ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА В БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ
АННОТАЦИЯ
Сегодня ухудшение экологической ситуации и его предотвращение стало одной из самых актуальных проблем в мире. Вмешательство человека в природу вызывает экологический кризис. Экологический кризис возникает на основе разницы между потребностями человека и возможностями природы.То есть нарушается баланс между компонентами биосферы и движением человека. Это связано с тем, что запасы нефти истощаются, и в настоящее время проводятся широкомасштабные научные исследования в мировом масштабе по использованию природных ресурсов для получения альтернативных видов топлива, заменяющих нефть. Одним из таких источников энергии является водородное топливо. Благодаря легкости получения водородного топлива из энергоносителей и большим запасам его на земле, широко ведутся работы по его использованию в автомобилях.
ABSTRACT
Today, the deterioration of the ecological situation and its prevention has become one of the most pressing problems in the world.
Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания, водородное топливо, водородно-воздушная смесь, обратные вспышки, число оборотов коленчатого вала, внутренняя и внешняя смесь, коэффициент избытка воздуха.
Keywords:
automobile, hydrogen, fuel cell, anode, cathode, electrode, electrolysis, electric conductor.
Перевод двигателей с искровым зажиганием на водородное топливо приводит к ряду трудностей, связанных с неисправностями двигателя. В первую очередь это повторное возгорание на входе, высокая жесткость рабочего процесса и детонирующее горение. Эти процессы проявляются при приближении состава водородно-воздушной смеси к бензино-воздушной. Важнейшей задачей при переводе двигателей внутреннего сгорания на водородное топливо является изучение причин нарушений рабочего процесса по отношению к нормальному процессу и разработка методов устранения таких нарушений. Для двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием могут образовываться внутренние и внешние смеси.
Образование внешней смеси является обычным явлением в экспериментальных двигателях, так как этот процесс может осуществляться с помощью простого оборудования и не требует источников водорода высокого давления. При образовании внешней смеси, когда в водородно-воздушной смеси коэффициент избытка воздуха a <2 — 2,5, происходит повторное возгорание на входе и нарушается рабочий процесс.
При таком способе смешивания перед впускным клапаном всегда образуется одна и та же водородно-воздушная смесь. Хотя температура горения водородно-воздушной смеси выше, чем у углеводородно-топливной смеси, существует высокая вероятность воспламенения при прохождении рабочей смеси через впускной клапан, поскольку количество энергии, требуемой для воспламенения , очень низкое. водородно-воздушная смесь — 0,02 МДж, для бензина — 0,25 МДж . Возгорание водородно-воздушной смеси может быть вызвано высокотемпературными источниками в двигателе, но их энергии недостаточно для воспламенения бензиновоздушной смеси.
Источниками возгорания могут быть горячие точки камеры сгорания : свеча зажигания , выпускной клапан, остаточные газы или твердые продукты сгорания.
Причины повторного возгорания на впуске определяются конструктивными характеристиками конкретного двигателя и фазами газораспределения. Для двигателя CFR, для которого было проведено множество исследований, повторное зажигание происходит раньше, когда стабильная рабочая зона очень мала ɑ = 2,0 . Камеры сгорания были усовершенствованы для обеспечения стабильного сгорания в современных двигателях.
Нижний предел стабильной работы коленчатого вала с частотой п = 2000min
Рисунок 1. Схема устройства подготовки водородно-воздушной смеси для двигателя Doyge (CFR)
Ускорение двигателя смещается к плохому смешению для стабильной работы.
В интервале п = 3800 мин 1 , предел повторного зажигания смещается в сторону а = 1,63 . Идея о том, что свеча зажигания с повторным зажиганием представляет собой горячий электрод, недостаточно обоснована. Исследования водородных двигателей показали, что увеличение площади поверхности свечи зажигания и количества искр позволяет двигателю работать стабильно, но не исключает полностью повторного зажигания. -зажигание. В горячих точках камеры сгорания интенсивное охлаждение, огонь полный yoqotolmaydo смертей водородно-воздушной смеси сжигается является одной из причин для новых рабочих .China коллекторы для взаимодействия с газами , поступающие клапаны будут закрыты. Во время открытия клапана остаточных газов и рабочей смеси химического состава от температуры пожара 700 0 C, которые могут быть реализованы. Эта температура соответствует температуре воспламенения спонтанной (530-630 ° C) в водородно-воздушной смеси.
