BMW و هیدروژن: موتور احتراق داخلی

پروژه های این شرکت 40 سال پیش با نسخه هیدروژنی سری 5 آغاز شد

BMW مدتهاست که به تحرک الکتریکی اعتقاد دارد. امروزه تسلا را می توان معیار در این زمینه در نظر گرفت، اما ده سال پیش، زمانی که این شرکت آمریکایی مفهوم پلت فرم آلومینیومی سفارشی را به نمایش گذاشت، که سپس در قالب تسلا مدل S محقق شد، BMW به طور فعال بر روی Megacity کار می کرد. پروژه خودرو. 2013 با نام BMW i3 به بازار عرضه می شود. این خودروی آلمانی آوانگارد نه تنها از ساختار پشتیبانی آلومینیومی با باتری های یکپارچه، بلکه از بدنه ای ساخته شده از پلیمرهای تقویت شده با کربن نیز استفاده می کند. با این حال، آنچه تسلا غیرقابل انکار از رقبای خود جلوتر است، روش استثنایی آن است، به ویژه در مقیاس توسعه باتری برای وسایل نقلیه الکتریکی - از روابط با تولیدکنندگان سلول های لیتیوم یونی گرفته تا ساخت کارخانه های بزرگ باتری، از جمله کارخانه هایی با کاربردهای غیر الکتریکی. تحرک

اما اجازه دهید به BMW برگردیم زیرا برخلاف تسلا و بسیاری از رقبای آن، این شرکت آلمانی همچنان به تحرک هیدروژن اعتقاد دارد. اخیراً تیمی به سرپرستی معاون پیل‌های سوختی هیدروژنی شرکت، دکتر یورگن گولدنر، پیل سوختی I-Hydrogen Next را که یک ژنراتور خودکششی است که توسط یک واکنش شیمیایی در دمای پایین کار می‌کند، رونمایی کرد. این لحظه دهمین سالگرد راه اندازی توسعه خودروهای سلول سوختی BMW و هفتمین سالگرد همکاری با تویوتا در زمینه پیل سوختی است. با این حال، اتکای بی‌ام‌و به هیدروژن به 10 سال قبل برمی‌گردد و دمای بسیار بالایی دارد.

این بیش از ربع قرن پیشرفت این شرکت است که در آن از هیدروژن به عنوان سوخت برای موتورهای احتراق داخلی استفاده می شود. در بیشتر آن دوره، شرکت معتقد بود که یک موتور احتراق داخلی با نیروی هیدروژن به مصرف کننده نزدیکتر است تا یک پیل سوختی. با راندمان حدود 60 درصد و ترکیبی از یک موتور الکتریکی با راندمان بیش از 90 درصد، یک موتور پیل سوختی بسیار کارآمدتر از یک موتور احتراق داخلی است که با هیدروژن کار می کند. همانطور که در خطوط بعدی خواهیم دید، با تزریق مستقیم و توربوشارژ موتورهای امروزی، موتورهای کوچک شده امروزی برای تحویل هیدروژن بسیار مناسب خواهند بود – به شرط اینکه سیستم های تزریق و کنترل احتراق مناسب در محل قرار گیرند. اما در حالی که موتورهای احتراق داخلی با نیروی هیدروژن معمولاً بسیار ارزان تر از یک سلول سوختی همراه با باتری لیتیوم یون هستند، آنها دیگر در دستور کار نیستند. علاوه بر این، مشکلات تحرک هیدروژن در هر دو مورد بسیار فراتر از محدوده سیستم رانش است.

و اما چرا هیدروژن؟

هیدروژن یک عنصر مهم در تلاش بشریت برای استفاده بیشتر و بیشتر از منابع انرژی جایگزین مانند پلی برای ذخیره انرژی خورشید ، باد ، آب و زیست توده با تبدیل آن به انرژی شیمیایی است. به زبان ساده ، این بدان معنی است که الکتریسیته تولید شده توسط این منابع طبیعی نمی تواند در حجم زیادی ذخیره شود ، اما می تواند با تجزیه آب به اکسیژن و هیدروژن برای تولید هیدروژن استفاده شود.

