Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое двигатель на водородном топливе, как собрать его своими руками

Что такое двигатель на водородном топливе, как собрать его своими руками

Дата публикации: 23 сентября 2019

  • Двигатель на водородном топливе
  • Практическое использование водородного двигателя
  • Как сделать водородный двигатель своими руками

Сто лет назад количество машин на Земле исчислялось тысячами. Сегодня у каждого седьмого человека есть автомобиль. Многие геологи считают, что в ближайшие несколько десятилетий поставки бензина (и всего остального, сделанного из нефти) начнут сокращаться. Если это произойдет, откуда получать топливо?

Двигатель на водородном топливе

Есть две перспективы. Первая (краткосрочная) — необходимо добиться большей эффективности использования нефтетоплива, долгосрочная — решением может стать переключение транспортных средств с бензиновых/дизельных двигателей на электрические топливные элементы (электрохимические генераторы), работающие на водороде, которые никогда не разряжаются. Бесшумные, не загрязняющие окружающую среду, это одни из самых экологически чистых источников энергии, когда-либо разработанных. Разберёмся, как они работают.

Есть два способа заставить современный автомобиль двигаться:

  1. Использовать двигатель внутреннего сгорания (ДВС). В процессе сжигания нефотетоплива вырабатывается тепло, благодаря чему транспортное средство может ехать.
  2. Электромобили работают совершенно по-другому. Там используются аккумуляторы, которые подают электроэнергию на электродвигатели, напрямую приводящие в движение колеса.

Есть гибридные автомобили, сочетающие оба варианта, водитель может переключатся между ними в соответствии с условиями вождения. Устройство водородного двигателя — нечто среднее между ДВС и аккумулятором. Он вырабатывает энергию, используя топливо из бака (газообразный водород под давлением, а не бензин или дизель). Процесса сжигания нет, H2 химически соединяется с кислородом из воздуха, образуя воду. Высвобождаемое электричество используется для питания электродвигателя. Никаких выхлопных газов.

Что происходит внутри

В основе принципа действия водородного двигателя лежит электрохимическая реакция. Состав топливного элемента — это три основные части:

  • положительно (желтая) и отрицательно (сиреневая) заряженные клеммы;
  • электролит (серый).

Электричество возникает следующим образом:

  1. Газообразный H2 из резервуара подаётся к положительному полюсу. Поскольку вещество взрывоопасно, бак должен быть чрезвычайно прочным.
  2. Кислород из воздуха (голубые капли) идёт по второй трубке.
  3. Положительная клемма металлическая (платина или палладий). Достигая катализатора, атомы H2 распадаются на ионы и электроны.
  4. Положительно заряженные протоны притягиваются к отрицательному полюсу, двигаясь к нему через электролит. Последний представляет собой тонкую полимерную мембрану.
  5. Электроны проходят через внешнюю цепь.
  6. Приходит в действие электродвигатель, заставляющий колёса автомобиля двигаться.
  7. На отрицательной клемме протоны и электроны рекомбинируют с кислородом путём химической реакции, которая производит воду.
  8. Выхлоп — водяной пар.

Процесс будет продолжаться до тех пор, пока есть запасы H2 и O2. Поскольку воздух всегда доступен, единственный ограничивающий фактор — количество водорода H2 в баке.

Практическое использование водородного двигателя

Производство водорода H2 путём электролиза требует довольно много энергии. Это проблема, поскольку объём топливного бака придётся увеличить. Облегчить конструкцию можно, если использовать углепластик, что сильно увеличивает стоимость. Другой минус водородных двигателей — водород трудно хранить длительное время, его чрезвычайно маленькие молекулы легко просачиваются, а утечка может привести к возгоранию.

Ещё один отрицательный момент — энергоэффективность, КПД такого движка не превысит 30%, тогда как для электромобилей этот показатель достигает 70-80%. Плюс ко всему трудно найти заправку.

Преимущества тоже есть. Заправить машину можно за 5 минут, тогда как зарядка электромобиля занимает от получаса до 12 часов. У транспортных средств на топливных элементах такой же запас хода, как у обычных газовых машин, хотя их характеристики с возрастом ухудшаются. Но главный плюс — экологичность.

Как сделать водородный двигатель своими руками

Создание генератора водорода — эффективный способом существенного сокращения топливных расходов. Задача — подать в камеру сгорания специальный газ (система Брауна). Ниже приведена простая пошаговая инструкция.

