვა შეიძლება როგორც გაზურ, ასევე თხევად ფაზებში. ყველაზე დიდ ასეთ რეზერვუარებს, რომელშიც წყალბადის შენახვა ხორციელდება შედარებით დაბალ წნევაზე, "გაზის მრიცხველებს" უწოდებენ. საშუალო და მცირე ზომის ავზები ადაპტირებულია წყალბადის შესანახად 30 ბარი წნევის ქვეშ, ხოლო ყველაზე პატარა სპეციალური ავზები (სპეციალური ფოლადის ან ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიციისგან დამზადებული ძვირადღირებული მოწყობილობები) ინარჩუნებენ მუდმივ წნევას 400 ბარს.
წყალბადი ასევე შეიძლება ინახებოდეს თხევად ფაზაში -253°C-ზე თითო მოცულობის ერთეულზე, რომელიც შეიცავს 1,78-ჯერ მეტ ენერგიას, ვიდრე 700 ბარზე შენახვისას - თხევადი წყალბადის ენერგიის ექვივალენტური რაოდენობის მისაღწევად ერთეულ მოცულობაზე, გაზი უნდა იყოს შეკუმშული. 1250 ბარი. გაცივებული წყალბადის მაღალი ენერგოეფექტურობის გამო, BMW თანამშრომლობს გერმანულ სამაცივრო ჯგუფთან Linde-სთან თავისი პირველი სისტემებისთვის, რომელმაც შეიმუშავა უახლესი კრიოგენული მოწყობილობები წყალბადის გათხევადებისა და შესანახად. მეცნიერები ასევე გვთავაზობენ წყალბადის შესანახად სხვა, მაგრამ ამ დროისთვის ნაკლებად გამოსაყენებელ ალტერნატივებს - მაგალითად, ზეწოლის ქვეშ შენახვა სპეციალურ ლითონის ფქვილში, ლითონის ჰიდრიდების სახით და სხვა.

წყალბადის გადამცემი ქსელები უკვე არსებობს იმ ადგილებში, სადაც მაღალი კონცენტრაცია აქვთ ქიმიური ქარხნები და ნავთობგადამამუშავებელი ქარხნები. ზოგადად, ტექნიკა მსგავსია ბუნებრივი გაზის გადასაცემად, მაგრამ ამ უკანასკნელის გამოყენება წყალბადის საჭიროებისთვის ყოველთვის არ არის შესაძლებელი. ამასთან, გასულ საუკუნეშიც, ევროპის ქალაქებში ბევრ სახლს ანათებდნენ გაზსადენი მსუბუქი გაზით, რომელიც შეიცავს 50% –მდე წყალბადს და გამოიყენება საწვავად პირველი სტაციონარული შიდა წვის ძრავებისთვის. თანამედროვე დონის ტექნოლოგია უკვე იძლევა თხევადი წყალბადის ტრანსკონტინენტურ ტრანსპორტირებას არსებული კრიოგენული ტანკერების საშუალებით, ისევე როგორც ბუნებრივი გაზისთვის გამოყენებული.

BMW და შიდაწვის ძრავა

"წყალი. სუფთა BMW ძრავების ერთადერთი საბოლოო პროდუქტი, რომელიც იყენებს თხევად წყალბადს ნავთობის საწვავის ნაცვლად და საშუალებას აძლევს ყველას სუფთა სინდისით ისარგებლოს ახალი ტექნოლოგიებით.”