البته، هیدروژن را می توان از منابع هیدروکربنی تجدید ناپذیر نیز استخراج کرد، اما این مدت طولانی است که در مورد استفاده از آن به عنوان منبع انرژی غیرقابل قبول بوده است. این یک واقعیت غیرقابل انکار است که مشکلات تکنولوژیکی تولید، ذخیره و حمل و نقل هیدروژن قابل حل است - در عمل حتی در حال حاضر نیز مقادیر زیادی از این گاز تولید و به عنوان مواد اولیه در صنایع شیمیایی و پتروشیمی استفاده می شود. با این حال، در این موارد، هزینه بالای هیدروژن کشنده نیست، زیرا با قیمت بالای محصولاتی که در آن دخالت دارد، "ذوب" می شود.

با این حال، مشکل استفاده از گاز سبک به عنوان منبع انرژی و در مقادیر زیاد کمی پیچیده تر است. دانشمندان برای مدت طولانی در جستجوی جایگزین استراتژیک احتمالی برای نفت کوره سر خود را تکان می دهند و افزایش تحرک الکتریکی و هیدروژن ممکن است در یک همزیستی نزدیک باشد. در قلب همه اینها یک واقعیت ساده اما بسیار مهم وجود دارد - استخراج و استفاده از هیدروژن حول چرخه طبیعی ترکیب و تجزیه آب می چرخد ​​... اگر بشریت روش های تولید را با استفاده از منابع طبیعی مانند انرژی خورشیدی، باد و آب بهبود بخشد و گسترش دهد، هیدروژن را می توان در مقادیر نامحدود بدون انتشار گازهای گلخانه ای مضر تولید و استفاده کرد.
تولید

در حال حاضر بیش از 70 میلیون تن هیدروژن خالص در جهان تولید می شود. ماده اولیه اصلی تولید آن گاز طبیعی است که در فرآیندی معروف به "اصلاح" (نیمی از کل) فرآوری می شود. مقادیر کمتری هیدروژن توسط فرایندهای دیگر مانند الکترولیز ترکیبات کلر ، اکسیداسیون جزئی روغن سنگین ، گازدهی زغال سنگ ، تجزیه در اثر حرارت زغال سنگ برای تولید کک و اصلاح بنزین تولید می شود. حدود نیمی از تولید هیدروژن در جهان برای سنتز آمونیاک (که به عنوان ماده اولیه در تولید کودها استفاده می شود) ، در تصفیه روغن و سنتز متانول استفاده می شود.

این طرح‌های تولید به درجات مختلفی بر محیط‌زیست فشار وارد می‌کنند و متأسفانه هیچ‌کدام از آنها جایگزین معناداری برای وضعیت فعلی انرژی ارائه نمی‌دهند – اولاً به این دلیل که از منابع تجدیدناپذیر استفاده می‌کنند و ثانیاً به این دلیل که تولید مواد ناخواسته مانند دی اکسید کربن منتشر می‌کند. امیدوارکننده ترین روش برای تولید هیدروژن در آینده، تجزیه آب با کمک برق است که در مدرسه ابتدایی شناخته شده است. با این حال، بستن چرخه انرژی پاک در حال حاضر تنها با استفاده از انرژی طبیعی و به ویژه خورشید و باد برای تولید برق مورد نیاز برای تجزیه آب امکان پذیر است. به گفته دکتر گولدنر، فن‌آوری‌های مدرن «متصل» به سیستم‌های بادی و خورشیدی، از جمله ایستگاه‌های هیدروژن کوچک، جایی که دومی‌ها در محل تولید می‌شوند، گام جدیدی در این مسیر هستند.
محل ذخیره سازی