По мере увеличения частоты вращения коленчатого вала температура остаточных газов увеличивается и, соответственно, предел повторного воспламенения наступает в области бедной смеси.
Новая рабочая смесь с остаточными газами более склонна к повторному возгоранию в результате перекрестного перемешивания после закрытия впускного клапана. Чтобы предотвратить повторное возгорание во время вставки, можно использовать различные методы.
Хорошие результаты можно получить, если к водородно-воздушной смеси добавить водяной пар и направить в баллон. Изменение количества воды в водородно-воздушной смеси может значительно снизить риск повторного возгорания. Если массовая доля воды в рабочей смеси m h3O / m h3 = 5, повторное возгорание вообще не произойдет.
Добавление воды во время процесса впрыска может осуществляться за счет карбюрации и может варьироваться в зависимости от частоты вращения двигателя и условий нагрузки. Можно увеличить количество воды, чтобы предотвратить повторное возгорание, но по мере увеличения количества воды в продуктах сгорания к маслу добавляется определенная часть продуктов сгорания, и содержание воды в масле увеличивается.
Рисунок 2. Способы заправки баллона водородным топливом
На рис. 2 представлена схема подачи водородного топлива по дополнительным патрубкам к впускному клапану. При открытии впускного клапана под действием вакуума в дополнительных трубках возникает поток, который вводится в цилиндр вместе с водородом-воздухом.
Эта конструкция имеет ряд серьезных недостатков: во-первых, гораздо сложнее создать в одной детали 2 различных паза с фаской и разработать клапан, который прочно к ней прикреплен.
Во-вторых, такая конструкция не может гарантировать полного предотвращения повторного возгорания , так как водород и воздух начинают абсорбироваться в цилиндр одновременно, что приводит к сгоранию рабочей смеси на начальной стадии образования водородно-воздушной смеси. Во второй конструкции впрыск водородно-воздушной смеси в цилиндр отличается от таковой в первой конструкции, во второй конструкции впрыск водорода в цилиндр осуществляется вскоре после открытия клапана и останавливается перед закрытием. Это половина времени ввода. В первом методе входная труба (2) оснащена золотником, и золотник находится в постоянном контакте с клапаном, и с помощью пружины 1 толкает клапан вниз под давлением 0,1 МПа и выпускает водород. [Рис. 2 ]
Рисунок 3 Схема подачи водорода в Залотник
Когда впускной клапан 3 открывается, клапан опорожняется, и труба 4 подачи водорода открывается. Во втором варианте направляющий стержень приводит в движение золотник, и водород подается через клапан.
Ручка впускного клапана 4 и направляющая 6 размещены в патрубке впускного клапана таким образом, чтобы в любом положении клапана между штоком и направляющей имелся зазор, в который проходил канал под избыточным давлением водорода до 0,1 МПа Поставляется через 5.При закрытом клапане около головки клапана образуется полость диаметром 1 мм во впускном канале.
В этой схеме водород подается в каждый цилиндр под давлением от 0,4 до 0,5 МПа через дополнительный механизм впускных клапанов непосредственно на впуск через распределительный вал. Клапаны подачи водорода открываются одновременно с впускными клапанами и закрываются после поворота коленчатого вала на угол 90
Когда внутри цилиндра образуется смесь, подача водорода непосредственно в цилиндр на завершающей стадии впрыска или в такте сжатия — полностью исключается повторное воспламенение.
Рисунок 4 Схема подачи газообразного водорода через гидрораспределитель
Образование смеси внутри цилиндра увеличивает удельную мощность водородных двигателей. Однако реализация внутреннего образования соединений в современных двигателях высокоскоростных автомобилей связана с рядом проблем, таких как доставка большого количества водорода (до одной трети рабочего объема цилиндра) за несколько миллисекунд. Вопрос о сроках подачи водорода также остается неясным, и расчет значений подачи и дозирования при необходимом давлении в системе подачи водорода.
Рисунок 5. Приведена принципиальная схема процесса внутреннего смешения и водородного инжектора одноцилиндрового двигателя CFR
В этом методе смешивания водород направляется в насос высокого давления, аналогичный дизельному двигателю, перед впускной камерой . Расход водорода регулируется изменением продолжительности распыления и его давления.
Продолжительность закачки может варьироваться от 8-10 мс, а давление от 3 до 8 МПа. Время начала доставки водорода также может варьироваться в широких пределах: оно начинается до достижения верхней конечной точки 15-35 °, что позволяет оптимизировать момент и продолжительность доставки водорода.