1. Сборка электролита

Используйте 8 электролитических пластин из нержавеющей стали (16×20 см), уложив их друг на друга. У них уже должно быть отверстие сверху. Просверлите еще по одному отверстию толщиной 1 см. Между ними поместите ПВХ проставки (толщиной 3 мм). Стальные пластины не должны касаться друг друга. С помощью винтового соединения скрепите конструкцию.

2. Подготовка пластикового контейнера

Подготовьте ёмкость. Вставьте два длинных винта внутрь крышки, зазоры закройте герметиком. Прикрепите провод к каждому винту, обмотав его вокруг, оставьте снаружи контейнера. Сделайте еще одно отверстие в крышке и вставьте туда резиновый шланг, погрузив его в воду. Другой конец трубки должен открываться в пластиковый корпус воздухозаборника автомобиля.

Нужно будет просверлить отверстие в корпусе, чтобы вставить трубку. Для более прочного соединения используйте фитинги из ПВХ на обоих концах. Налейте дистиллированную воду, заполнив половину объёма. Положите пол чайной ложки соли или полную пищевой соды, хорошо перемешайте.

Поместите электролит из нержавеющей стали в контейнер, убедившись, что он хорошо погружен. Любые промежутки внутри ёмкости должны быть заполнены герметиком, чтобы предотвратить утечку газа. Внутри тары мгновенно образуются пузырьки, газ начал вырабатываться.

Читать еще:  Газелевские двигатели какой лучше

3. Подключение к источнику питания

Соедините выводы винтов контейнера с положительными и отрицательными клеммами источника постоянного тока с помощью зажимов. Если провода не обеспечивают убедительного соединения, используйте вместо этого барашковые гайки.

Можно подключить его напрямую к аккумулятору, отрицательный контакт подключается к аналогичному выводу батареи, а положительный — к реле зажигания блока предохранителей. Это необходимо для того, чтобы генератор включался только тогда, когда автомобиль тоже включен.

Сделать полноценный водородный двигатель для автомобиля своими руками не получится, поскольку технология довольно сложная.

Как выбрать гидроцикл

«Гидроцикл»/ «аквабайк»/ «водный мотоцикл» — это название одного и того же вида водной техники, это сложное техническое устройство, предназначенное для передвижения по воде, которое из-за внешнего сходства часто называют водным мотоциклом. По классификации ГИМС, это «маломерное судно». Когда-то гидроциклы использовались только на спортивных соревнованиях, но сегодня они всё чаще встречаются в тех местах, где развит активный водный отдых. Гидроцикл, как плавательное средство, представляет собой металлопластиковый корпус с двигателем внутреннего сгорания и движителем водомётного типа. Чтобы понять, как работает гидроцикл, нужно разобраться с его основными разновидностями.

Классификация гидроциклов

«Стоячие» гидроциклы — непростые в управлении, требуют определённых спортивных навыков. Они развивают скорость до 120 км/ч. На таких гидроциклах обычно ездят фристайлеры, которые умеют делать зрелищные развороты и прыжки. На таких моделях всегда можно регулировать наклон сопла водомета, настраивая его под каждый трюк.

«Сидячие»— рассчитаны на длительные водные прогулки. Предназначены для активного отдыха на водных просторах больших водоёмов и рек. Сидячие водные мотоциклы бывают двухместными и трехместными. И хотя по мощности и маневренности они уступают стоячим аквабайкам, их также используют для буксировки водных лыжников, надувных баллонов и «ватрушек».

Если вам нужен гидроцикл для себя, чтобы получать удовольствие от водных прогулок, обратите внимание на сидячие модели. Стоячие же рекомендуется покупать опытным спортсменам.

Устройство гидроцикла

  1. Корпус, который может изготавливаться из высокопрочных пластиков и других полимерных материалов, усиленных металлическими вставками. Форма водного мотоцикла позволяет ему быть маневренным и достаточно простым в управлении. В корпусе также есть изолированный отсек для вещей, которые там можно защитить от попадания воды.
  2. Двигатель, надежно защищенный от воды. Он находится внутри корпуса гидроцикла и является сердцем этого аппарата.
  3. Система охлаждения (она может быть закрытого или открытого типа).
  4. Рулевая система (определяет направление движения аквабайка). Руление осуществляется изменением горизонтального угла водомёта. От того, насколько резко водитель будет поворачивать руль, зависит и радиус поворота.
  5. Дополнительные технические устройства. Управление гидроциклом сегодня может быть более комфортным, чем, например 10 лет назад. У многих моделей есть навигация, эхолот, зеркала заднего вида и даже система торможения на воде.

