BioScience Blog – Научный Биологический блог

Всвязи с увеличением количества автомобильного транспорта, во всем мире достаточно остро стоит проблема борьбы с загрязнением воздуха отработавшими газами (ОГ) автомобильных двигателей, особенно сильно это проявляется в городах. Поэтому требования к токсичности ОГ автомобильных двигателей постоянно возрастают, что заставляет искать новые пути к созданию новых способов и систем позволяющих снизить токсичность и повысить экономичность работы двигателя, при сохранении мощностных показателей. Для снижения токсичности ОГ в настоящее время применяются в основном системы каталитической нейтрализации ОГ, которые ухудшают экономические и мощностные показатели работы двигателя. Поэтому наиболее перспективными и эффективными считаются способы снижения токсичности за счет непосредственного влияния на процесс сгорания. Основными в этом направление является осуществление работы двигателя на бедных смесях. Это достигается двумя способами, во-первых, создание в камере сгорания устойчивого вихревого движения топливно-воздушной смеси (ТВС), при значительной турбулентности потока, а во-вторых, применение непосредственного впрыска топлива в цилиндр двигателя. При всех достоинствах данных схем у них есть общие недостатки, это высокая стоимость и трудности в осуществлении устойчивого горения на бедных смесях. Поэтому в настоящее время в мире активно исследуются способы осуществления рабочего процесса на бедных смесях за счет активирующих добавок в ТВС. Наиболее эффективно, себя показали добавки водорода до 6% от массы топлива, которые не только значительно расширяют пределы устойчивого горения, но и интенсифицируя сам процесс сгорания, уменьшая толщину пристеночного слоя, содержание несгоревших углеводородов (СН) на переходных режимах, а также на режимах пуска и прогрева. При этом уже разработаны компактные бортовые электролизеры, позволяющие получать необходимое количество водорода прямо на борту автомобиля, тем самым значительно упрощая задачу безопасного хранения. Основными проблемами для массового применения бензиновых двигателей работающих с добавками водорода являются сложности обеспечения безопасности при работе с водородом. Еще не до конца проработана система питания (получения и подачи водорода) двигателем при работе с добавками водорода, остаются вопросы по надежности, долговечности и производительности бортовых систем получения водорода при их эксплуатации в составе автомобиля. К настоящему времени не разработана система регулирования двигателем работающем с добавками водорода, так как: во-первых, не до конца изучено влияние водорода на процесс сгорания бензинового двигателя, особенно на переходных режимах работы двигателя, не получены зависимости определяющие оптимальное по токсичность и мощности содержание водорода в топливе, ведь с добавкой водорода снижается объемная энергоемкость топлива, что может негативно сказаться на мощностных показателях работы двигателя, необходима разработка новой системы управления двигателем основанной на непосредственном контроле процесса сгорания. Необходима разработка двигателей адаптированных к добавкам водорода с более высокой степенью сжатия, чем у существующих бензиновых двигателей около 12-13, а также системы каталитической нейтрализации ОГ, при работе двигателя на бедных смесях.