Жесткость рабочего процесса. Независимо от способа образования смеси, она отличалась от топливовоздушных смесей, близких к водородному двигателю, высокой жесткостью рабочего процесса. Известно, что жесткость рабочего процесса определяется скоростью нарастания давления при горении. В ряде исследований скорость повышения давления в водородном двигателе оценивается примерно в 5000 МПа • с -1 при максимальном давлении 6,0–9,0 МПа . Более высокие значения относятся к двигателям, которые образуют смесь внутри цилиндра.
Повышение давления в водородном двигателе значительно выше, чем в бензиновом двигателе, его скорость составляет 900-1000 МПа с -1 , из-за высокой скорости сгорания водородно-воздушной смеси реальный процесс сгорания в водородном двигателе приближается к процесс теплопередачи при постоянном объеме в теоретическом цикле. Средняя скорость распространения пламени в камере сгорания водородного двигателя смеси стехиометрического состава с рабочей смесью бензинового двигателя может достигать 100-120 мс -1.
Из-за насыщения смеси скорость ее сгорания снижается до а = 1,9, что характерно для бензиновых двигателей со стехиометрической смесью. Анализ индикаторных диаграмм, полученных при оптимальных углах зажигания для разного времени горения и водородно-воздушных смесей, показывает, что жесткость рабочего потока зависит от степени восстановления топливно-воздушной смеси и скорости горения. Изменение скорости нарастания давления соответствует характеру изменения скорости горения водородно-воздушных смесей. Аналогичная интерпретация жесткости водородного двигателя встречается в ряде исследований, но методологические расчеты могут быть неверными при оценке характеристик искрового двигателя с водородным двигателем, включая все исследования коэффициента избытка воздуха. Время горения с данные остались неизменными ( 34 ° по ЮЧН ).
В результате при <1,4 процесс сгорания заканчивается при относительно высоких давлениях и высокой жесткости двигателя, пока поршень не достигнет ЮЧН, что вызывает остановку двигателя .
Максимальное давление сгорания в водородном двигателе должно быть выше, чем в бензиновом, по причинам, указанным выше.
При образовании внешней смеси это увеличение незначительно — около 10-15%, что существенно не влияет на условия работы коленчатого механизма и деталей цилиндро-поршневой группы. При образовании внутренней смеси максимальное давление может быть при значениях, характерных для дизельных двигателей с прямым зажиганием.Эти значения неприемлемы для двигателей, работающих при малых нагрузках, поэтому необходимо ограничивать как скорость повышения давления, так и максимальное давление.Это можно сделать с использованием плохих смесей, но значительное уменьшение этих смесей до a = 1,3 ~ 1,5 приводит к очень большому снижению мощности. При подаче водорода удобнее использовать метод внутреннего смесеобразования, поскольку мощность двигателя примерно равна мощности бензинового двигателя, но этот метод практически неприемлем при производстве внешней смеси, так как потери мощности двигателя составляют до 36%.
Список литературы:
- Исматов Ж.Ф., Джалилов Ж.Х., Файзуллаев А.Ж. Применение водорода в виде добавки автомобильных двигателях // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 4(85). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11523 (дата обращения: 26.11.2021).
- Дадабоев Р.М., Аббасов С.Ж. Перспективы использования водородного топлива в автомобилях // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 3(84). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11348 (дата обращения: 26.11.2021).
- А.И.Мишенко Применение водорода для автомобилных двигателей// Киев наука думка 1984 г
- Григорьев А.А. Синтетические углеводородные ракетные горючие (пути снижения стоимости синтина)// Катализ и нефтехимия, 2005, №13/ . с.44-52.