Гидроциклы часто применяются в тех регионах, где есть море, озера, реки и другие крупные водоемы. Не рекомендуется ездить по узким рекам с каменными порогами, так как это может привести к травмам. Сфера применения гидроциклов представлена:

  • водными экскурсиями на море или у озера — это отличная возможность прокататься «с ветерком», обычно отдыхающий садится на место пассажира и его катает опытный водитель;
  • самостоятельными прогулками по водоемам —с воды можно посмотреть на красивые пейзажи с другой для себя стороны;
  • бытовой сферой — гидроциклы можно использовать для рыбалки и в хозяйстве, например, для перевозки небольших грузов.
  • спортивными соревнованиями — спортсмены состязаются друг с другом как на региональном, так и на международном уровне;

Принцип работы гидроциклов

Двигатель современного гидроцикла запускается только в том случае, если в замок вставлен специальный ключ, который гибким шнуром крепится к спасательному жилету человека, который находится за рулём. Такой принцип предназначен для обеспечения безопасности и экстренного глушения двигателя. В случае возможного падения рулевого, ключ автоматически выдернется и двигатель прекратит работу. Таким образом снижается риск столкновения неуправляемого гидроцикла с другим судном или с препятствием на большой скорости.

Преимущества гидроциклов BRP

Водные байки BRP представлены на рынке уже более 50 лет, с 1968 года. Эта фирма всегда была впереди своих конкурентов и впервые представила миру модель водного байка с четырехтактным мотором. Также компания BRP первой презентовала гидроцикл с мотором более 200 «лошадок». Они могли быстрее ускоряться и опережали своих предшественников по максимальной скорости.

В дальнейшем другие производители гидроциклов воспользовались наработками BRP и реализовали эти решения и в своих устройствах. Но некоторые преимущества BRP все еще остаются уникальными:

  • OTAS — электронная система, влияющая на руление на воде;
  • iBR— современная система торможения.

BRP влияет на решения всех производителей аквабайков и задает ведущие тренды в этой отрасли. Все модели BRP характеризуются:

  • надежностью (в гидроциклах BRP используются только качественные детали, которые в течение длительного времени не выходят из строя; они также нуждаются в регулярном обслуживании);
  • доступной ценой (по соотношению цены и качества аквабайки BRP стали лидерами на рынке, они обошли своих конкурентов и дошли до того момента, когда они самостоятельно могут задавать актуальные тренды);
  • интеллектуальной системой контроля подачи газа;
  • 60-литровым топливным баком;
  • сухой массой около 400 кг;
  • неприхотливостью в обслуживании (этому способствует простое устройство двигателя и корпуса).
Читать еще:  Что такое турбованый двигатель

Среди предложений от производителя BRP есть как любительские модели, подходящие для начинающих, так и спортивные гидроциклы, предназначенные для опытных водителей водных мотоциклов и соревнований на профессиональном уровне.

Разновидности гидроциклов BRP

Все аквабайки также можно разделить на: любительские, семейные и спортивные. Также есть люксовые модели, которые характеризуются наличием самых современных технических средств. К самым популярным моделям относятся:

  1. Sea-DooSpark — аквабайк, предназначенный для всей семьи. Его разрабатывали в течение 7 лет, а после — в течение трех лет тестировали. Модель, представленная сегодня на рынке, уже получила в мире разные награды как по своим характеристикам, так и по дизайну. Есть 2-местные и 3-местные гидроциклы. Они простые в управлении, а расход топлива очень экономичный — всего 8 литров на 100 км. Весит этот водный скутер 165 кг (на 2 места) и 205 кг (на 3 места).
  2. Sea-Doo GTX Limited 300 — первоклассная люксовая модель с мощностью в 300 л.с. Сиденье здесь очень удобное, оно повторяет естественные изгибы тела. «Люксовость» представлена дополнениями в виде непромокаемого пакета-сумки, USB-порта и специального чехла. Также производитель позаботился о том, чтобы здесь были датчики, определяющие температуру воды и глубину, на которой в данный момент находится транспортное водное средство. Эта модель отличается эксклюзивной яркой окраской. Многие выбирают этот аквабайк для прогулок на водоемах, чтобы использовать съёмное сиденье: его можно разложить, и тогда на гидроцикле будет достаточно места для того, чтобы загорать посреди открытой воды.
  3. GTI 90 — бюджетная модель, которую компания BRP выпустила в 2020 году. Несмотря на новизну, она быстро стала фаворитом среди других предложений. 90 «лошадок» с лихвой хватает для того, чтобы с удовольствием передвигаться как по пресной, так и по соленой воде. Корпус аквабайка изготовлен из материала политек, он устойчив к появлению царапин. На борту также есть система ITC, которая помогает контролировать подачу газа в зависимости от ситуации. Есть три режима: Туризм, Эко и Спорт. Гидроцикл оборудован современной тормозной системой IBR, которая позволяет быстро снижать скорость в любых условиях. Есть специальный багажник для вещей с отделом, защищенным от попадания влаги.

