Test диск BMW жана суутек: экинчи бөлүк
Test Drive

Test диск BMW жана суутек: экинчи бөлүк

Test диск BMW жана суутек: экинчи бөлүк

«Суу. BMW компаниясынын таза кыймылдаткычтарынын бирден-бир акыркы продуктусу мунай күйүүчү майдын ордуна суюк суутекти колдонуу жана ар бир адамга таза абийир менен жаңы технологиялардан ырахат алуу мүмкүнчүлүгүн берүү."

BMW Way

Бул сөздөр бир нече жыл мурун немис компаниясынын жарнамалык кампаниясынан алынган цитата. Узак убакыт бою эч ким бавариялыктар мотор технологиясына келгенде эмне кылып жатканын абдан жакшы билишет жана бул тармакта талашсыз дүйнөлүк лидерлердин бири экендигине шек санаган эмес. Акыркы жылдары сатуунун туруктуу өсүшүн байкаган компания белгисиз келечектүү келечектүү технология үчүн анча белгилүү эмес жарнамага бир тонна акчаны ыргытат деп ойлобойсуз.

Бирок ошол эле учурда келтирилген сөздөр Бавариялык автоконцерндин флагмандык 745 сааттык суутектүү экзотикалык версиясын жайылтуу кампаниясынын бир бөлүгү. Экзотикалык, анткени, BMW компаниясынын айтымында, автомобиль өнөр жайын башынан эле азыктандырып келген углеводороддук отунга альтернативага өтүү бүтүндөй өндүрүш инфраструктурасын өзгөртүүнү талап кылат. Акыркысы зарыл, анткени бавариялыктар өнүгүүнүн келечектүү жолун кеңири жарнамаланган күйүүчү май клеткаларынан эмес, ичтен күйүүчү кыймылдаткычтарды суутек менен иштөөгө айландыруудан көрүшөт. BMW каралып жаткан модернизация чечиле турган маселе деп эсептейт жана негизги көйгөйдү чечүүдө олуттуу прогресске жетишти - кыймылдаткычтын ишенимдүү иштешине жетишүү жана анын таза суутек менен күйүү тенденциясын жок кылуу. Бул багыттагы ийгилик кыймылдаткыч процесстерин электрондук башкаруу тармагындагы компетенттүүлүккө жана BMW компаниясынын патенттелген Valvetronic жана Vanos ийкемдүү газ бөлүштүрүүчү системаларын колдонуу мүмкүнчүлүгүнө байланыштуу, ансыз “суутек кыймылдаткычтарынын” нормалдуу иштешин камсыз кылуу мүмкүн эмес. Бирок, бул багыттагы алгачкы кадамдар 1820-жылы конструктор Уильям Сесил «вакуумдук принцип» деп аталган суутек күйүүчү май кыймылдаткычын жаратканда, кийинчерээк ойлоп табылган ички кыймылдаткычтын конструкциясынан такыр айырмаланып турат. күйүү. 60 жылдан кийин ички күйүүчү кыймылдаткычтарды биринчи иштеп чыгууда пионер Отто 50% га жакын суутектүү көмүрдөн алынган сингазды колдонгон. Бирок, карбюратордун ойлоп табуусу менен бензинди колдонуу алда канча практикалык жана коопсуз болуп калды жана суюк отун ага чейин болгон бардык башка альтернативаларды алмаштырды. Суутектин отун катары касиеттери көп жылдардан кийин космостук өнөр жай тарабынан кайрадан ачылган, ал суутек адамзатка белгилүү болгон бардык отундун эң жакшы энергия/массалык катышына ээ экенин тез эле ачкан.

1998-жылы июль айында Европанын Автоунаа өнөр жай ассоциациясы (ACEA) Европа Биримдигине Биримдикте жаңы катталган унаалардан CO2008 эмиссиясын 2 километрге орто эсеп менен 140 граммга кыскартуу боюнча милдеттенме алган. Иш жүзүндө бул 25-жылга салыштырганда булганыч газдардын 1995%га азайышын билдирген жана жаңы флоттун күйүүчү майдын орточо керектөөсү 6,0 л/100 кмге жакынды түзгөн. Жакынкы келечекте 14-жылга карата көмүр кычкыл газынын эмиссиясын 2012% кыскартуу боюнча кошумча чаралар күтүлүүдө. Бул унаа компаниялары үчүн тапшырманы өтө кыйындатат жана BMW эксперттеринин айтымында, аз көмүртектүү күйүүчү майларды колдонуу менен же көмүртекти күйүүчү майдан толугу менен жок кылуу менен чечилет. Бул теорияга ылайык, суутек дагы бир жолу бардык даңкы менен автомобиль аренасында пайда болууда.