ეს სიტყვები ციტატაა 745-ე საუკუნის დასაწყისის გერმანული კომპანიის სარეკლამო კამპანიიდან. ეს ხელს შეუწყობს ბავარიის ავტომწარმოებლის ფლაგმანის საკმაოდ ეგზოტიკურ XNUMX-საათიან წყალბადის ვერსიას. ეგზოტიკური, რადგან, BMW- ს თანახმად, ნახშირწყალბადების საწვავის ალტერნატივაზე გადასვლა, რომელსაც საავტომობილო ინდუსტრია თავიდანვე კვებავს, მთლიანი ინდუსტრიული ინფრასტრუქტურის შეცვლას მოითხოვს. იმ დროს ბავარიელებმა განვითარების პერსპექტიული გზა იპოვნეს არა ფართო რეკლამირებულ საწვავის უჯრედებში, არამედ შინაგანი წვის ძრავების წყალბადთან მუშაობაში. BMW მიიჩნევს, რომ განხილული რემონტი მოგვარებადი საკითხია და უკვე მნიშვნელოვან პროგრესს მიაღწევს მთავარი ძალისხმევის უზრუნველსაყოფად, ძრავის საიმედო მუშაობის უზრუნველსაყოფად და სუფთა წყალბადის გამოყენებით გაქცევის წვის ტენდენციის აღმოფხვრაში. ამ მიმართულებით წარმატება განპირობებულია ძრავის პროცესების ელექტრონული კონტროლის სფეროში კომპეტენტურობით და დაპატენტებული BMW– ს დაპატენტებული Valvetronic და Vanos სისტემების გაზის მოქნილი განაწილებისთვის გამოყენების შესაძლებლობით, რომელთა გარეშე შეუძლებელია "წყალბადის ძრავების" ნორმალური მუშაობის გარანტია.

თუმცა, ამ მიმართულებით პირველი ნაბიჯები თარიღდება 1820 წლით, როდესაც დიზაინერმა უილიამ სესილმა შექმნა წყალბადის საწვავის ძრავა, რომელიც მუშაობს ეგრეთ წოდებულ „ვაკუუმის პრინციპზე“ - სქემა, რომელიც სრულიად განსხვავებულია, ვიდრე მოგვიანებით გამოიგონეს შიდა ძრავით. წვა. 60 წლის შემდეგ, შიგაწვის ძრავების პირველ განვითარებაში, პიონერმა ოტომ გამოიყენა უკვე ნახსენები და ნახშირისგან მიღებული სინთეტიკური აირი წყალბადის შემცველობით დაახლოებით 50%. თუმცა კარბურატორის გამოგონებით ბენზინის გამოყენება ბევრად უფრო პრაქტიკული და უსაფრთხო გახდა და თხევადმა საწვავმა ჩაანაცვლა აქამდე არსებული ყველა სხვა ალტერნატივა. წყალბადის, როგორც საწვავის თვისებები მრავალი წლის შემდეგ აღმოაჩინეს კოსმოსურმა ინდუსტრიამ, რომელმაც სწრაფად აღმოაჩინა, რომ წყალბადს გააჩნდა საუკეთესო ენერგია/მასობრივი თანაფარდობა კაცობრიობისთვის ცნობილ საწვავთან შედარებით.

1998 წლის ივლისში ევროპის საავტომობილო ინდუსტრიის ასოციაციამ (ACEA) აიღო ვალდებულება შეამციროს CO2– ის ემისიები ევროკავშირში ახლად დარეგისტრირებულ მანქანებზე, 140 წლისთვის კილომეტრზე საშუალოდ 2008 გრამამდე. პრაქტიკაში, ეს ითვალისწინებს ემისიის 25% -იან შემცირებას 1995 წელთან შედარებით და უდრის ახალი ფლოტის საშუალო საწვავის ხარჯვას დაახლოებით 6,0 ლ / 100 კმ. ეს ავტომობილების ამოცანას უკიდურესად ართულებს და BMW ექსპერტების აზრით, მისი მოგვარება შესაძლებელია როგორც დაბალი ნახშირბადის საწვავის გამოყენებით, ასევე ნახშირბადის საწვავის შემადგენლობის მთლიანად ამოღებით. ამ თეორიის თანახმად, წყალბადის მთელი ბრწყინვალება ჩნდება საავტომობილო სცენაზე.
ბავარიული კომპანია ხდება ავტომობილების პირველი მწარმოებელი, ვინც წყალბადზე მომუშავე მანქანების მასობრივ წარმოებას იწყებს. BMW– ს დირექტორთა საბჭოს Burkhard Göschel– ის ოპტიმისტური და თავდაჯერებული განცხადებები, BMW– ს გამგეობის წევრის პასუხისმგებლობა, რომელიც პასუხისმგებელია ახალ მოვლენებზე, რომ ”კომპანია გაყიდის წყალბადის მანქანებს 7 სერიის ამოწურვამდე”, შესრულდა. წყალბადის 7-ით მეშვიდე სერიის ვერსია 2006 წელს დაინერგა და 12 ცილინდრიანი 260 ცხენის ძრავა აქვს. ეს მესიჯი რეალობად იქცევა.