ВОДЯНОЙ ДВИГАТЕЛЬ

машина, превращающая энергию напора воды (реки и др. водные потоки) в механическую силу. Простейший В. д.-водяное колесо с ковшами или лопатками, на к-рые вода действует своим весом и поворачивает колесо (водяные мельницы и др.) В настоящее время водяные колеса вытесняются более совершенной водяной турбиной. Рабочая часть водяной турбины-рабочее колесо с прикрепленными к нему металлическими лопатками и направляющее колесо с направляющими лопатками. Водяные турбины экономнее водяных колес и применяются на всех гидростанциях (Днепропетровская, Волховская и др.). В СССР сейчас строятся мощные водяные турбины.

Сельскохозяйственный словарь-справочник. — Москва — Ленинград : Государстенное издательство колхозной и совхозной литературы «Сельхозгиз» . Главный редактор: А. И. Гайстер . 1934 .

  • ВОДОСНАБЖЕНИЕ
  • ВОДЯНОЙ ПЕРЕЦ

Смотреть что такое «ВОДЯНОЙ ДВИГАТЕЛЬ» в других словарях:

Двигатель Вальтера — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия

Водяной народ — Эта статья является частью цикла статей о волшебном мире Гарри Поттера. Содержание 1 Магическая зоология … Википедия

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ — см. Водяной двигатель … Сельскохозяйственный словарь-справочник

Ядерный ракетный двигатель — (ЯРД) разновидность ракетного двигателя, которая использует энергию деления или синтеза ядер для создания реактивной тяги. Бывают реактивными (нагрев рабочего тела в ядерном реакторе и вывод газа через сопло) и импульсными (ядерные взрывы… … Википедия

ГАЗ-11 (двигатель) — ГАЗ 11 Производитель: ГАЗ Тип: Бензиновый, карбюраторный Объём: 3480 см3 Конфигурация: рядный, шестицилиндровый … Википедия

Паровой двигатель — Паровая машина тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию нагретого пара в механическую работу возвратно поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. В более широком смысле паровая машина любой… … Википедия

Водо-водяной ядерный реактор — реактор, использующий в качестве замедлителя и теплоносителя обычную (лёгкую) воду. Наиболее распространённый в мире тип водо водяных реакторов с водой под давлением. В России производятся реакторы ВВЭР, в других странах общее название таких… … Википедия

Кипящий водо-водяной реактор — Схема кипящего корпусного ядерного реактора: 1,2 стержни системы управления и защиты (в большинстве случаев располагаются снизу); 3 ядерное топливо; 4 биологическая защита; … Википедия

Улучшенный кипящий водяной реактор — Активная зона ABWR 1 ядро реактора 2 управляющие стержни 3 внутренний водяной насос 4 выход пара 5 вход воды Улучшенный кипящий ядерный реактор (англ. Advanced Boiling Water Reactor (ABWR)) третье по … Википедия

Читать еще:  Что такое твердотопливный двигатель

Газотурбинный двигатель — с одноступенчатым радиальным компрессором, турбиной, рекуператором, и воздушными подшипниками Газотурбинный двигатель (ГТД) тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого… … Википедия

Устройство гидроцикла – подробное описание принципов работы плавсредства

Гидроциклы являются сложными устройствами, конструкция которых напоминает классический мотоцикл или снегоход. Гидроцикл — уникальное плавсредство с металлопластиковым корпусом, которое оснащено двух- , реже четырехтактным двигателем внутреннего сгорания. Первоначальное его применение — спортивные соревнования. Позже уникальное транспортное средство стало применяться при активном отдыхе. Для того чтобы понять как работает гидроцикл, стоит узнать о существующих видах современного технического средства.