Бавариялык компания суутек менен жүрүүчү унааларды массалык түрдө чыгарууну баштаган биринчи унаа өндүрүүчүсү болуп калды. Жаңы иштеп чыгууларга жооптуу BMW директорлор кеңешинин мүчөсү, профессор Буркхард Хешелдин «компания суутектүү унааларды учурдагы 7-сериясынын мөөнөтү бүтө электе сатат» деген оптимисттик жана ишенимдүү билдирүүлөрү ишке ашты. Акыркы версиясы менен, жетинчи сериясы Hydrogen 7, 2006-жылы киргизилген, 12 цилиндрлүү кыймылдаткычы 260 л.с. бул билдирүү буга чейин эле реалдуу болуп калды. Ниет абдан дымактуу көрүндү, бирок бекеринен эмес. BMW 1978-жылдан бери суутек менен иштеген ичтен күйүүчү кыймылдаткычтар менен эксперимент жүргүзүп келет жана 11-жылдын 2000-майында бул альтернативанын мүмкүнчүлүктөрүн уникалдуу демонстрацияга чыгарган. Аптанын мурунку муундагы 15 750 hl унаадан турган таасирдүү парк суутек он эки цилиндрлүү кыймылдаткычтарды колдонуп, 170 000 км марафонду аяктады, өзгөчө компаниянын ийгилигин жана жаңы технология убадасын көрсөттү. 2001 жана 2002-жылдары бул унаалардын айрымдары суутек маселесин колдогон ар кандай демонстрацияларга катышууну улантышкан. Андан кийин заманбап 7 литрлик сегиз цилиндрлүү кыймылдаткычты колдонгон жана 4,4 км/саат ылдамдыкка жөндөмдүү кийинки 212 Сериянын негизинде жаңы иштеп чыгууга убакыт келди. мотор. Компаниянын расмий пикири боюнча, BMW компаниясынын күйүүчү май клеткаларына караганда бул технологияны тандап алган себептеринин коммерциялык жана психологиялык негиздери бар. Биринчиден, өндүрүш инфраструктурасы өзгөрсө, бул ыкма кыйла азыраак инвестицияны талап кылат. Экинчиден, эл жакшы эски ичтен күйүүчү кыймылдаткычка көнүп калгандыктан, аларга жагат жана аны менен ажырашуу кыйын болот. Үчүнчүдөн, ортодо бул технология отун клеткаларынын технологияларына караганда тез өнүгүп жатканы белгилүү болду.

BMW унааларында суутек супер изоляцияланган криогендик идиште сакталат - бул Германиянын муздаткыч тобу Linde тарабынан иштелип чыккан жогорку технологиялуу термос сыяктуу. Төмөн сактоо температурасында күйүүчү май суюк фазада болуп, кадимки күйүүчү май сыяктуу кыймылдаткычка кирет.

Бул этапта, Мюнхендик компаниянын конструкторлору кыйыр күйүүчү май куюуга басым жасашкан жана аралашманын сапаты кыймылдаткычтын иштөө режимине жараша болот. Жарым-жартылай жүктөө режиминде кыймылдаткыч дизелдик отундай эле арык аралашмаларда иштейт - өзгөртүү куюлган күйүүчү майдын көлөмүндө гана жүргүзүлөт. Бул кыймылдаткыч ашыкча аба менен иштейт, бирок жүктүн аздыгынан азоттун эмиссиясынын пайда болушу минимумга түшүрүлгөн аралашманын "сапатын көзөмөлдөө" деп аталат. Маанилүү күчкө муктаждык пайда болгондо, кыймылдаткыч аралашма жана нормалдуу (арык эмес) аралашмалардын "сандык башкаруусу" деп аталганга өтүп, бензин кыймылдаткычы сыяктуу иштей баштайт. Бул өзгөртүүлөр, бир жагынан, кыймылдаткычтагы процесстерди электрондук башкаруунун ылдамдыгынан, экинчи жагынан, Valvetronic менен бирдикте иштеген газды бөлүштүрүү башкаруу системаларынын ийкемдүү иштешинин аркасында мүмкүн - "кош" Vanos. дроссель клапаны жок кабыл алууну башкаруу системасы. BMW инженерлеринин пикири боюнча, бул иштеп чыгуунун жумушчу схемасы технологияны өнүктүрүүнүн орто баскычы гана экендигин жана келечекте кыймылдаткычтар цилиндрлерге суутекти тике куюуга жана турбо заряддоого өтөөрүн эстен чыгарбоо керек. Бул ыкмаларды колдонуу салыштырылуучу бензин кыймылдаткычына караганда унаанын динамикалык көрсөткүчтөрүн жакшыртат жана жалпы күйүүчү кыймылдаткычтын эффективдүүлүгүн 50% дан жогору көтөрөт деп күтүлүүдө. Бул жерде биз атайылап "отун клеткалары" темасын козгоодон баш тарттык, анткени бул маселе акыркы убакта абдан активдүү колдонулууда. Бирок ошол эле учурда биз аларды BMW компаниясынын суутек технологиясынын контекстинде айтып өтүшүбүз керек, анткени Мюнхендеги конструкторлор кадимки аккумулятордун кубаттуулугун толугу менен жок кылып, унаалардын борттогу электр системасын кубаттандыруу үчүн дал ушундай түзүлүштөрдү колдонууну чечишкен. Бул кадам күйүүчү майды андан ары үнөмдөөгө мүмкүндүк берет, анткени суутек кыймылдаткычы генераторду айдап кереги жок, ал эми борттогу электр системасы толугу менен автономдуу болуп, кыймылдоо жолунан көз карандысыз болот - ал кыймылдаткыч иштебей турганда да электр энергиясын өндүрө алат, анткени ошондой эле өндүрүү жана энергия керектөө толугу менен оптималдаштырылышы мүмкүн. Суу насосун, май насосторун, тормозду күчөткүчтү жана электр өткөргүч системаларын иштетүү үчүн азыр керек болсо ошончо эле электр энергиясын иштеп чыга тургандыгы да кошумча үнөмдөөгө алып келет. Бирок, бардык бул инновациялар менен катар, күйүүчү май куюу системасы (бензин) дээрлик эч кандай кымбат баалуу конструкциялык өзгөрүүлөргө дуушар болгон эмес. Суутек технологияларын жайылтуу максатында 2002-жылдын июнь айында BMW Group, Aral, BVG, DaimlerChrysler, Ford, GHW, Linde, Opel, MAN компаниялары CleanEnergy өнөктөштүк программасын түзүп, ал өз ишин суюлтулган жана кысылган суутек май куюучу станцияларды өнүктүрүү менен баштаган.

BMW бир катар башка биргелешкен долбоорлордун демилгечиси болуп саналат, анын ичинде мунай компаниялары менен, алардын ичинен эң активдүү катышуучулары Арал, BP, Shell, Total. Бул перспективдүү чөйрөгө кызыгуу экспоненциалдуу түрдө өсүп жатат – жакынкы он жылда Европа Биримдиги гана 2,8 миллиард евро өлчөмүндө суутек технологияларын иштеп чыгууну жана ишке киргизүүнү каржылоо үчүн каражаттарга түз финансылык кирешелерди берет. Бул мезгилдин ичинде суутекти иштетүүгө жеке компаниялардын инвестициясынын көлөмүн алдын ала айтуу кыйын, бирок ал коммерциялык эмес уюмдардын салымдарынан бир нече эсе көп болору анык.

Ички күйүүчү кыймылдаткычтардагы суутек

Белгилей кетчү нерсе, суутек физикалык жана химиялык касиеттеринен улам бензинге караганда бир топ тез күйүүчү. Иш жүзүндө, бул суутекте күйүү процессин баштоо үчүн алда канча аз баштапкы энергия талап кылынат дегенди билдирет. Башка жагынан алып караганда, суутек кыймылдаткычтары өтө арык аралашмаларды оңой колдоно алышат - заманбап бензин кыймылдаткычтары татаал жана кымбат технология аркылуу жетише алган нерсе.

Суутек-аба аралашмасынын бөлүкчөлөрүнүн ортосундагы жылуулук азыраак таралат, ошол эле учурда өзүнөн-өзү тутануу температурасы жана күйүү процесстеринин ылдамдыгы бензиндикине караганда бир топ жогору. Суутек төмөн тыгыздыкка жана күчтүү диффузияга ээ (бөлүкчөлөрдүн башка газга - бул учурда абага кирүү жөндөмдүүлүгү).

Өзүн-өзү күйгүзүү үчүн талап кылынган аз активдешүү энергиясы суутек кыймылдаткычтарындагы күйүү процесстерин башкаруудагы эң чоң көйгөйлөрдүн бири, анткени аралашма күйүү камерасындагы ысык аймактарга тийгендиктен өзүнөн өзү тутанышы мүмкүн жана такыр башкарылгыс процесстердин тизмегине туруштук берет. Бул коркунучтан качуу суутек кыймылдаткычын иштеп чыгуудагы эң чоң кыйынчылыктардын бири, бирок өтө диффузиялык күйүүчү аралашма цилиндр дубалдарына өтө жакын жүрүп, өтө тар боштуктарга кирип кетишинин кесепеттерин жоюу оңой эмес. мисалы жабык клапандар сыяктуу... Бул кыймылдаткычтарды долбоорлоодо булардын бардыгын эске алуу керек.

Жогорку автоматтык тутануу температурасы жана жогорку октандык саны (болжол менен 130) кыймылдаткычтын кысуу катышын, демек анын эффективдүүлүгүн жогорулатууга мүмкүндүк берет, бирок кайрадан ысык бөлүк менен байланышта суутектин өзүнөн-өзү күйүү коркунучу бар. цилиндрде. Суутектин жогорку диффузиялуулугунун артыкчылыгы аба менен оңой аралашуу мүмкүнчүлүгү болуп саналат, ал резервуар иштен чыккан учурда күйүүчү майдын тез жана коопсуз таралышын кепилдейт.

Күйүү үчүн идеалдуу аба-суутек аралашмасы болжол менен 34:1 катышына ээ (бензин үчүн катышы 14,7:1). Бул суутек менен бензиндин бирдей массасын бириктиргенде, биринчи учурда эки эсе көп аба талап кылынат дегенди билдирет. Ошол эле учурда суутек-аба аралашмасы бир кыйла көбүрөөк мейкиндикти ээлейт, бул суутек менен иштеген кыймылдаткычтар эмне үчүн азыраак күчкө ээ экенин түшүндүрөт. Пропорциялардын жана көлөмдөрдүн таза цифралык иллюстрациясы абдан түшүнүктүү - күйүүгө даяр суутектин тыгыздыгы бензин бууларына караганда 56 эсе аз... Бирок, белгилей кетчү нерсе, негизинен суутек кыймылдаткычтары 180:1ге чейинки аба-суутек аралашмалары менен да иштей алат (б.а. абдан "арык" аралашмалар), бул өз кезегинде кыймылдаткыч иштей алат дегенди билдирет. дроссель клапаны жок жана дизелдик кыймылдаткычтардын иштөө принцибин колдонушат. Ошондой эле суутек энергиянын булагы катары суутек менен бензинди салыштыруу боюнча талашсыз лидер экенин белгилей кетүү керек - бир килограмм суутек бир килограмм бензинге караганда дээрлик үч эсе көп энергияны көп талап кылат.

Бензиндик кыймылдаткычтардагыдай эле, суюлтулган суутек коллекторлордогу клапандардын алдынан эле сайылышы мүмкүн, бирок оптималдуу чечим - кысуу учурунда түздөн-түз куюу - бул учурда кубаттуулук окшош бензин кыймылдаткычына караганда 25% жогору болушу мүмкүн. Себеби, күйүүчү май (водород) бензин же дизелдик кыймылдаткычтардагыдай абаны жылдырбай, күйүү камерасын аба менен гана толтурууга мүмкүндүк берет (нормалдуудан алда канча көп). Кошумчалай кетсек, бензин кыймылдаткычтарынан айырмаланып, суутек кыймылдаткычтары структуралык айланууну талап кылбайт, анткени суутек бул чарасыз абага жакшы тарайт. Цилиндрдин ар кайсы бөлүктөрүндө күйүү ылдамдыгы ар башка болгондуктан, эки учкунду коюу жакшы, ал эми суутек кыймылдаткычтарында платина электроддорун колдонуу практикалык эмес, анткени платина төмөнкү температурада күйүүчү майдын кычкылданышына алып баруучу катализатор болуп калат.

H2R

H2R - бул BMW инженерлери тарабынан түзүлгөн суперспорттун жумушчу прототиби жана он эки цилиндрлүү кыймылдаткыч менен жабдылган, ал суутек менен иштегенде максималдуу кубаттуулугу 285 л.с. жетет. Алардын жардамы менен эксперименталдык модель алты секундда 0дөн 100 км/саатка чейин ылдамдайт жана эң жогорку ылдамдыгы 300 км/саатка жетет.H2R кыймылдаткычы бензин 760iде колдонулган стандарттуу эң жогорку бирдикке негизделген жана он гана убакытты алды. өнүктүрүү үчүн ай. Бавариялык адистер өзүнөн өзү күйүүнүн алдын алуу үчүн кыймылдаткычтын өзгөрүлмө клапан убакыт системалары берген мүмкүнчүлүктөрдү пайдаланып, атайын агым циклин жана күйүү камерасын инжекциялоо стратегиясын иштеп чыгышкан. Аралашма баллондорго киргенге чейин, акыркылары аба менен муздатылып, от алдыруу жогорку өлүк борбордо гана жүргүзүлөт - суутек күйүүчү май менен күйүү ылдамдыгы жогору болгондуктан, от алдыруу талап кылынбайт.

табылгалары

Таза суутек энергиясына өтүүнүн финансылык анализинин жыйынтыгы азырынча анча оптимисттик эмес. Жеңил газды өндүрүү, сактоо, ташуу жана жеткирүү дагы эле энергияны көп талап кылган процесс болуп саналат жана адамзаттын өнүгүүсүнүн азыркы технологиялык этабында мындай схема натыйжалуу боло албайт. Бирок бул изилдөөлөр жана чечимдер уланбайт дегенди билдирбейт. Күн батареяларынын электр энергиясын пайдалануу менен суудан суутек алуу жана аны чоң резервуарларда сактоо боюнча сунуштар оптимисттик угулат. Башка жагынан алып караганда, Сахара чөлүндө газ фазасында электр энергиясын жана суутекти өндүрүү, аны Жер Ортолук деңизине түтүк жолу менен жеткирүү, суюлтуу жана криогендик танкерлерде ташуу, портторго түшүрүү жана акырында жүк ташуучу унаа менен ташып жеткирүү процесси бир үндөр угулат. азыр бир аз күлкүлүү ...

Жакында норвегиялык Norsk Hydro мунай компаниясы тарабынан Түндүк деңиздеги өндүрүш аянттарында жаратылыш газынан суутек өндүрүүнү сунуш кылган кызыктуу идея сунушталды, ал калдык көмүртек кычкылы менен деңиз түбүндөгү азайып кеткен кендерде сакталат. Чындык ортодо жатат, суутек өнөр жайы кайда бараарын убакыт көрсөтөт.

Mazda варианты

Япониялык Mazda компаниясы да суутек кыймылдаткычынын версиясын - RX-8 спорттук унаасында айлануучу агрегат түрүндө көрсөтүүдө. Бул таң калыштуу эмес, анткени Wankel кыймылдаткычынын конструкциялык өзгөчөлүктөрү суутекти отун катары колдонууга өтө ылайыктуу. Газ жогорку басымда атайын резервуарда сакталып, күйүүчү май түздөн-түз күйүүчү камераларга куюлат. Айлануучу кыймылдаткычтарда инжекция жана күйүү болгон зоналар бөлүнгөндүктөн жана соргуч бөлүгүндөгү температура төмөн болгондуктан, көзөмөлсүз тутануу маселеси бир топ азаят. Wankel кыймылдаткычы ошондой эле эки инжектор үчүн жетиштүү орун сунуштайт, бул суутектин оптималдуу көлөмүн киргизүү үчүн абдан маанилүү.

Комментарий кошуу