განზრახვა საკმაოდ ამბიციური ჩანს, მაგრამ კარგი მიზეზი. BMW ახორციელებს წყალბადის წვის ძრავებს 1978 წლიდან, 5 სერიის (E12) გამოყენებით, E 1984-ის 745 საათიანი ვერსია დაინერგა 23 წელს, ხოლო 11 წლის 2000 მაისს მან აჩვენა ამ ალტერნატივის უნიკალური შესაძლებლობები. შთამბეჭდავი ფლოტი 15 ცხ.ძ. 750 ცილინდრიანი წყალბადზე მომუშავე ძრავებით E 38 "კვირის" 12 კმ მარათონი გაიარა, რაც ხაზს უსვამს კომპანიის წარმატებასა და ახალი ტექნოლოგიის დაპირებას. 170 და 000 წლებში ამ მანქანების ნაწილი განაგრძობდა მონაწილეობას სხვადასხვა დემონსტრაციებში წყალბადის იდეის გასამყარებლად. შემდეგ მოდის ახალი განვითარება შემდეგი 2001 სერიის საფუძველზე, თანამედროვე 2002 ლიტრიანი V-7 ძრავის გამოყენებით და მაქსიმალური სიჩქარე 4,4 კმ / სთ, რომელსაც მოყვება უახლესი განვითარება 212 ცილინდრიანი V-12 ძრავით.

კომპანიის ოფიციალური მოსაზრების თანახმად, მიზეზები, რის გამოც BMW შემდეგ ამ ტექნოლოგიას საწვავის უჯრედები აირჩია, არის კომერციული და ფსიქოლოგიური. პირველი, ამ მეთოდს მნიშვნელოვნად ნაკლები ინვესტიცია დასჭირდება სამრეწველო ინფრასტრუქტურის ცვლილების შემთხვევაში. მეორეც, იმის გამო, რომ ხალხი ძველი წვის ძრავას სჩვევია, მათ უყვართ და მასთან განშორება რთული იქნება. და მესამე, რადგან ამავე დროს, ეს ტექნოლოგია უფრო სწრაფად ვითარდება, ვიდრე საწვავის უჯრედების ტექნოლოგია.

BMW-ს მანქანებში წყალბადი ინახება ზედმეტად იზოლირებულ კრიოგენულ ჭურჭელში, როგორც მაღალტექნოლოგიური თერმოსის ბოთლი, რომელიც შემუშავებულია გერმანული სამაცივრო ჯგუფის Linde-ის მიერ. შენახვის დაბალ ტემპერატურაზე საწვავი თხევად ფაზაშია და ძრავში ჩვეულებრივი საწვავის სახით შედის.

მიუნხენის კომპანიის დიზაინერები იყენებენ საწვავის ინექციას მიმღებ კოლექტორებში, ხოლო ნარევის ხარისხი დამოკიდებულია ძრავის მუშაობის რეჟიმზე. ნაწილობრივი დატვირთვის რეჟიმში, ძრავა მუშაობს დიზელის მსგავსი მჭლე ნარევებზე - იცვლება მხოლოდ შეფრქვეული საწვავის რაოდენობა. ეს არის ნარევის ეგრეთ წოდებული „ხარისხის კონტროლი“, რომელშიც ძრავა მუშაობს ჭარბი ჰაერით, მაგრამ დაბალი დატვირთვის გამო, აზოტის გამონაბოლქვის წარმოქმნა მინიმუმამდეა დაყვანილი. როდესაც საჭიროა მნიშვნელოვანი სიმძლავრე, ძრავა იწყებს მუშაობას ბენზინის ძრავის მსგავსად, გადადის ნარევის ეგრეთ წოდებულ „რაოდენობრივ რეგულაციაზე“ და ნორმალურ (არა მჭლე) ნარევებზე. ეს ცვლილებები შესაძლებელია, ერთის მხრივ, ძრავში ელექტრონული პროცესის კონტროლის სიჩქარის წყალობით, ხოლო მეორეს მხრივ, გაზის განაწილების კონტროლის სისტემების მოქნილი მუშაობის წყალობით - "ორმაგი" Vanos, რომელიც მუშაობს ერთად. Valvetronic შეყვანის კონტროლის სისტემით დროსელის გარეშე. გასათვალისწინებელია, რომ BMW-ს ინჟინრების აზრით, ამ განვითარების სამუშაო სქემა მხოლოდ ტექნოლოგიის განვითარების შუალედური ეტაპია და რომ მომავალში ძრავებს მოუწევთ გადავიდნენ ცილინდრებში და ტურბოჩამრთველში წყალბადის პირდაპირ ინექციაზე. მოსალოდნელია, რომ ამ მეთოდების გამოყენება გამოიწვევს მანქანის დინამიური მუშაობის გაუმჯობესებას მსგავს ბენზინის ძრავთან შედარებით და შიდაწვის ძრავის საერთო ეფექტურობის 50%-ზე მეტით გაზრდას.

განვითარების საინტერესო ფაქტია ის, რომ "წყალბადის" შიდა წვის ძრავების უახლესი განვითარებით, მიუნხენში დიზაინერები შედიან საწვავის უჯრედების სფეროში. ისინი იყენებენ ასეთ მოწყობილობებს მანქანებში ბორტ ელექტრული ქსელის გასაძლიერებლად, რაც მთლიანად გამორიცხავს ჩვეულებრივ ბატარეას. ამ ნაბიჯის წყალობით, შესაძლებელია საწვავის დამატებითი დაზოგვა, რადგან წყალბადის ძრავას არ სჭირდება ალტერნატორის მართვა, ხოლო საბორტო ელექტრო სისტემა ხდება სრულიად ავტონომიური და დამოუკიდებელი მამოძრავებელი გზისგან - მას შეუძლია ელექტროენერგიის გამომუშავება მაშინაც კი, როდესაც ძრავა არ მუშაობს. და წარმოებისა და მოხმარების ენერგიის სრულად ოპტიმიზაცია შესაძლებელია. ის ფაქტი, რომ იმდენი ელექტროენერგია, რამდენიც საჭიროა წყლის ტუმბოს, ზეთის ტუმბოების, სამუხრუჭე გამაძლიერებლის და გაყვანილობის სისტემების გასაძლიერებლად, ახლა შეიძლება გამოიმუშაოს, ასევე ითარგმნება შემდგომ დანაზოგად. თუმცა, ყველა ამ ინოვაციის პარალელურად, საწვავის ინექციის სისტემა (ბენზინი) პრაქტიკულად არ განიცადა ძვირადღირებული დიზაინის ცვლილებები.

2002 წლის ივნისში წყალბადის ტექნოლოგიების პოპულარიზაციის მიზნით, BMW Group, Aral, BVG, DaimlerChrysler, Ford, GHW, Linde, Opel, MAN შექმნეს პარტნიორობის CleanEnergy პროგრამა, რომელმაც დაიწყო თავისი საქმიანობა LPG ბენზინგასამართი სადგურების განვითარებით. და შეკუმშული წყალბადი. მათში წყალბადის ნაწილი იწარმოება ადგილზე მზის ელექტროენერგიის გამოყენებით, შემდეგ კი იკუმშება, ხოლო დიდი თხევადი რაოდენობა მოდის სპეციალური საწარმოო სადგურებიდან და თხევადი ფაზის ყველა ორთქლი ავტომატურად გადადის გაზის რეზერვუარში.
BMW- მ არაერთი სხვა ერთობლივი პროექტი წამოიწყო, მათ შორის ნავთობკომპანიებთან, რომელთა შორის ყველაზე აქტიური მონაწილეები არიან Aral, BP, Shell, Total.
ამასთან, რატომ უარს ამბობს BMW ამ ტექნოლოგიურ გადაწყვეტილებებზე და კვლავ ყურადღებას ამახვილებს საწვავის ელემენტებზე, ამ სერიის სხვა სტატიაში მოგიყვებით.

წყალბადის შიდა წვის ძრავებში

საინტერესოა, რომ წყალბადის ფიზიკური და ქიმიური თვისებების გამო, ის ბევრად უფრო აალებადია, ვიდრე ბენზინი. პრაქტიკაში ეს ნიშნავს, რომ წყალბადში წვის პროცესის დასაწყებად გაცილებით ნაკლები საწყისი ენერგიაა საჭირო. მეორე მხრივ, წყალბადის ძრავებს შეუძლიათ ადვილად გამოიყენონ ძალიან „ცუდი“ ნარევები – რასაც თანამედროვე ბენზინის ძრავები აღწევენ რთული და ძვირადღირებული ტექნოლოგიებით.

წყალბად-ჰაერის ნარევის ნაწილაკებს შორის სითბო ნაკლებად იფანტება და ამავდროულად, ავტომატური აალების ტემპერატურა გაცილებით მაღალია, ისევე როგორც წვის პროცესების სიჩქარე ბენზინთან შედარებით. წყალბადს აქვს დაბალი სიმკვრივე და ძლიერი დიფუზიურობა (ნაწილაკების სხვა აირში შეღწევის შესაძლებლობა - ამ შემთხვევაში ჰაერში).

ეს არის თვითგამოსვლისთვის საჭირო დაბალი აქტივაციის ენერგია, რომელიც ერთ – ერთი ყველაზე დიდი გამოწვევაა წყალბადის ძრავებში წვის კონტროლში, რადგან ნარევს ადვილად შეუძლია სპონტანურად აინთოს წვის პალატის უფრო ცხელ უბნებთან კონტაქტის და სრულიად უკონტროლო პროცესების ჯაჭვის შედეგად. ამ რისკის თავიდან აცილება წყალბადის ძრავის დიზაინის ერთ-ერთი ყველაზე დიდი გამოწვევაა, მაგრამ ადვილი არ არის შედეგების აღმოფხვრა, რომ უაღრესად გაფანტული წვის ნარევი ძალიან ახლოს მოძრაობს ცილინდრის კედლებთან და შეუძლია შეაღწიოს უკიდურეს ვიწრო ხარვეზებში. მაგალითად დახურული სარქველების გასწვრივ ... ეს ყველაფერი უნდა იქნას გათვალისწინებული ამ ძრავების დიზაინის დროს.

მაღალი ავტომატიზაციის ტემპერატურა და მაღალი ოქტანური რიცხვი (დაახლოებით 130) საშუალებას იძლევა გაიზარდოს ძრავის კომპრესიული კოეფიციენტი და, შესაბამისად, მისი ეფექტურობა, მაგრამ ისევ არსებობს წყალბადის ავტომატიზაციის საფრთხე უფრო ცხელ ნაწილთან კონტაქტისას. ცილინდრში. წყალბადის დიფუზიის მაღალი სიმძლავრის უპირატესობაა ჰაერთან ადვილად შერევის შესაძლებლობა, რაც ავზის გაფუჭების შემთხვევაში უზრუნველყოფს საწვავის სწრაფ და უსაფრთხო გაფანტვას.

წვისთვის ჰაერ-წყალბადის იდეალურ ნარევს აქვს დაახლოებით 34:1 თანაფარდობა (ბენზინისთვის ეს თანაფარდობაა 14,7:1). ეს ნიშნავს, რომ პირველ შემთხვევაში წყალბადისა და ბენზინის ერთი და იგივე მასის შერწყმისას საჭიროა ორჯერ მეტი ჰაერი. ამავდროულად, წყალბადი-ჰაერის ნარევი მნიშვნელოვნად მეტ ადგილს იკავებს, რაც განმარტავს, თუ რატომ აქვთ წყალბადის ძრავებს ნაკლები სიმძლავრე. თანაფარდობებისა და მოცულობების წმინდა ციფრული ილუსტრაცია საკმაოდ მჭევრმეტყველია - წვისთვის მზად წყალბადის სიმკვრივე 56-ჯერ ნაკლებია ბენზინის ორთქლის სიმკვრივეზე... თუმცა, უნდა აღინიშნოს, რომ ზოგადად, წყალბადის ძრავებს შეუძლიათ ჰაერის ნარევებზე მუშაობა. . წყალბადი 180:1-მდე თანაფარდობით (ანუ ძალიან „ცუდი“ ნარევებით), რაც თავის მხრივ ნიშნავს, რომ ძრავას შეუძლია იმუშაოს დროსელის გარეშე და გამოიყენოს დიზელის ძრავების პრინციპი. აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ წყალბადი უდავო ლიდერია წყალბადისა და ბენზინის, როგორც მასობრივი ენერგიის წყაროს შედარებაში - კილოგრამ წყალბადს თითქმის სამჯერ მეტი ენერგია აქვს XNUMX კილოგრამ ბენზინზე.

როგორც ბენზინის ძრავების შემთხვევაში, თხევადი წყალბადის შეყვანა შეიძლება უშუალოდ სარქველების წინ, კოლექტორებში, მაგრამ საუკეთესო გამოსავალი არის ინექცია პირდაპირ შეკუმშვის დროს - ამ შემთხვევაში, სიმძლავრე შეიძლება აღემატებოდეს შესადარებელ ბენზინის ძრავას 25% -ით. ეს იმიტომ ხდება, რომ საწვავი (წყალბადი) არ ანაცვლებს ჰაერს, როგორც ბენზინის ან დიზელის ძრავის შემთხვევაში, რაც საშუალებას აძლევს წვის კამერას მხოლოდ (ჩვეულებრივზე მნიშვნელოვნად მეტი) ჰაერით გაივსოს. გარდა ამისა, ბენზინის ძრავებისგან განსხვავებით, წყალბადს არ სჭირდება სტრუქტურული მორევა, რადგან წყალბადი ამ ზომის გარეშე საკმაოდ კარგად ვრცელდება ჰაერში. ცილინდრის სხვადასხვა ნაწილში წვის განსხვავებული სიჩქარის გამო, უმჯობესია დააყენოთ ორი სანთელი, ხოლო წყალბადის ძრავებში პლატინის ელექტროდების გამოყენება არ არის შესაფერისი, რადგან პლატინი ხდება კატალიზატორი, რომელიც იწვევს საწვავის დაჟანგვას დაბალ ტემპერატურაზეც კი. .

Mazda ვარიანტი

იაპონური კომპანია Mazda ასევე აჩვენებს წყალბადის ძრავის თავის ვერსიას, მბრუნავი ბლოკის სახით RX-8 სპორტულ მანქანაში. ეს გასაკვირი არ არის, რადგან ვანკელის ძრავის დიზაინის მახასიათებლები უკიდურესად შესაფერისია წყალბადის საწვავად გამოსაყენებლად.
გაზი ინახება მაღალი წნევის ქვეშ სპეციალურ ავზში და საწვავი შეჰყავთ უშუალოდ წვის კამერებში. იმის გამო, რომ მბრუნავი ძრავების შემთხვევაში, ზონები, რომელშიც ხდება ინექცია და წვა, ცალკეა, ხოლო ტემპერატურის მიღება ნაწილში დაბალია, უკონტროლო ანთების შესაძლებლობის პრობლემა მნიშვნელოვნად შემცირდა. Wankel– ის ძრავა ასევე გთავაზობთ საკმარის ადგილს ორი ინჟექტორისთვის, რაც კრიტიკულია წყალბადის ოპტიმალური რაოდენობის შეყვანისთვის.

H2R

H2R არის სამუშაო სუპერსპორტული პროტოტიპი, რომელიც აშენებულია BMW-ს ინჟინრების მიერ და აღჭურვილია 12 ცილინდრიანი ძრავით, რომელიც აღწევს მაქსიმალურ სიმძლავრეს 285 ცხ.ძ. წყალბადთან მუშაობისას. მათი წყალობით, ექსპერიმენტული მოდელი 0-დან 100 კმ/სთ-მდე აჩქარებს ექვს წამში და აღწევს მაქსიმალურ სიჩქარეს 300 კმ/სთ. H2R ძრავა დაფუძნებულია 760i ბენზინში გამოყენებულ სტანდარტულ ზედა ნაწილზე და მის განვითარებას მხოლოდ ათი თვე დასჭირდა. .

სპონტანური წვის თავიდან ასაცილებლად, ბავარიელმა სპეციალისტებმა შეიმუშავეს სპეციალური სტრატეგია წვის პალატაში ნაკადის და ინექციის ციკლებისთვის, ძრავის ცვალებადი სარქვლის დროის სისტემით გათვალისწინებული შესაძლებლობების გამოყენებით. სანამ ნარევი ცილინდრებში შევა, ეს უკანასკნელი გაცივდება ჰაერით და აალება ხდება მხოლოდ ზედა მკვდარ ცენტრში - წყალბადის საწვავთან წვის მაღალი სიჩქარის გამო, აალების წინსვლა არ არის საჭირო.