هیدروژن را می توان به مقدار زیاد در دو مرحله گازی و مایع ذخیره کرد. به بزرگترین مخازنی از این دست که هیدروژن در آنها فشار نسبتاً کمی نگهداری می شود ، "کنتورهای گاز" گفته می شود. مخازن متوسط ​​و کوچکتر برای ذخیره هیدروژن با فشار 30 بار سازگار شده اند ، در حالی که کوچکترین مخازن مخصوص (دستگاه های گران قیمت ساخته شده از مواد مرکب از فولاد یا الیاف کربن خاص) فشار ثابت 400 بار را حفظ می کنند.
همچنین می توان هیدروژن را در فاز مایع در دمای 253- درجه سانتیگراد در واحد حجم ذخیره کرد که حاوی 1,78 برابر انرژی بیشتر از زمانی است که در 700 بار ذخیره می شود - برای دستیابی به مقدار معادل انرژی در هیدروژن مایع در واحد حجم، گاز باید تا حداکثر فشرده شود. 1250 بار با توجه به راندمان انرژی بالاتر هیدروژن سرد، BMW با گروه تبرید آلمانی Linde برای اولین سیستم‌های خود همکاری می‌کند که دستگاه‌های برودتی پیشرفته را برای مایع کردن و ذخیره هیدروژن توسعه داده است. دانشمندان همچنین جایگزین های دیگری را برای ذخیره هیدروژن ارائه می دهند، اما در حال حاضر کمتر قابل استفاده هستند - به عنوان مثال، ذخیره سازی تحت فشار در آرد فلزی خاص، به شکل هیدریدهای فلزی، و غیره.

شبکه های انتقال هیدروژن در حال حاضر در مناطقی با غلظت بالای گیاهان شیمیایی و پالایشگاه های نفت وجود دارد. به طور کلی ، این روش مشابه انتقال گاز طبیعی است ، اما استفاده از روش دوم برای نیازهای هیدروژن همیشه امکان پذیر نیست. با این حال ، حتی در قرن گذشته ، بسیاری از خانه ها در شهرهای اروپا توسط گاز سبک خط لوله ، که حاوی 50٪ هیدروژن است و به عنوان سوخت برای اولین موتورهای احتراق داخلی ثابت استفاده می شود ، روشن می شوند. سطح فعلی فناوری در حال حاضر امکان حمل و نقل بین قاره ای هیدروژن مایع از طریق تانکرهای برودتی موجود را فراهم می کند ، مشابه آنچه برای گاز طبیعی استفاده می شود.

BMW و موتور احتراق داخلی

"اب. تنها محصول نهایی موتورهای تمیز BMW که از هیدروژن مایع به جای سوخت نفت استفاده می کند و به همه اجازه می دهد با وجدان راحت از فناوری های جدید لذت ببرند.

این کلمات نقل قول از یک کمپین تبلیغاتی برای یک شرکت آلمانی در آغاز قرن 745 است. این باید نسخه هیدروژنی نسبتاً عجیب XNUMX ساعته پرچمدار خودروساز باواریایی را تبلیغ کند. عجیب و غریب ، زیرا ، طبق گفته BMW ، انتقال به گزینه های سوخت هیدروکربن که از ابتدا صنعت خودرو از آن تغذیه می کند ، نیاز به تغییر در زیرساخت های صنعتی دارد. در آن زمان ، باواریایی ها مسیر پیشرفت امیدوار کننده ای را نه در پیل های سوختی که تبلیغات گسترده ای دارند ، بلکه در تبدیل موتورهای احتراق داخلی برای کار با هیدروژن پیدا کردند. BMW معتقد است که مقاوم سازی مورد بررسی یک مسئله قابل حل است و در حال حاضر پیشرفت چشمگیری در جهت چالش اصلی اطمینان از عملکرد قابل اعتماد موتور و از بین بردن تمایل به احتراق فراری با استفاده از هیدروژن خالص دارد. موفقیت در این مسیر به دلیل صلاحیت در زمینه کنترل الکترونیکی فرایندهای موتور و توانایی استفاده از سیستم های ثبت اختراع شده بی ام و Valvetronic و Vanos برای توزیع انعطاف پذیر گاز است ، که بدون آنها تضمین عملکرد طبیعی "موتورهای هیدروژنی" غیرممکن است.

با این حال، اولین گام ها در این جهت به سال 1820 برمی گردد، زمانی که طراح ویلیام سیسیل یک موتور با سوخت هیدروژنی را ایجاد کرد که بر اساس به اصطلاح "اصل خلاء" کار می کرد - طرحی کاملاً متفاوت از آنچه بعداً با موتور داخلی اختراع شد. سوزش. در اولین توسعه خود از موتورهای احتراق داخلی 60 سال بعد، اتو پیشگام از گاز مصنوعی ذکر شده و مشتق شده از زغال سنگ با محتوای هیدروژن حدود 50٪ استفاده کرد. با این حال، با اختراع کاربراتور، استفاده از بنزین بسیار کاربردی تر و ایمن تر شده است و سوخت مایع جایگزین سایر جایگزین هایی شده است که تا کنون وجود داشته است. خواص هیدروژن به‌عنوان سوخت سال‌ها بعد توسط صنعت فضایی کشف شد، که به سرعت کشف کرد که هیدروژن بهترین نسبت انرژی/جرم را در بین هر سوختی که برای بشر شناخته شده است دارد.

در ژوئیه 1998 ، اتحادیه صنعت خودروسازی اروپا (ACEA) متعهد شد تا سال 2 میزان انتشار CO140 برای خودروهای تازه ثبت شده در اتحادیه را به طور متوسط ​​به 2008 گرم در هر كیلومتر کاهش دهد. در عمل ، این به معنای کاهش 25 درصدی آلایندگی در مقایسه با 1995 است و معادل میانگین مصرف سوخت در ناوگان جدید حدود 6,0 لیتر در 100 کیلومتر است. این کار شرکت های خودروساز را بسیار دشوار می کند و به گفته کارشناسان BMW ، یا با استفاده از سوخت های کم کربن و یا با حذف کامل کربن از ترکیب سوخت حل می شود. طبق این نظریه ، هیدروژن با شکوه تمام در صحنه خودرو ظاهر می شود.
این شرکت باواریایی به اولین تولید کننده خودرو تبدیل می شود که تولید انبوه خودروهای مجهز به هیدروژن را آغاز می کند. ادعاهای خوش بینانه و مطمئن هیئت مدیره BMW Burkhard Göschel ، عضو هیئت مدیره BMW مسئول تحولات جدید ، مبنی بر اینکه "این شرکت اتومبیل های هیدروژنی را قبل از انقضا سری 7 به فروش می رساند" به حقیقت می پیوندد. با هیدروژن 7 ، نسخه ای از سری هفتم در سال 2006 معرفی شد و دارای موتور 12 سیلندر 260 اسب بخاری است. این پیام به واقعیت تبدیل می شود.

این هدف کاملا جاه طلبانه به نظر می رسد ، اما دلیل خوبی دارد. BMW از سال 1978 با موتورهای احتراق هیدروژن در حال آزمایش است ، با سری 5 (E12) ، نسخه 1984 ساعته E 745 در سال 23 معرفی شد و در 11 مه 2000 ، ویژگی های منحصر به فرد این گزینه را نشان داد. ناوگان چشمگیر 15،750 اسب بخاری. E 38 "هفته" با موتورهای 12 سیلندر هیدروژنی 170،000 کیلومتر ماراتن را طی کرد ، این موفقیت شرکت و نوید فناوری جدید را برجسته می کند. در سال 2001 و 2002 ، برخی از این وسایل نقلیه برای ترویج ایده هیدروژن به شرکت در تظاهرات مختلف ادامه دادند. سپس توسعه جدیدی بر اساس سری 7 بعدی با استفاده از پیشرانه 4,4 لیتری V-212 مدرن و با حداکثر سرعت 12 کیلومتر در ساعت و به دنبال آن آخرین پیشرانه با موتور XNUMX سیلندر V-XNUMX ارائه می شود.

طبق نظر رسمی این شرکت ، دلایلی که BMW پس از آن این فناوری را به سلولهای سوختی ترجیح داد هم تجاری بود و هم روانشناختی. اول ، این روش در صورت تغییر در زیرساخت های صنعتی به سرمایه گذاری کمتری نیاز دارد. ثانیا ، چون مردم به موتور قدیمی احتراق داخلی عادت کرده اند ، آنها آن را دوست دارند و جدا شدن از آن دشوار خواهد بود. و سوم ، زیرا در عین حال ، این فناوری در حال توسعه سریعتر از فناوری سلول سوختی است.

در خودروهای BMW، هیدروژن در یک ظرف برودتی بیش از حد عایق‌شده ذخیره می‌شود، به نوعی مانند یک بطری قمقمه با فناوری پیشرفته که توسط گروه تبرید آلمانی Linde ساخته شده است. در دماهای پایین ذخیره سازی، سوخت در فاز مایع است و به عنوان سوخت معمولی وارد موتور می شود.

طراحان شرکت مونیخ از تزریق سوخت در منیفولدهای ورودی استفاده می کنند و کیفیت مخلوط به حالت کار موتور بستگی دارد. در حالت بار جزئی، موتور روی مخلوط‌های بدون چربی مشابه دیزل کار می‌کند - فقط مقدار سوخت تزریق شده تغییر می‌کند. این به اصطلاح "کنترل کیفیت" مخلوط است که در آن موتور با هوای اضافی کار می کند ، اما به دلیل بار کم ، تشکیل انتشار نیتروژن به حداقل می رسد. هنگامی که نیاز به قدرت قابل توجهی وجود دارد، موتور مانند یک موتور بنزینی شروع به کار می کند و به اصطلاح به "تنظیم کمی" مخلوط و به مخلوط های معمولی (نه لاغر) می رسد. این تغییرات، از یک سو، به لطف سرعت کنترل فرآیند الکترونیکی در موتور، و از سوی دیگر، به لطف عملکرد انعطاف پذیر سیستم های کنترل توزیع گاز - وانوس "دوگانه" که به طور همزمان کار می کنند امکان پذیر است. با سیستم کنترل مکش Valvetronic بدون دریچه گاز. باید در نظر داشت که به گفته مهندسان BMW، طرح کاری این توسعه تنها یک مرحله میانی در توسعه فناوری است و در آینده موتورها باید به سمت تزریق مستقیم هیدروژن به سیلندرها و توربوشارژر حرکت کنند. انتظار می رود که استفاده از این روش ها منجر به بهبود عملکرد دینامیکی خودرو در مقایسه با موتور بنزینی مشابه و افزایش راندمان کلی موتور احتراق داخلی تا بیش از 50 درصد شود.

یک واقعیت جالب توسعه این است که با آخرین پیشرفت‌ها در موتورهای احتراق داخلی «هیدروژن»، طراحان مونیخ در حال ورود به حوزه سلول‌های سوختی هستند. آنها از چنین دستگاه هایی برای تغذیه شبکه الکتریکی روی برد در اتومبیل ها استفاده می کنند و باتری معمولی را کاملاً حذف می کنند. به لطف این مرحله، صرفه جویی در سوخت اضافی امکان پذیر است، زیرا موتور هیدروژنی مجبور نیست دینام را به حرکت درآورد، و سیستم الکتریکی پردازنده کاملاً مستقل و مستقل از مسیر درایو می شود - حتی زمانی که موتور در حال کار نیست، می تواند برق تولید کند. و تولید و مصرف انرژی را می توان به طور کامل بهینه کرد. این واقعیت که اکنون می توان به اندازه برق مورد نیاز برای نیرو دادن به پمپ آب، پمپ های روغن، تقویت کننده ترمز و سیستم های سیم کشی تولید کرد، همچنین به صرفه جویی بیشتر تبدیل می شود. با این حال، به موازات همه این نوآوری ها، سیستم تزریق سوخت (بنزین) عملاً هیچ تغییر طراحی پرهزینه ای را تجربه نکرده است.

به منظور ارتقاء فن آوری های هیدروژن در ژوئن 2002 ، گروه BMW ، آرال ، BVG ، DaimlerChrysler ، Ford ، GHW ، Linde ، Opel ، MAN برنامه مشارکت CleanEnergy را ایجاد کردند ، که فعالیت خود را با توسعه ایستگاه های پر کردن LPG آغاز کرد. و هیدروژن فشرده در آنها ، بخشی از هیدروژن با استفاده از برق خورشیدی در محل تولید می شود ، و سپس فشرده می شود و مقادیر مایع زیادی از ایستگاه های تولید ویژه تولید می شود و همه بخارهای مرحله مایع به طور خودکار به مخزن گاز منتقل می شوند.
بی ام و تعدادی دیگر از پروژه های مشترک را آغاز کرده است ، از جمله با شرکت های نفتی ، از جمله فعال ترین شرکت ها Aral ، BP ، Shell ، Total است.
با این حال ، چرا BMW BMW این راه حل های تکنولوژیکی را کنار می گذارد و هنوز روی سلول های سوختی تمرکز دارد ، ما در مقاله دیگری از این مجموعه به شما خواهیم گفت.

هیدروژن در موتورهای احتراق داخلی

جالب است بدانید که به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی هیدروژن، بسیار قابل اشتعال تر از بنزین است. در عمل، این بدان معناست که انرژی اولیه بسیار کمتری برای شروع فرآیند احتراق در هیدروژن مورد نیاز است. از سوی دیگر، موتورهای هیدروژنی می توانند به راحتی از مخلوط های بسیار "بد" استفاده کنند - چیزی که موتورهای بنزینی مدرن از طریق فناوری های پیچیده و گران قیمت به دست می آورند.

گرمای بین ذرات مخلوط هیدروژن-هوا کمتر پراکنده می شود و در عین حال، دمای خود اشتعال بسیار بالاتر است و همچنین سرعت فرآیندهای احتراق در مقایسه با بنزین نیز بیشتر است. هیدروژن دارای چگالی کم و انتشار قوی است (امکان ورود ذرات به گاز دیگر - در این مورد، هوا).

این انرژی فعال سازی کم مورد نیاز برای خود اشتعال است که یکی از بزرگترین چالش ها در کنترل احتراق در موتورهای هیدروژنی است ، زیرا این مخلوط به راحتی در اثر تماس با مناطق گرمتر در محفظه احتراق و مقاومت بدنبال زنجیره ای از فرآیندهای کاملاً کنترل نشده ، به راحتی خود به خود روشن می شود. جلوگیری از این خطر یکی از بزرگترین چالشها در طراحی موتور هیدروژنی است ، اما از بین بردن عواقب این واقعیت که مخلوط احتراق بسیار پراکنده بسیار نزدیک به دیواره های سیلندر حرکت می کند و می تواند به شکافهای بسیار باریکی نفوذ کند ، آسان نیست. به عنوان مثال در امتداد دریچه های بسته ... همه اینها باید در هنگام طراحی این موتورها در نظر گرفته شود.

دمای بالای احتراق و عدد اکتان بالا (حدود 130) امکان افزایش نسبت فشرده سازی موتور و در نتیجه کارایی آن را فراهم می کند ، اما باز هم خطر خودسوزی هیدروژن در اثر تماس با قسمت گرمتر وجود دارد. در استوانه. مزیت ظرفیت نفوذ زیاد هیدروژن ، امکان اختلاط آسان با هوا است که در صورت خرابی مخزن ، پراکندگی سریع و ایمن سوخت را تضمین می کند.

نسبت ایده آل هوا و هیدروژن برای احتراق حدود 34:1 است (برای بنزین این نسبت 14,7:1 است). این بدان معناست که هنگام ترکیب جرم یکسان هیدروژن و بنزین در حالت اول، بیش از دو برابر بیشتر هوا مورد نیاز است. در عین حال، مخلوط هیدروژن و هوا فضای بیشتری را اشغال می کند، که توضیح می دهد که چرا موتورهای هیدروژنی قدرت کمتری دارند. یک تصویر کاملا دیجیتالی از نسبت ها و حجم ها کاملاً گویا است - چگالی هیدروژن آماده احتراق 56 برابر کمتر از چگالی بخار بنزین است ... با این حال، باید توجه داشت که به طور کلی، موتورهای هیدروژنی می توانند بر روی مخلوط های هوا کار کنند. . هیدروژن در نسبت های 180:1 (یعنی با مخلوط های بسیار "بد")، که به نوبه خود به این معنی است که موتور می تواند بدون دریچه گاز کار کند و از اصل موتورهای دیزلی استفاده کند. همچنین لازم به ذکر است که هیدروژن رهبر بلامنازع در مقایسه بین هیدروژن و بنزین به عنوان منبع انرژی انبوه است - یک کیلوگرم هیدروژن تقریباً سه برابر انرژی بیشتری در هر کیلوگرم بنزین دارد.

همانند موتورهای بنزینی، هیدروژن مایع را می توان مستقیماً جلوتر از سوپاپ ها در منیفولدها تزریق کرد، اما بهترین راه حل تزریق مستقیم در حین ضربه فشرده سازی است - در این مورد، قدرت می تواند تا 25٪ بیشتر از یک موتور بنزینی قابل مقایسه باشد. این به این دلیل است که سوخت (هیدروژن) مانند موتورهای بنزینی یا دیزلی، هوا را جابجا نمی کند و به محفظه احتراق اجازه می دهد فقط با هوا (به طور قابل توجهی بیشتر از حد معمول) پر شود. علاوه بر این، بر خلاف موتورهای بنزینی، هیدروژن نیازی به چرخش ساختاری ندارد، زیرا هیدروژن بدون این اندازه گیری به خوبی با هوا پخش می شود. با توجه به سرعت سوخت متفاوت در قسمت های مختلف سیلندر، بهتر است دو شمع نصب شود و در موتورهای هیدروژنی استفاده از الکترودهای پلاتین مناسب نیست، زیرا پلاتین تبدیل به کاتالیزوری می شود که حتی در دماهای پایین نیز منجر به اکسیداسیون سوخت می شود. .

گزینه مزدا

شرکت ژاپنی مزدا نیز نسخه موتور هیدروژنی خود را به شکل بلوک چرخشی در خودروی اسپرت RX-8 به نمایش می گذارد. این تعجب آور نیست، زیرا ویژگی های طراحی موتور Wankel برای استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت بسیار مناسب است.
این گاز تحت فشار زیاد در مخزن مخصوص ذخیره می شود و سوخت مستقیماً به محفظه های احتراق تزریق می شود. با توجه به اینکه در مورد موتورهای دوار ، مناطقی که در آنها تزریق و احتراق صورت می گیرد از هم جدا هستند و درجه حرارت در قسمت ورودی کمتر است ، مشکل احتمال اشتعال کنترل نشده به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. موتور وانکل همچنین فضای کافی برای دو انژکتور را فراهم می کند که برای تزریق مقدار بهینه هیدروژن بسیار مهم است.

H2R

H2R یک نمونه اولیه سوپراسپرت است که توسط مهندسان BMW ساخته شده و از یک موتور 12 سیلندر با حداکثر قدرت 285 اسب بخار نیرو می گیرد. هنگام کار با هیدروژن به لطف آنها، مدل آزمایشی شتاب 0 تا 100 کیلومتر در ساعت در 300 ثانیه و حداکثر سرعت 2 کیلومتر در ساعت می رسد. موتور H760R بر اساس سقف استاندارد استفاده شده در بنزین XNUMXi ساخته شده است و توسعه آن تنها ده ماه طول کشید. .

برای جلوگیری از احتراق خود به خودی، متخصصان باواریایی با استفاده از امکاناتی که توسط سیستم زمان بندی متغیر سوپاپ موتور ارائه می شود، استراتژی خاصی را برای چرخه های جریان و تزریق به داخل محفظه احتراق ایجاد کرده اند. قبل از ورود مخلوط به سیلندرها، دومی توسط هوا خنک می شود و احتراق فقط در نقطه مرگ بالا انجام می شود - به دلیل سرعت احتراق بالا با سوخت هیدروژن، نیازی به احتراق نیست.