Ученые приблизились к созданию дешевых водородных автомобилей
https://ria.ru/20200824/avtomobili-1576244320.html
Ученые приблизились к созданию дешевых водородных автомобилей
Ученые приблизились к созданию дешевых водородных автомобилей — РИА Новости, 24. 08.2020
Ученые приблизились к созданию дешевых водородных автомобилей
Датские ученые разработали новый дешевый вид катализаторов для водородных двигателей. Это может изменить ситуацию в автомобилестроении. Результаты описаны в… РИА Новости, 24.08.2020
2020-08-24T18:00
2020-08-24T18:00
2020-08-24T18:01
наука
дания
копенгагенский университет
открытия — риа наука
химия
автомобили
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/17102/65/171026525_0:26:501:307_1920x0_80_0_0_b16035c94c22bf37e028c5ac3d03fde5.jpg
МОСКВА, 24 авг — РИА Новости. Датские ученые разработали новый дешевый вид катализаторов для водородных двигателей. Это может изменить ситуацию в автомобилестроении. Результаты описаны в статье, опубликованной в журнале Nature Materials.Пока автомобили с водородным двигателем — большая редкость. Все дело в стоимости катализаторов, для производства которых нужна платина. И если в обычных автомобилях используется около пяти граммов этого дорогого металла, то в экологически чистых водородных двигателях — в десять раз больше.Химики из Копенгагенского университета разработали катализатор, который не требует такого большого количества платины.»Для нашего катализатора нужна лишь небольшая часть того количества платины, которое обычно используется в современных водородных топливных элементах для автомобилей, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования, профессора химии Маттиаса Аренца (Matthias Arenz). — Мы приближаемся к тому же количеству платины, которое требуется для обычного автомобиля. При этом наш новый катализатор намного более стабилен, чем катализаторы, используемые в современных водородных автомобилях».Авторы отмечают, что новые устойчивые технологии часто сталкиваются с проблемой ограниченной доступности редких материалов, что служит препятствием для их промышленного применения. Возможность снизить зависимость от дефицитных или дорогих материалов меняет правила игры. «Новый катализатор позволяет организовать производство водородных транспортных средств в гораздо большем масштабе, чем когда-либо в прошлом», — заявляет еще один автор статьи, профессор Ян Россмейсл (Jan Rossmeisl), руководитель Центра катализа высокоэнтропийных сплавов при кафедре химии Копенгагенского университета.Новый катализатор позволяя производить больше лошадиных сил на грамм платины. При этом он более прочный. Последнее качество не менее важное, чем стоимость. Чем больше поверхность катализатора, тем эффективнее он работает. Но для покрытия большой поверхности, требуется много металла, а если слой будет очень тонким и непрочным, активность катализатора снизится. Для решения этой дилеммы в современных катализаторах слой наночастиц платины покрывают сверху углеродом. К сожалению, углерод делает катализаторы нестабильными. Новый катализатор не содержит углерода. Вместо наночастиц исследователи применили в нем сеть нанопроволок, характеризующихся большой площадью поверхности и высокой прочностью. «С этим прорывом надежда на то, что что водородные автомобили станут обычным явлением, заметно усилилась. Это позволяет сделать их более дешевыми, экологичными и долговечными», — говорит Россмейсл.На следующем этапе исследователи планируют начать переговоры с представителями автомобильной промышленности, чтобы реализовать новую технологию на практике.Центр катализа высокоэнтропийных сплавов (CHEAC), в котором велась разработка, — своего рода центр передового опыта, поддерживаемый Датским национальным исследовательским фондом. В нем разрабатывают новые каталитические материалы для создания экологически чистых химикатов и топлива.
https://ria.ru/20200506/1571028781.html
https://ria.ru/20200804/1575334175.html
дания
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2020
РИА Новости
1
5
4.7
96
internet-group@rian. ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
1920
1080
true
1920
1440
true
https://cdnn21.img.ria.ru/images/17102/65/171026525_28:0:472:333_1920x0_80_0_0_18b115f59d18d61416f2bb0318e74aef.jpg
1920
1920
true
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/
дания, копенгагенский университет, открытия — риа наука, химия, автомобили
Наука, Дания, Копенгагенский университет, Открытия — РИА Наука, Химия, Автомобили
МОСКВА, 24 авг — РИА Новости. Датские ученые разработали новый дешевый вид катализаторов для водородных двигателей. Это может изменить ситуацию в автомобилестроении. Результаты описаны в статье, опубликованной в журнале Nature Materials.
Пока автомобили с водородным двигателем — большая редкость. Все дело в стоимости катализаторов, для производства которых нужна платина. И если в обычных автомобилях используется около пяти граммов этого дорогого металла, то в экологически чистых водородных двигателях — в десять раз больше.
Химики из Копенгагенского университета разработали катализатор, который не требует такого большого количества платины.
«Для нашего катализатора нужна лишь небольшая часть того количества платины, которое обычно используется в современных водородных топливных элементах для автомобилей, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования, профессора химии Маттиаса Аренца (Matthias Arenz). — Мы приближаемся к тому же количеству платины, которое требуется для обычного автомобиля. При этом наш новый катализатор намного более стабилен, чем катализаторы, используемые в современных водородных автомобилях».
Авторы отмечают, что новые устойчивые технологии часто сталкиваются с проблемой ограниченной доступности редких материалов, что служит препятствием для их промышленного применения. Возможность снизить зависимость от дефицитных или дорогих материалов меняет правила игры.
6 мая 2020, 14:30Наука
Китайские ученые создали прототип реактивного двигателя на воздухе
«Новый катализатор позволяет организовать производство водородных транспортных средств в гораздо большем масштабе, чем когда-либо в прошлом», — заявляет еще один автор статьи, профессор Ян Россмейсл (Jan Rossmeisl), руководитель Центра катализа высокоэнтропийных сплавов при кафедре химии Копенгагенского университета.
Новый катализатор позволяя производить больше лошадиных сил на грамм платины. При этом он более прочный. Последнее качество не менее важное, чем стоимость. Чем больше поверхность катализатора, тем эффективнее он работает.
Но для покрытия большой поверхности, требуется много металла, а если слой будет очень тонким и непрочным, активность катализатора снизится. Для решения этой дилеммы в современных катализаторах слой наночастиц платины покрывают сверху углеродом. К сожалению, углерод делает катализаторы нестабильными.
Новый катализатор не содержит углерода. Вместо наночастиц исследователи применили в нем сеть нанопроволок, характеризующихся большой площадью поверхности и высокой прочностью.
«С этим прорывом надежда на то, что что водородные автомобили станут обычным явлением, заметно усилилась. Это позволяет сделать их более дешевыми, экологичными и долговечными», — говорит Россмейсл.
На следующем этапе исследователи планируют начать переговоры с представителями автомобильной промышленности, чтобы реализовать новую технологию на практике.
Центр катализа высокоэнтропийных сплавов (CHEAC), в котором велась разработка, — своего рода центр передового опыта, поддерживаемый Датским национальным исследовательским фондом. В нем разрабатывают новые каталитические материалы для создания экологически чистых химикатов и топлива.
4 августа 2020, 09:04Наука
Российские ученые смоделировали материал для хранилищ водорода
Разработка усовершенствованных малых водородных двигателей (Технический отчет)
Разработка усовершенствованных малых водородных двигателей (Технический отчет) | ОСТИ.GOVперейти к основному содержанию
- Полная запись
- Другое связанное исследование
Основная цель проекта заключается в разработке усовершенствованных и недорогих модификаций небольших (< 25 л.с.) бензиновых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) для работы на водородном топливе с сохранением той же производительности и долговечности. В этом заключительном техническом отчете обобщаются результаты i) деталей переоборудования нескольких небольших бензиновых двигателей внутреннего сгорания для работы на водороде, ii) испытания на долговечность переоборудованного водородного двигателя и iii) демонстрации прототипа системы хранения твердого водорода с канистрами в комплекте. Пиковая мощность водородного двигателя достигает 60% мощности бензинового аналога. Попытки увеличить мощность двигателя с помощью различных опций, включая установку увеличенного турбокомпрессора, модернизацию заказных поршней с высокой степенью сжатия, усовершенствованную систему зажигания и различные типы систем впрыска топлива, не реализованы. Преобразованный двигатель Honda GC160 с системой ACS для работы на водородном топливе прошел успешно. Общее накопительное время работы составляет 785 часов. Разработан, изготовлен и продемонстрирован прототип системы хранения твердого водорода с канистрой в комплекте номинальной емкостью 1,2 кг. Он способен поддерживать широкий диапазон выходной нагрузки водородного генератора.
- Авторов:
- Сапру, Кришна; Тан, Чжаошэн; Чао, Бен
- Дата публикации:
- Исследовательская организация:
- Energy Conversion Devices Incorporated
- Организация-спонсор:
- USDOE
- Идентификатор ОСТИ:
- 1008335
- Номер контракта с Министерством энергетики:
- ФК26-06НТ43026
- Тип ресурса:
- Технический отчет
- Страна публикации:
- США
- Язык:
- Английский
Форматы цитирования
- MLA
- АПА
- Чикаго
- БибТекс
Сапру, Кришна, Тан, Чжаошэн и Чао, Бен. Разработка перспективных малых водородных двигателей . США: Н. П., 2010.
Веб. дои: 10.2172/1008335.
Копировать в буфер обмена
Сапру, Кришна, Тан, Чжаошэн и Чао, Бен. Разработка перспективных малых водородных двигателей . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1008335
Копировать в буфер обмена
Сапру, Кришна, Тан, Чжаошэн и Чао, Бен. 2010.
«Разработка перспективных малых водородных двигателей». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1008335. https://www.osti.gov/servlets/purl/1008335.
Копировать в буфер обмена
@статья{osti_1008335,
title = {Разработка передовых малых водородных двигателей},
автор = {Сапру, Кришна и Тан, Чжаошэн и Чао, Бен},
abstractNote = {Основной целью проекта является разработка передовых и недорогих модификаций небольших (< 25 л. с.) бензиновых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) для работы на водородном топливе при сохранении той же производительности и долговечности. В этом заключительном техническом отчете обобщаются результаты i) деталей переоборудования нескольких небольших бензиновых двигателей внутреннего сгорания для работы на водороде, ii) испытания на долговечность переоборудованного водородного двигателя и iii) демонстрации прототипа системы хранения твердого водорода с канистрами в комплекте. Пиковая мощность водородного двигателя достигает 60% мощности бензинового аналога. Попытки увеличить мощность двигателя с помощью различных опций, включая установку увеличенного турбокомпрессора, модернизацию заказных поршней с высокой степенью сжатия, усовершенствованную систему зажигания и различные типы систем впрыска топлива, не реализованы. Преобразованный двигатель Honda GC160 с системой ACS для работы на водородном топливе прошел успешно. Общее накопительное время работы составляет 785 часов. Разработан, изготовлен и продемонстрирован прототип системы хранения твердого водорода с канистрой в комплекте номинальной емкостью 1,2 кг. Он способен поддерживать широкий диапазон выходной нагрузки водородного генератора.},
дои = {10.2172/1008335},
URL = {https://www.osti.gov/biblio/1008335},
журнал = {},
номер =,
объем = ,
место = {США},
год = {2010},
месяц = {9}
}
Копировать в буфер обмена
Посмотреть технический отчет (4,12 МБ)
https://doi.org/10.2172/1008335
Экспорт метаданных
Сохранить в моей библиотеке
Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.
Аналогичных записей в сборниках OSTI.GOV:
- Аналогичные записи
Cummins заключает сделки на 3 водородных двигателя за 2 недели
Водородный двигатель Cummins X15H (изображение предоставлено Cummins) С момента дебюта своей линейки 15-литровых (3,9 галлона) водородных двигателей на выставке ACT Expo в Лонг-Бич, Калифорния, в мае, Cummins Inc. (Cummins) заключила крупные сделки на поставку, поскольку ее клиенты ищут решения для сокращения выбросов.
Тракторы с водородным двигателем
В конце августа компания Cummins and Buhler Industries Inc. (Buhler), производитель тракторов под маркой Versatile, подписала письмо о намерениях. Versatile планирует интегрировать 15-литровые водородные двигатели Cummins в свое оборудование, поскольку она работает над обезуглероживанием сельскохозяйственного рынка. Компания Versatile уже 45 лет использует двигатели Cummins на всех своих полноприводных тракторах. Поскольку инвестиции Cummins в новые технологии силовых агрегатов сосредоточены на снижении выбросов и повышении производительности, для такого давнего клиента, как Versatile, не составило труда перейти на водородные двигатели. «Несмотря на то, что в обозримом будущем дизельные двигатели по-прежнему будут гибким выбором в сельском хозяйстве, такое сотрудничество позволяет обеим компаниям разрабатывать решения с низким и нулевым выбросом углерода, которые идеально подходят для сельского хозяйства», — сказал Адам Рид, вице-президент Versatile по Продажи и маркетинг.
Компания Cummins and Versatile заявила, что двигатели внутреннего сгорания на водороде подходят для выполнения задач с высоким коэффициентом нагрузки и высоким коэффициентом использования при управляемом профиле затрат. Нельзя отрицать влияние первоначальных затрат, связанных с переходом от дизельного топлива к водороду. Тем не менее, водородные двигатели внутреннего сгорания в конечном итоге экономят эксплуатационные расходы в будущем. По словам Cummins, его двигатели внутреннего сгорания на водороде просты в обслуживании и при этом надежны из-за совпадения деталей и компонентов на разных платформах. Эти сходства экономят деньги и время после первоначальной покупки и упрощают масштабирование и обслуживание парка водородных двигателей внутреннего сгорания.
«Cummins недавно объявила о своем плане использовать существующие платформы и опыт в области технологий с искровым зажиганием для создания водородных двигателей. Высокая унифицированность компонентов двигателей для дизельных и водородных двигателей позволяет производителям оригинального оборудования [OEM] использовать преимущества масштаба, обеспечивая при этом надежность, которая нужна фермерам», — сказала Энн Шмельцер, генеральный менеджер глобального сельскохозяйственного бизнеса Cummins.
Грузовики и прицепы с водородным двигателем
В конце августа ООО «Транспортное предприятие «Лизинг» (TEL) подписало письмо о намерениях приобрести 15-литровые водородные двигатели Cummins, как только они станут доступны. TEL будет использовать водородные двигатели для снижения выбросов своего парка большегрузных автомобилей. «Наши клиенты — это сердце нашей компании. Предоставление им самых выгодных грузовиков, оснащенных вариантами мощности с низким уровнем выбросов, гарантирует, что мы уделяем приоритетное внимание их дальнейшему успеху, а также уменьшаем наше воздействие на окружающую среду», — сказал Дуг Кармайкл, главный исполнительный директор TEL. «Инвестиции Cummins в различные технологии, сводящие к минимуму выбросы, позволяют нам достичь и того, и другого».
За последние 18 лет компания TEL увеличила в среднем до 6000 оптовых сделок с оборудованием в год и в настоящее время сдает в аренду более 8500 единиц оборудования по всей территории Соединенных Штатов. «Мы рады видеть лидерство таких клиентов, как TEL, которые изучают такие решения, как наша платформа, не зависящая от топлива, чтобы помочь своим клиентам», — сказала Эми Бергер, вице-президент и генеральный менеджер подразделения двигателей Cummins в Северной Америке. «Будущее будет включать в себя множество решений, которые помогут клиентам избавиться от углерода, которые отвечают их разнообразным потребностям и рабочим циклам, и мы считаем, что водородные двигатели внутреннего сгорания будут играть важную роль».
TEL — еще одна компания из США, осознающая потенциальные возможности использования водорода для упрощения цепочек поставок автопарка и снижения выбросов. «Мы считаем, что эта технология необходима не только для будущего нашей планеты, но и для того, чтобы наши клиенты имели доступ к вариантам, которые им подходят», — сказал Джим Небергалл, генеральный менеджер подразделения водородных двигателей Cummins. «Двигатели внутреннего сгорания, работающие на водороде, предоставят клиентам доступный с финансовой точки зрения и привычный вариант питания».
Werner заказывает 500 водородных двигателей у Cummins
В середине сентября Werner Enterprises (Werner), поставщик транспортных и логистических услуг, подписала письмо о намерениях на поставку 500 15-литровых водородных двигателей внутреннего сгорания Cummins при их наличии. Ранее в этом году Вернер заявил, что планирует интегрировать в свой парк 15-литровые двигатели Cummins, работающие на природном газе, и водородные двигатели Cummins X15H. Оба двигателя являются частью топливно-независимой платформы Cummins. «В Werner мы стремимся сократить выбросы парниковых газов на 55% к 2035 году, потому что мы признаем важную роль, которую играют наши усилия по обеспечению устойчивого развития», — сказал председатель Werner, президент и главный исполнительный директор Дерек Лезерс. «Наши клиенты проявляют повышенный интерес к более экологичному выбору на рынке, и мы видим значительный потенциал в использовании платформы Cummins, не зависящей от топлива, чтобы продолжить движение к сокращению нашего углеродного следа».
Двухтопливные двигатели, заменяющие дизельное топливо природным газом, сокращают выбросы и снижают затраты на топливо. Однако решения на водородном топливе идут еще дальше, потому что водородное топливо не выделяет никаких твердых частиц, угарного газа или летучих органических соединений. Если водород получают в результате электролиза с использованием электричества, поступающего от солнечных батарей или ветряных турбин, то выбросы двуокиси углерода (CO 2 ), связанные с производством или сжиганием водородного топлива, отсутствуют.
По данным Cummins, перевод грузовиков средней и большой грузоподъемности на чистый водород устранит около четверти всех выбросов парниковых газов в транспортном секторе США.
Схема водородного двигателя Cummins (Изображение предоставлено Cummins)Программа Cummins, не зависящая от топлива
1,8 галлона). Основным фактором, лежащим в основе сделок Cummins с Versatile, TEL и Werner, было преимущество унификации деталей для различных приложений, что облегчает клиентам управление обслуживанием оборудования. Платформы двигателей Cummins, не зависящие от топлива, одинаковы для разных двигателей, типов топлива и приложений, а это означает, что одни и те же детали и компоненты используются независимо от выполняемой задачи. Эта общность дает преимущество для интегрированных парков, а также способность сервисной сети Cummins помогать клиентам независимо от области применения.
«При наличии достаточного интереса мы полагаем, что сможем производить эту технологию в больших масштабах в этом десятилетии, предоставляя клиентам вариант с низкой начальной стоимостью, расширенным диапазоном транспортных средств, унифицированной установкой трансмиссии и знакомством с конечным пользователем», — сказал Небергалл.
Большинство деталей и компонентов перекрываются под прокладкой головки блока цилиндров, но над прокладкой топливного бака имеются различные компоненты в зависимости от типа топлива. Каждый двигатель работает на разном топливе. В Cummins заявили, что новый подход к проектированию применяется в портфолио двигателей компании B, L и X-Series, которые будут доступны для дизельного топлива, природного газа и водорода.
Долгосрочные цели ESG
Платформы двигателей Cummins, не зависящие от топлива, вписываются в ее стратегию Destination Zero, которая включает сокращение выбросов парниковых газов и снижение воздействия на качество воздуха для достижения нулевых выбросов к 2050 году. К 2030 году Cummins снизить абсолютные выбросы парниковых газов категории 3 в течение всего срока службы от новых проданных продуктов на 25% и сотрудничает с клиентами, чтобы сократить выбросы парниковых газов категории 3 от продуктов в полевых условиях на 60,6 млн тонн (55 млн тонн). «Достижение нуля — это не просто переключение света», — сказал Шрикант Падманабхан, президент подразделения Cummins Engine Business. «Выбросы углерода, которые мы сегодня выбрасываем в атмосферу, будут иметь долгосрочные последствия. Наличие множества вариантов с низким уровнем выбросов углерода особенно важно, учитывая различия в рабочих циклах и рабочих средах на многих рынках, которые мы обслуживаем. Не существует единого решения или «волшебной палочки», которая будет работать для всех типов приложений или всех конечных пользователей».
В дополнение к запуску платформы двигателей, не зависящих от топлива, Cummins также производит собственные электролизеры, предоставляя компании комплексное предложение для применения водорода с нулевым выбросом углерода. Благодаря топливным элементам и мощности двигателя двусторонний подход Cummins дает компании возможность подключаться к различным типам клиентов в различных отраслях. «Cummins внедряет инновации на всех уровнях компании, чтобы найти новые способы работы, которые используют меньше мировых ресурсов», — сказал Падманабхан. «Мы знаем, что наша планета не может ждать, пока появится идеальное решение. Вместо этого наш подход должен заключаться в объединении усилий по использованию энергии с нулевым уровнем выбросов там, где она доступна, и использованию более чистой энергии там, где ее нет. Планета пока не может позволить нам сделать паузу».
Воздействие на газокомпрессорную промышленность
На первый взгляд может показаться, что переход с дизельного топлива на водород для большегрузного транспорта и сельского хозяйства не окажет прямого влияния на газокомпрессорную промышленность. Тем не менее, эффект просачивания вниз значителен.
Усиление интеграции водорода в различные отрасли промышленности означает более высокий спрос на производство водорода, будь то серый водород, полученный из природного газа, голубой водород, полученный из природного газа в сочетании с улавливанием и хранением углерода, или зеленый водород, полученный в результате электролиза с использованием электроэнергии, вырабатываемой солнцем и ветром. . Увеличение выхода водорода означает новые возможности для сжатия. В целом, повышенный интерес конечных пользователей к снижению выбросов является большой победой для газовой отрасли, поскольку потребители стремятся заменить дизельное топливо природным газом и перейти на сжатый природный газ в качестве замены дизельного топлива и бензина. Также стоит помнить, что водород, произведенный из возобновляемого природного газа (RNG), обеспечивает те же нулевые преимущества, что и водород, полученный из солнечной и ветровой энергии. По мере того, как инвестиции в финансирование новых проектов ГСЧ пополняются, возможности для сжатия на месте становятся значительными (см.