Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери
Автоматтык шарттар,  Макалалар,  унаа түзмөк

Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери

Ички күйүүчү кыймылдаткычтар кескин түрдө өзүнчө кубаттуу блок катары пайда болгон жок. Тескерисинче, классикалык мотор жылуулук кыймылдаткычтарын өркүндөтүүнүн жана өркүндөтүүнүн натыйжасында пайда болгон. Биз машиналардын капотунан көрүп көнүп калган бирдик акырындык менен кантип пайда болгонун окуңуз. өзүнчө макалада.

Бирок, ички күйүүчү кыймылдаткыч менен жабдылган биринчи унаа пайда болгондо, адамзат ат сыяктуу туруктуу тамактанууну талап кылбаган өзү жүрүүчү унаа алган. 1885-жылдан бери кыймылдаткычтарда көп нерсе өзгөрдү, бирок бир кемчилиги өзгөрүүсүз калды. Бензиндин (же башка отундун) жана абанын аралашмасы күйгөндө айлана-чөйрөнү булгай турган өтө көп зыяндуу заттар бөлүнүп чыгат.

Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери

Эгерде өзү жүрүүчү машиналар пайда боло электе Европа өлкөлөрүнүн архитекторлору ири шаарлар ат тезегине чөгүп кетет деп коркушса, бүгүнкү күндө мегаполистердин жашоочулары кир аба менен дем алышууда.

Транспорттун экологиялык стандарттарын күчөтүү унаа өндүрүүчүлөрдү таза электр кубатын иштетүүгө мажбур кылууда. Ошентип, көптөгөн компаниялар буга чейин түзүлгөн Анжос Джедликтин технологиясына - 1828-жылы пайда болгон электр кыймылдаткычындагы өзү жүрүүчү арабага кызыгышты. Бүгүнкү күндө бул технология унаа дүйнөсүндө ушунчалык бекем орнотулгандыктан, электромобил же гибрид менен эч кимди таң калтырбайсыз.

Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери

Бирок, чындыгында, кубаттандырган нерсе - бул ичүүчү суу гана чыккан электр станциялары. Бул суутек кыймылдаткычы.

Суутек кыймылдаткычы деген эмне?

Бул суутекти отун катары колдонгон кыймылдаткычтын бир түрү. Бул химиялык элементти колдонуу суутек ресурстарынын түгөнүшүн азайтууга мүмкүндүк берет. Мындай орнотууларга кызыгуунун экинчи себеби - айлана-чөйрөнүн булганышын азайтуу.

Транспортто кандай кыймылдаткыч колдонула тургандыгына жараша, анын иштеши классикалык ички күйүүчү кыймылдаткычтан айырмаланат же бирдей болот.

Кыскача тарыхы

Ички күйүүчү суутек кыймылдаткычтары ICE принциби иштелип чыгып, өркүндөтүлүп жаткан мезгилде пайда болгон. Француз инженери жана ойлоп табуучусу ички күйүүчү кыймылдаткычтын өз вариантын иштеп чыккан. Анын өнүгүшүндө колдонгон отун суутек, ал Н-дин электролизинин натыйжасында пайда болот2A. 1807-жылы биринчи суутек унаасы пайда болгон.

Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери
Исаак Де Риваз 1807-жылы аскер техникасы үчүн трактор иштеп чыгууга патент тапшырган. ал водородду кубаттуу блоктордун бири катары колдонууну сунуш кылган.

Кубат блогу поршень болгон жана андагы от алдыруу цилиндрде учкун пайда болгон. Ырас, ойлоп табуучунун биринчи жаралышы кол менен учкун чыгарууну талап кылган. Эки жылдан кийин гана ал өз ишин жыйынтыктап, биринчи өзү жүрүүчү суутек унаасы төрөлгөн.

Бирок, ал кезде өнүгүүгө маани берилбей келген, анткени газды алуу жана сактоо бензин сыяктуу оңой эмес. Ленинградда суутек кыймылдаткычтары 1941-жылдын экинчи жарымынан баштап блокада учурунда колдонулган. Бирок, булар суутек бирдиги эмес экендигин моюнга алышыбыз керек. Булар кадимки ГАЗдын ички күйүүчү кыймылдаткычтары болчу, аларга күйүүчү май жок болчу, бирок ал учурда газ көп болчу, анткени алар шарлар менен күйүп турган.

Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери

80-жылдардын биринчи жарымында көптөгөн өлкөлөр, Европанын гана эмес, Американын, Россиянын жана Жапониянын орнотуунун ушул түрү менен тажрыйба жүргүзүүнү өз мойнуна алышты. Ошентип, 1982-жылы, Квант заводу менен РАФ автомобиль ишканасынын биргелешкен иши менен суутек менен абанын аралашмасында иштеген айкалыштырылган мотор пайда болуп, 5 кВт / саат батарея энергия булагы катары колдонулган.

Андан бери, ар кайсы өлкөлөр тарабынан "жашыл" унааларды алардын үлгүлөрүнө киргизүү аракети болуп келген, бирок көпчүлүк учурда мындай унаалар прототип категориясында калышкан же өтө эле чектелген чыгарылышкан.

Бул кандайча иштейт

Бүгүнкү күндө ушул категориядагы көптөгөн кыймылдаткычтар бар, ар бир учурда суутек заводу өзүнүн принциби боюнча иштейт. Классикалык ички күйүү кыймылдаткычын алмаштыра турган бир модификация кандай иштээрин карап көрөлү.

Мындай кыймылдаткычта күйүүчү май клеткалары сөзсүз колдонулат. Алар электрохимиялык реакцияны активдештирүүчү генераторлордун бир түрү. Аппараттын ичинде суутек кычкылданып, реакциянын натыйжасында электр энергиясы, суу буусу жана азот бөлүнүп чыгат. Мындай орнотууда көмүр кычкыл газы бөлүнүп чыкпайт.

Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери

Окшош бирдикке негизделген унаа ошол эле электр унаасы, андагы батарея гана кичине. Күйүүчү май клеткасы бардык унаа тутумдарын иштетүү үчүн жетиштүү энергия өндүрөт. Бир гана эскертүү - процесстин башталышынан баштап, энергияны жаратканга чейин, ал болжол менен 2 мүнөткө созулушу мүмкүн. Бирок орнотуунун максималдуу чыгышы тутум ысыгандан кийин башталат, ал чейрек сааттан 60 мүнөткө чейин созулат.

Электр станциясы бекер иштебеши үчүн, транспорту сапарга алдын-ала даярдоонун кажети жок, ага кадимки батарея орнотулган. Унаа айдап бара жатып, калыбына келтирилгендиктен, аны кубаттап турат жана ал унаа иштетүү үчүн гана керек болот.

Мындай унаада ар кандай көлөмдөгү цилиндр орнотулган, ага суутек куюлат. Айдоо режимине, унаанын көлөмүнө жана электр орнотмосунун кубаттуулугуна жараша бир килограмм газ 100 чакырым жол жүрүүгө жетет.

Суутек кыймылдаткычынын түрлөрү

Суутек кыймылдаткычтарынын бир нече модификациялары болгонуна карабастан, алардын бардыгы эки түргө бөлүнөт:

  • Күйүүчү май менен бирдик түрү;
  • Өзгөртүлгөн ички күйүү кыймылдаткычы, суутек менен иштөөгө ылайыкташтырылган.

Ар бир түрүн өзүнчө карап көрөлү: алардын өзгөчөлүктөрү кандай.

Суутек отун клеткаларынын негизиндеги электр станциялары

Күйүүчү май батареясынын принцибине негизделген, анда электрохимиялык процесс жүрөт. Суутек аналогунун айырмачылыгы анын жогорку эффективдүүлүгүндө (айрым учурларда 45 пайыздан жогору).

Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери

Күйүүчү май клеткасы - бул эки элемент жайгаштырылган бирдиктүү камера: катод жана анод. Эки электрод тең платина (же палладий) менен капталган. Алардын ортосунда мембрана жайгашкан. Ал көңдөйдү эки камерага бөлөт. Катод менен кошо көңдөйгө кычкылтек, экинчисине суутек берилет.

Натыйжада, химиялык реакция пайда болуп, натыйжада кычкылтек менен суутек молекулаларынын электр тогун бөлүп чыгаруу менен айкалышы болот. Процесстин кошумча таасири суу жана азот. Күйүүчү май электроддору электр кыймылдаткычын кошо алганда, автоунаанын электр чынжырына туташтырылган.

Ички күйүүчү суутек кыймылдаткычтары

Бул учурда, кыймылдаткыч суутек деп аталганы менен, кадимки ICE сыяктуу эле түзүлүшкө ээ. Бир гана айырмачылыгы күйүүчү бензин же пропан эмес, суутек. Эгер цилиндрди суутек менен толтурсаңыз, анда бир маселе бар - бул газ кадимки блоктун эффективдүүлүгүн болжол менен 60 пайызга төмөндөтөт.

Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери

Кыймылдаткычты жаңыртпастан суутекке өтүүдө дагы бир нече көйгөйлөр келтирилген:

  • ГТС кысылганда, газ күйүү камерасы жана поршень жасалган металл менен химиялык реакцияга кирет жана көбүнчө мотор майы менен ушундай болушу мүмкүн. Ушундан улам, күйүү камерасында дагы бир кошулма пайда болот, ал жакшы күйүү жөндөмү менен айырмаланбайт;
  • Күйүү камерасындагы кемчиликтер кемчиликсиз болушу керек. Эгерде кайсы бир жерде күйүүчү май тутуму жок дегенде минималдуу агып кетсе, анда ысык объектилерге тийгенде газ оңой күйүп кетет.
Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери
Honda Clarity үчүн кыймылдаткыч

Ушул себептерден улам, айланма кыймылдаткычтарда суутекти отун катары колдонуу кыйла пайдалуу (алардын өзгөчөлүгү эмне, окуңуз) бул жерде). Мындай блоктордун сордуруучу жана сордуруучу коллекторлору бири-биринен өзүнчө жайгашкандыктан, кире бериштеги газ ысып кетпейт. Кыймылдаткычтар модернизацияланып жатканда, арзаныраак жана экологиялык таза күйүүчү майды колдонуу көйгөйлөрүн чечүү үчүн болгула.

Күйүүчү май элементтеринин иштөө мөөнөтү канчага созулат?

Бүгүнкү күндө дүйнө жүзү боюнча мындай унаалар өтө сейрек кездешет жана алар серияга кире элек, бул энергия булагы кандай ресурска ээ экендигин айтуу кыйын. Бул жагынан усталардын тажрыйбасы азырынча жок.

Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери

Бир гана нерсени айтууга болот, Тойота өкүлдөрүнүн айтымында, алардын Мирай өндүрүштөгү күйүүчү май клеткасы 250 миң километрге чейин энергияны үзгүлтүксүз өндүрүүгө жөндөмдүү. Бул этаптан кийин, аппараттын эффективдүүлүгүн көзөмөлдөө керек. Эгерде анын көрсөткүчү байкалаарлык төмөндөп кеткен болсо, күйүүчү май клеткасы ыйгарым укуктуу тейлөө борборунда алмаштырылат. Ырас, компания бул процедурага татыктуу сумманы алат деп күтүү керек.

Водород унааларын кайсы компаниялар жасап жатышат же жасамакчы?

Көптөгөн компаниялар экологиялык таза энергоблокту иштеп чыгуу менен алектенишет. Дизайн бюросунда буга чейин иштеп жаткан варианттары бар автоунаа маркалары, серияга чыгууга даяр:

  • Mercedes-Benz-бул GLC F-Cell кроссовери, анын сатылышы 2018-жылы жарыяланган, бирок азырынча аны Германиянын бир нече ишканалары жана министрликтери гана сатып алышкан. Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтериЖакында суутек күйүүчү клетка тракторунун GenH2 прототипинин бет ачары болду;Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери
  • Hyundai - Nexo прототипи эки жыл мурун киргизилген;Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери
  • BMW - бул конвейерден чыккан суутек 7 суутегинин прототиби. 100 нускадагы партия эксперименталдык баскычта калды, бирок бул мурунтан эле бир нерсе.Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери

Америкада да, Европада да сатып алууга мүмкүн болгон автоунаалардын катарына, тиешелүүлүгүнө жараша, Toyota жана Honda компанияларынын Mirai жана Clarity үлгүлөрү кирет. Башка компаниялар үчүн бул иштеп чыгуу дагы эле чийменин версиясында, же иштебей калган прототип катарында.

Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери
toyota mirai
Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери
Honda тунук

Суутек менен жүргөн унаа канча турат?

Суутек машинасынын баасы татыктуу. Мунун себеби отун клеткаларынын электроддорун түзгөн баалуу металлдар (палладий же платина). Ошондой эле, заманбап унаа сансыз коопсуздук тутумдары жана электр элементтеринин иштешин турукташтыруу менен жабдылган, бул дагы материалдык ресурстарды талап кылат.

Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери

Мындай унааны техникалык тейлөө (күйүүчү май бөлүктөрүн алмаштырганга чейин) акыркы муундагы жөнөкөй унаага караганда кымбат эмес. Суутектин өндүрүлүшүнө демөөрчү болгон өлкөлөр бар, бирок буга карабастан, бир килограмм газ үчүн орто эсеп менен 11 жарым доллардан төлөөгө туура келет. Бул кыймылдаткычтын түрүнө жараша жүз чакырымга жакын аралыкка жетиши мүмкүн.

Эмне үчүн суутек унаалары электромобилдерге караганда жакшыраак?

Эгер сиз суутек заводун күйүүчү май клеткалары менен алсаңыз, анда мындай унаа жолдордо биз көрүп көнүп калган электромобилге окшош болот. Бир гана айырмачылыгы, электромобил тармактан же май куюучу жайдагы терминалдан заряддалат. Суутек транспорту өзү үчүн электр энергиясын иштеп чыгат.

Мындай унаалардын баасына токтолсок, алар кымбатыраак. Мисалы, негизги конфигурациядагы Tesla үлгүлөрү 45 миң доллардан сатылат. Япониядан суутек аналогдорун 57 миң кубга сатып алса болот. Бавариялыктар болсо унааларын "жашыл" күйүүчү майга 50 миң долларга сатышат.

Эгерде практикалык жагын эске алсак, унаа токтоочу жайда жарым саат күткөнгө караганда (батерейканын бардык түрүнө уруксат берилбейт), унаага бензин куюу оңой (беш мүнөткө созулат). Бул суутек өсүмдүктөрүнүн плюс.

Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери

Дагы бир плюс - күйүүчү май элементтери техникалык тейлөөнү талап кылбайт жана алардын иштөө мөөнөтү өтө чоң. Электр унааларына токтолсок, алардын кубаттуу батареясы заряд-разряд циклдары көп болгондуктан, беш жылдын ичинде алмаштырууну талап кылат. Муздак температурада, электр унааларындагы батарея жайкыга караганда бир аз тез кубаттанат. Бирок суутек кычкылдануу реакциясы боюнча элемент ушундан кыйналбайт жана туруктуу электр энергиясын иштеп чыгат.

Суутек унааларынын келечеги кандай жана алар жолдо качан көрүнөт?

Европада жана АКШда суутек автоунаасын буга чейин эле тапса болот. Бирок, алар дагы деле болсо кызыгуу категориясында. Бүгүнкү күндө көп деле келечек жок.

Транспорттун бул түрү жакын арада бардык өлкөлөрдүн жолдорун толтурбай тургандыгынын негизги себеби - өндүрүштүк кубаттуулуктун жетишсиздиги. Биринчиден, суутек өндүрүшүн жолго коюу керек. Анын үстүнө, мындай деңгээлге жетүү керек, бул экологиялык тазалыктан тышкары, көпчүлүк автоунаа айдоочуларына күйүүчү май болот. Бул газды өндүрүүдөн тышкары, аны ташууну уюштуруу керек (бирок бул үчүн сиз метан ташылган шоссе жолдорун коопсуз пайдалансаңыз болот), ошондой эле көптөгөн май куюучу жайларды тиешелүү терминалдар менен жабдуу керек.

Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери

Экинчиден, ар бир автоунаа өндүрүүчү өндүрүш линияларын олуттуу түрдө жаңыртууга аргасыз болот, бул чоң инвестицияларды талап кылат. Дүйнөлүк эпидемиянын башталышына байланыштуу туруксуз экономикада мындай тобокелчиликке баргандар аз.

Эгерде сиз электр транспорттун өнүгүү темпине көз чаптырсаңыз, популяризациялоо процесси өтө тез өттү. Бирок, электромобилдердин популярдуу болушунун себеби күйүүчү майды үнөмдөө мүмкүнчүлүгүндө. Адатта, бул айлана-чөйрөнү сактоо үчүн эмес, аларды сатып алуунун биринчи себеби болуп саналат. Суутек маселесинде акчаны үнөмдөө мүмкүн эмес (жок дегенде азыр), анткени аны өндүрүүгө бир топ көп энергия сарпталат.

Суутек кыймылдаткычтарынын оң жана негизги кемчиликтери

Ошентип, кыскача баяндап берели. Суутек менен жүрүүчү кыймылдаткычтардын артыкчылыктары төмөнкү факторлорду камтыйт:

  • Экологиялык таза эмиссия;
  • Энергоблоктун үнсүз иштеши (электр тартуу);
  • Күйүүчү май камерасын колдонгондо, тез-тез техникалык тейлөө талап кылынбайт;
  • Тез май куюу;
  • Электр унааларына салыштырмалуу кыймылдаткыч тутуму жана энергия булагы суукта дагы туруктуу иштешет.
Суутек кыймылдаткычы. Кантип иштейт жана кемчиликтери

Өнүгүүнү жаңылык деп атоого болбойт, бирок, ага карабастан, орточо автоунааны этияттык менен кароого түрткөн бир катар кемчиликтер бар. Алардын айрымдары:

  • Суутектин күйүшү үчүн ал газ абалында болушу керек. Бул белгилүү кыйынчылыктарды жаратат. Мисалы, жеңил газдарды кысуу үчүн атайын кымбат компрессорлор талап кылынат. Ошондой эле күйүүчү майды туура сактоо жана ташуу көйгөйү бар, анткени ал тез күйүп кетет;
  • Унаага орнотула турган цилиндрди мезгил-мезгили менен текшерип туруу керек. Бул үчүн автоунаа айдоочу адистештирилген борборго барышы керек болот жана бул кошумча чыгымды талап кылат;
  • Суутек унаасында чоң батарея колдонулбайт, бирок орнотуу дагы татыктуу салмакка ээ, бул унаанын динамикалык мүнөздөмөсүнө олуттуу таасир этет;
  • Суутек - кичинекей учкундан гана тутанат, андыктан мындай автоунаа катышкан кырсык олуттуу жарылуу менен коштолот. Айрым айдоочулардын өз коопсуздугуна жана башка жол кыймылынын катышуучуларынын өмүрүнө болгон жоопкерсиз мамилесин эске алганда, мындай унаалар азырынча жолдорго чыгарылбашы керек.

Адамзаттын таза айлана-чөйрөгө болгон кызыгуусун эске алуу менен, “жашыл” транспорттун жыйынтыкталышы маселесинде чоң жылыш болот деп күтүү керек. Бирок мындай болгондо аны убакыт көрсөтөт.

Ал арада, Toyota Miraiдин видео обзорун көрүңүз:

Суутек боюнча келечек? Toyota Mirai - ТОЛУГУ МЕНЕН ОБЗОР жана мүнөздөмөлөр | LiveFEED®

Суроолор жана жооптор:

Эмне үчүн суутек кыймылдаткычы коркунучтуу? Суутек аралашмасын күйгүзүү учурунда кыймылдаткыч бензиндин күйүүсүнө караганда көбүрөөк ысып кетет. Натыйжада, поршеньдердин, клапандардын күйүп кетүү жана агрегаттын ашыкча жүктөө ыктымалдыгы жогору.

Кантип суутек унаага май куюу керек? Мындай машина суутек менен газ абалында (суюлтулган же кысылган газ) күйүүчү май куюлат. Күйүүчү май сактоо үчүн 350-700 атмосферага чейин кысылып, температура -259 градуска чейин жетиши мүмкүн.

Ички күйүүчү суутек кыймылдаткычы кантип иштейт? Машина аккумулятордун бир түрү менен жабдылган. Кычкылтек жана суутек атайын плиталар аркылуу өтөт. Натыйжада суунун буусу жана электр тогу менен химиялык реакция пайда болот.

12 комментарийлер

  • RB

    "Алардын эбегейсиз чоң аккумуляторун беш жылдын ичинде алмаштыруу керек болот, анткени анын заряд-разряд циклдери көп."

    5 жылдан кийин кайсы электромобилдерде алмаштырыш керек?

  • попеску

    2020-жылы суутекти сиңирүүгө жана бөлүп чыгарууга жөндөмдүү суюктук патенттелген.

  • Богдан

    Водородду ал күйгүзгүч болбой калгыдай кылып суюлтуп, ошондо соккудан жарылуу маселесин чечет. PS: Батарейкалар 10 жылга жетет ... макала жазылгандан бери башка батареялар пайда болду 🙂

  • Түшүнбөйм

    Толугу менен маанисиз сүйлөмдөрдү жараткан Google начар котормосу. Мисалы, «суутек кыймылдаткычтары дээрлик колдонулган
    Ленинград блокада учурунда
    1941-жылдын экинчи жарымынан тартып ″
    Эмне??

  • аты белгисиз

    Бул Россияда Экинчи дүйнөлүк согушта Германиянын армиясынын блокадасы.

  • Шалом Халеви

    Бул Сталинград шаарында немецтердин Россияга басып киришинин блокадасы

  • Мехди Саман

    Электр энергиясы суутек кыймылдаткычы тарабынан өндүрүлгөн болсо, ал эми өндүрүлгөн электр энергиясы гибриддик же электрдик унааларда же жалпысынан башка колдонмолордо колдонулса жакшы эмес.

  • Чифрак Иосиф

    Жакында 250°Сге чейин туруштук бере ала турган суутек пастасы жасалды, аны Соода борборунан да сатып алса болот, азыр мен ошол нерсени издеп жатам.

  • Trunganes

    Жарылуу менен өрт. Бул суутектин өтө тез күйөрүн көрсөтөт. Абанын капыстан кеңейиши кыймылдаткычтын талаптагыдай иштешине себеп болбойт. Менин оюмча, суутектин күйүүсүн жайлатуучу газ аралашкан болушу керек. Ага чейин азыркы популярдуу ички күйүүчү кыймылдаткыч анын ордуна суутек колдоно алат.
    Сиздин макала мага суутек отун жакшыраак түшүнүүгө жардам берди. Авторго чоң рахмат.

  • Александр Амбросио Триндаде

    Мага бул процессте болгон кээ бир шектенүүлөрүмдү тактоо үчүн макала жана салым абдан жакты.

  • Ежи Беднарчик

    Поршеньдик кыймылдаткычты ВОДРОГЕН менен кубаттандыруу үчүн "подшипник түйүнү менен бириктирүүчү шток" жетиштүү. Ошондой эле караңыз: "Беднарчиктин мотору.

Комментарий кошуу