В настоящее время самыми популярными являются два типа:

    стоячие — аквабайки, которые способны развивать скорость до 120 км/час. Они характеризуются легкостью и маневренностью. Благодаря наличию регулировки наклона сопла водомета, фристайлеры имеют возможность совершать крутые развороты или прыжки над водой и при этом оставаться безопасными для пилота;

  • сидячие — менее маневренные и скоростные устройства, рассчитаны для отдыха. Существуют двух- и трехместные гидроциклы. Несмотря на меньшую мощность, они могут использоваться не только для прогулок, но и в качестве буксира водного лыжника и парасейлера.
  • Устройство гидроцикла

    Водный мотоцикл относится к маломерным транспортным средствам и состоит из:

    • двигателя, размещенного внутри корпуса устройства. «Механическое сердце» надежно защищено от воды. Система охлаждения может быть как закрытого, так и открытого типа. Прямое соединение коленчатого вала с приводным обеспечивает центрированность имплера — элемента, через который проходит засасываемая вода. В процессе работы агрегата происходит ускорение воды, что в свою очередь заставляет все устройство двигаться. Некоторые модели имеют также и задний ход;
    • рулевого элемента — поворот руля заставляет двигаться в указанном направлении сопло водомета. Эта деталь создает направление гидроцикла в целом. Для легкого прохождения поворота необходимо использовать установленный рычаг акселерата. Это так называемое пассивное рулевое управление, состоящее из двух боковых заслонок. Они располагаются в задней части устройства и скрыты под корпусом. Заслонки поворачиваются в ту же сторону, что и руль, тем самым упрощая управление техникой;
    • тормозной системы — она намного безопасней, нежели у снегохода, ведь не имеет винта. Тем не менее, прежде чем разогнать водный мотоцикл до максимальных скоростей, следует определить его тормозной путь;
    • корпуса, состоящяго из сверхпрочных современных материалов. Формы гидроцикла разрабатываются для создания простого управления. Внутри устройства расположен специальный отсек для вещей, который надежно изолирован от попадания воды;
    • дополнительного оснащения — современные модели технического средства оборудованы разными устройствами для создания комфортного передвижения и повышенной безопасности. Дополнительное устройство современного гидроцикла — это зеркала заднего вида, панель управления, навигация.

    Принцип работы гидроцикла весьма простой. Для длительного эксплуатационного периода его запрещается использовать в мелких водоемах и в реках с быстрым течением.

    Гидроцикл — полезное транспортное средство, которое широко применяется для путешествий. Но, прежде чем использовать его, рекомендуется изучить как устроен гидроцикл и где он может использоваться. Несмотря на то, что в большинстве случаев он используется при активном отдыхе, существуют и иные его назначения. Некоторые люди используют технику в бытовых целях. Простое устройство гидроцикла, схема которого приложена в инструкции, позволяет применять его в хозяйстве или при проведении водных экскурсий.

    Принцип действия

    Принцип работы современного водного мотоцикла очень похож на бытовые устройства — газонокосилку, бензопилу. Гидроциклы работают на двух- или четырехтактных двигателях. Устройство силового агрегата первого варианта гидроцикла оснащено двумя или тремя цилиндрами, второй вариант транспорта, как правило, оснащается четырьмя цилиндрами. Основное отличие от наземного транспорта — уникальная система охлаждения. Контроль температуры двигателя обеспечивается посредством подачи холодной воды непосредственно из водоема.

    Аналогичный принцип запуска работы гидроцикла. Его механизм приводит в действие кнопка зажигания, которая размещается непосредственно на руле. Как работает гидроцикл? Все просто — кнопка зажигания приводит в действие стартер, который, в свою очередь, вращает коленвал и запускает, собственно, сам силовой агрегат.

    Рулевое управление — безопасность в движении

    Современные модели технического средства имеют дополнительную систему безопасности, которая позволяет заводиться двигателю лишь при наличии установленного в замок специального ключа. Такой ключ крепится к запястью пилота или к его спасательному жилету. В случае падения ключ выдергивается и двигатель самовольно прекращает работу. Соответственно, риск столкнуться с чем-то или с кем-то сводится к минимуму.

    Гидроцикл стал популярным техническим средством на море. Его используют в развлекательных программах и при проведении водных экскурсий. Простое устройство водного мотоцикла, его эстетический внешний вид привлекает людей любого возраста и пола.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector