Экономика и экология гибридного двигателя

2.4 Слово о водороде как об источнике альтернативы обычному топливу

Водород является самым распространенным элементом во Вселенной. Увы, он также очень неразборчив и вступает в реакцию практически со всеми другими химическими элементами, в особенности с H2O. На самом деле, топливный элемент использует это качество для преобразования водорода и кислорода в электроэнергию, часть тепла и часть чистейшей воды. Водородные автомобили будущего – это те же самые электромобили, но гораздо усовершенствованные, они могут самостоятельно вырабатывать электроэнергию. Ведущие автопроизводители - такие, как Mercedes-Benz, Toyota, Volkswagen со своей серией UP! - планируют выпустить свои первые модели автомобилей, которые будут ездить на водороде, в 2014-2015 годах. Honda же впереди планеты всей - у нее уже есть ограниченное количество автомобилей с таким альтернативным видом топлива. Несмотря на то, что водород может быть очень хорошим энергоносителем, с ним все же остаются значительные проблемы. Для реализации преимуществ водорода в качестве автомобильного топлива необходимы следующие основные конструктивные изменения бензинового двигателя:

• увеличение рабочего объема цилиндров (для получения той же мощности);
• увеличение степени сжатия до допустимой для водорода;
• предотвращение возможности преждевременного воспламенения, обратных вспышек, детонации, учитывая большую скорость распространения пламени водородовоздушной смеси;
• изменение (уменьшение) угла опережения зажигания с учетом полного сгорания смеси в верхней мертвой точке;
• изменение системы питания, уменьшение аэродинамического сопротивления с учетом возможности увеличения коэффициента избытка воздуха при работе на водороде;
• осуществление мер по предотвращению образования окислов азота в отработавших газах при использовании атмосферного воздуха в качестве окислителя и другие меры.

В каком агрегатном состоянии заправлять водород в топливный бак. Для газообразного водорода потребуются довольно-таки объемные емкости, к тому же его способность проникать через малейшие неплотности, а также опасная концентрация в воздухе в объемном соотношении 2 : 1 (так называемый «гремучий газ») затрудняет развитие данного направления. Несмотря на простоту и надежность баллонные системы хранения водорода можно считать целесообразным только при использовании водорода к качестве присадки к бензину, так как существующие баллоны мало пригодны в силу большого веса (самые легкие из существующих баллонов имеют удельный вес около 33 кг/кг Н2).

Не лучшим образом дело обстоит и со сжиженным водородом, который нужно хранить при температуре – 253°С. Криогенные системы намного сложней и дороже баллонных, при сжижении водорода требуется более сложное и дорогое оборудование и более высокие энергозатраты. 

Глава 3. Практическая часть

Всем известно, что количество выбросов выхлопных газов в атмосферу приобретает угрожающий характер, но в действительности мало кто понимает, какой конкретно ущерб наносится окружающей среде, как много вредных веществ попадает в атмосферу и как это влияет на наше здоровье. Хотелось бы сказать, что природа это наше все, мы обязаны оберегать ее всеми возможными способами, а не разрушать, тем самым нанося вред и себе в том числе. Все разработки в сфере автомобилестроения нацелены в первую очередь на улучшение общего состояния нашей планеты и улучшения здоровья людей. Мы провели исследование на основании, которого можно предположить, что нас ожидает в ближайшем будущем.

На основании предоставленных данных можно сделать вывод, что в скором времени состояние планеты станет непригодным для жизни. И одним из решений этой проблемы, которое не ущемит потребности людей и не ухудшит экологическую обстановку – является переход от автомобилей с ДВС к автомобилям с гибридными двигателями.

Список используемых ресурсов:

1. EcoEdu - портал экологического образования и просвещения.
2. Работа двигателя внутреннего сгорания на водороде - П.В. Дружинин, В.А. Мельников, ВИТУ, Санкт-Петербург, С.Н. Журавлев, ЦОПУ КС МО РФ, Москва, А.А. Дегтярев, 104 УНР, Санкт-Петербург.
3. Каталог «Автомобиль-Ревю»
4. Биотопливо - редакции CarDriver.Ru
5. http://facepla.net/index.php/content-info/575-hybrid-car-history
6. Макаров Ю.В., "Гибридный автомобиль из серийного" "Изобретатель-Рационализатор" N8 (728) 2010 г.
7. http://www.drive.ru/technic/2009/10/30/2876201.html
8. http://www.avtomash.ru/gur/2007/20070117.htm
9. Ксеневич И.П.,Ипатов А.А.,Изосимов Д.Б. "Технологии гибридных автомобилей: состояние и пути развития отечественной автомобильной техники с комбинированными энергоустановками", Мобильная техника,2003, № 2,3
10. Гибридные автомобили и их компоненты (обзор зарубежной печати), Мобильная техника, 2003, № 1—3
11. Златин П.А.,Кеменов В.А.,Ксеневич И.П."Электромобили и гибридные автомобили", М.:Агроконсалт, 2004
12. Эблесон Дональд В."Разрабатываемые технологии электромобилей",Приводная техника, 1999, № 9,10
13. Иван Мишин. Журнал Потребитель. АвтоДела.
14. Электромобиль. Семь Верст - автомобильная интернет газета.