Фото двигатель внутреннего сгорания: ⬇ Скачать картинки D0 b4 d0 b2 d0 b8 d0 b3 d0 b0 d1 82 d0 b5 d0 bb d1 8c d0 b2 d0 bd d1 83 d1 82 d1 80 d0 b5 d0 bd d0 bd d0 b5 d0 b3 d0 be d1 81 d0 b3 d0 be d1 80 d0 b0 d0 bd d0 b8 d1 8f, стоковые фото D0 b4 d0 b2 d0 b8 d0 b3 d0 b0 d1 82 d0 b5 d0 bb d1 8c d0 b2 d0 bd d1 83 d1 82 d1 80 d0 b5 d0 bd d0 bd d0 b5 d0 b3 d0 be d1 81 d0 b3 d0 be d1 80 d0 b0 d0 bd d0 b8 d1 8f в хорошем качестве

Изобретатель фотографии также изобрел первый двигатель внутреннего сгорания!

Французский изобретатель Жозеф Нисефор Ньепс родился сегодня, 7 марта 1765 года, в Шалон-сюр-Сон, Сона и Луара, где его отец был богатым адвокатом. У него был старший брат Клод, сестра и младший брат Бернар.

Он создал первые настоящие фотографии, но с помощью своего брата Клода он также изобрел первый двигатель внутреннего сгорания.

Ньепс получил католическое духовенство. Во время учебы в семинарии он решил принять имя Никефор в честь святого Никифора, патриарха Константинопольского в IX веке.

Учеба в семинарии научила его экспериментальным методам в науке, и, применяя их, он быстро добился успеха и в конце концов стал профессором колледжа.

Поскольку его семью подозревали в симпатиях к роялистам, Ньепс бежал во время Французской революции, но вернулся, чтобы служить во французской армии в качестве штабного офицера при Наполеоне Бонапарте в 1791 году, и несколько лет служил в Италии и на острове Сардиния, пока не заболел брюшным тифом в 1794.

Он удалился в Ниццу, где женился и женился на Агнес Ромеро, стал активным участником местной политики в качестве администратора района Ниццы. Но всего через год Ньепс ушел в отставку.

В 1801 году он поселился недалеко от своего родного города Шалон-сюр-Сон вместе со своим братом Клодом, чтобы продолжить свои научные исследования и воссоединиться с матерью, сестрой и младшим братом Бернаром.

Здесь они управляли родовым поместьем как независимые состоятельные господа-фермеры, выращивая свеклу и производя сахар.

С помощью своего семейного состояния Ньепс экспериментировал самостоятельно. В 1807 году он и Клод изобрели первый в мире двигатель внутреннего сгорания, который они назвали «пиролофор», объяснив это тем, что это слово произошло от комбинации греческих слов, означающих «огонь», «ветер» и «я произвожу». ”

Двигатель работал на контролируемых взрывах порошка ликоподия и был установлен на лодке, курсировавшей по реке Сона.

Император Наполеон Бонапарт в конце концов выдал им патент в том же году после того, как ему была показана его способность приводить в движение лодку вверх по течению реки во Франции.

Если этого было недостаточно, десять лет спустя братья первыми в мире заставили двигатель работать с системой впрыска топлива.

Жозеф Нисефор Ньепс не был закончен. В 1820-х годах он увлекся методом печати литографии, при котором изображения, нарисованные на камне, можно было воспроизвести с помощью чернил на масляной основе.

Примерно в 1825 году, в поисках других способов создания изображений, из высокого окна студии своего поместья Ле Гра в Сен-Лу-де-Варенн, Франция, Ньепс установил устройство, называемое камерой-обскурой, которое снимало и проецировало сцены, освещенные солнечным светом, и он направлял его на вид снаружи — здания и окружающую местность.

Ньепс знал, что в камере требуется очень длинная выдержка. Когда солнечный свет падал на здания с противоположных сторон, воздействие длилось как минимум восемь часов, но исследователь, который позже изучил записи Ньепса и воссоздал его процессы, обнаружил, что воздействие должно было продолжаться в течение нескольких дней.

Сцена была отлита на обработанной оловянной пластине, которая спустя много часов сохранила грубую копию зданий и крыш снаружи.

Ньепс назвал это гелиографией, что буквально означает «рисунок солнца».

Ему потребовалось более двадцати лет экспериментов с оптическими изображениями, прежде чем он добился такого успеха. Это остается первой известной постоянной фотографией реальной сцены.

Когда Ньепс добился желаемого успеха, он решил отправиться в Англию, чтобы попытаться продвинуть свое новое изобретение в Королевском обществе. К сожалению, он встретил отказ. Правило Общества гласило, что оно не будет содействовать никакому открытию с нераскрытым секретом. Ньепс не был готов поделиться своими секретами с миром, поэтому он вернулся во Францию, разочарованный тем, что не смог добиться успеха со своим новым изобретением.

В 1828 году его брат Клод умер полубезумным и нищим в Англии, растратив семейное богатство в погоне за неподходящими деловыми возможностями

Ньепсу было рекомендовано встретиться с Луи Жаком Манде Дагером, художником театральных сцен, чтобы обсудить его изобретение. В 1829 году Ньепс и Дагер стали партнерами. Вместе они разработали физавтотип, усовершенствованный процесс, в котором в качестве светочувствительного вещества использовался дистиллят лавандового масла.

Ньепс вступил в партнерство с Луи Дагером, который также искал средства для создания постоянных фотографических изображений с помощью камеры.

Ньепс внезапно скончался в 1833 году из-за инсульта в возрасте 68 лет, разорившись настолько, что даже его могила на кладбище Сен-Лу де Варен финансировалась муниципалитетом. Кладбище находится рядом с семейным домом, где он экспериментировал и сделал первое в мире фотографическое изображение.

Дагер продолжал экспериментировать, в конце концов разработав процесс, который лишь внешне напоминал процесс Ньепса, но значительно сокращал время экспозиции и создавал более четкие («дагерротип») изображения — следующее крупное достижение фотографии.

В течение многих лет Ньепс практически игнорировался, и его вклад не получал должного внимания. Более поздние историки вернули Ньепса из относительной безвестности, и теперь общепризнано, что его «гелиография» была первым успешным примером того, что мы теперь называем «фотографией». выставлены как исторические раритеты. «Вид из окна» в Ле Гра в последний раз публично демонстрировался в 1905 году, после чего был предан забвению почти на пятьдесят лет.

Не будет преувеличением сказать, что достижения Ньепса заложили основу для развития фотографии.

В то время как многие изобретательные люди экспериментировали с фотографией, разгадка тайны фиксации изображения с камеры ускользала от них до успеха Жозефа Нисефора Ньепса.

В честь Ньепса была учреждена Премия Ньепса, которая ежегодно с 1955 года присуждается профессиональному фотографу, который жил и работал во Франции более 3 лет.

В 2003 году журнал Life включил «Вид из окна в Ле Гра» среди 100 фотографий, изменивших мир.

#OTD #Фотография #История #Лидеры #Изобретатели #Инновации

Сдержит ли GM свое обещание отказаться от двигателей внутреннего сгорания?

Если вы пропустили, в прошлом месяце General Motors попала в заголовки газет по всему миру, когда объявила, что в конечном итоге собирается отказаться от двигателя внутреннего сгорания. «Дженерал Моторс откажется от бензиновых и дизельных автомобилей малой грузоподъемности и внедорожников к 2035 году», — говорится в сообщении 9.0067 Вашингтон Пост . «Дженерал моторс постепенно отказывается от бензиновых и дизельных автомобилей к 2035 году», — повторяет The Wall Street Journal . Затем автопроизводитель поддержал свое объявление дерзкой рекламой Суперкубка с комиком Уиллом Ферреллом в главной роли, которая обещала: «Мы идем, Норвегия», ссылаясь на страну с самой высокой долей рынка электромобилей.

Это огромно, правда? Компания, когда-то крупнейший в мире автопроизводитель и прочно связанная с пожирающими бензин пикапами и внедорожниками, такими как Chevrolet Suburban, предположительно прощается с двигателями внутреннего сгорания к четкой дате, которая находится в пределах ориентировочных сроков, установленных тремя штатами США и европейскими странами. такие как Великобритания, Швеция, Франция и Испания, и — это большой — Китай, который имеет самый большой автомобильный рынок в мире.

Но перед тем, как мы выпьем органическое шампанское, давайте немного отмотаем назад. Что на самом деле сказала GM, которая, в конце концов, присоединилась к администрации Трампа, отменив правила экономии топлива эпохи Обамы? В нем говорится, что у компании есть «стремление [курсив мой] устранить выбросы выхлопных газов от новых автомобилей малой грузоподъемности к 2035 году». Это не твердое обязательство, не так ли? Некоторые защитники окружающей среды и любители электромобилей настроены скептически. «GM на самом деле не заявляет, что прекратит производство пожирателей бензина к 2035 году», — сказал Дэн Беккер, директор кампании «Безопасный климатический транспорт» в Центре биологического разнообразия. «Это цель».

Надо отдать должное, компания открыто заявляет об амбициозном характере своего заявления. «Главное заключается в том, что мы взяли на себя твердое обязательство добиться углеродной нейтральности к 2040 году», — сказала Джессика Джеймс, помощник менеджера по коммуникациям в области устойчивого развития в GM, Sierra . «Это происходит. Но для того, чтобы уложиться в срок в 2035 году, необходимо кое-что сделать — это находится вне нашего прямого контроля».

Джеймс сказал, что GM хочет увидеть расширение налоговой льготы на электромобили для электромобилей, увеличение государственных инвестиций в инфраструктуру электромобилей и выделение федеральных денег на исследования аккумуляторов следующего поколения. «Эти вещи вместе могут привести нас к большому переломному моменту, когда клиенты массово выберут электромобили», — сказала она. «Думайте об этом как о сложной цели. Мы думаем, что сможем добиться этого, но для этого потребуются огромные усилия».

Или, другими словами, способность GM достигать своих целей зависит от другой политики и совпадения звезд рынка. «Никто их к этому не принуждает, — сказал Майк Рэмси, вице-президент и аналитик консалтинговой компании Gartner. «Я думаю, что GM серьезен в том смысле, что это амбициозная цель. Если рынок не будет двигаться в этом направлении достаточно быстро, они не перестанут производить двигатели и бензобаки только потому, что обещали. Потребители должны переключаться в больших количествах».

У коллекционера автомобилей Джея Лено, хозяина Jay Leno’s Garage, , было похожее мнение. «Замечательно, что GM сделала это заявление — теперь они должны выполнить его», — сказал Лено Sierra. Лено — известный любитель исторических лошадиных сил, но он также является энтузиастом экологически чистых автомобилей, проехав 90 000 миль на своем Chevrolet Volt, который, по его словам, ему приходилось заправлять бензином только один раз в год. Лено считает, что в будущем сегодняшние коллекционные «Мустанги», «Феррари» и «Корветы» могут быть отнесены к редкому использованию для отдыха или трека, в то время как электромобили правят дорогами. «Технологии развиваются с бешеной скоростью, — сказал Лено. «Дайте инженерам задачу, и они смогут ее выполнить. Если бы вы сказали в 1965, что GM сможет построить Corvette 2021 года мощностью 500 лошадиных сил, который расходует почти 30 миль на галлон на шоссе, люди бы рассмеялись».

Хотя Лено, вероятно, прав в том, что в долгосрочной перспективе сегодняшние пожиратели бензина в конечном итоге станут предметами коллекционирования и диковинками, факт остается фактом: американские водители еще не сделали серьезных изменений. В 2019 году американцы купили 330 000 аккумуляторных электромобилей и гибридных автомобилей с подзарядкой от сети, что составляет менее 2% проданных новых легковых и грузовых автомобилей. По оценкам BloombergNEF, в 2030 году электромобили составят 28 % мировых пассажирских продаж, а к 2040 году по-прежнему будут составлять только 58%. Если эти цифры верны, цель GM может превзойти рынок. Это делает амбициозную цель GM похожей на умный маркетинг.

У защитников окружающей среды есть причины опасаться GM, учитывая ее более ранние шаги, в том числе отказ — через несколько недель после прошлогодних выборов — иск эпохи Трампа против уникальной способности Калифорнии устанавливать свои собственные жесткие стандарты экономии топлива и выбросов. «Как мы можем доверять обещаниям GM и других автопроизводителей, когда они отказались от своего обязательства соблюдать стандарты, о которых они договорились с Обамой?» — спрашивает Беккер.

Некоторые защитники зеленых автомобилей, тем не менее, приветствовали разворот, хотя это может быть и условно. Говорит исполнительный директор Plug In America Джоэл Левин: «Мы приветствуем обязательство General Motors перейти на электромобили и постепенно отказаться от своих бензиновых и дизельных двигателей к 2035 году. насколько это возможно. Мы не хотели бы, чтобы долгосрочная приверженность электромобилям отвлекала от усилий по выводу на рынок более чистых автомобилей уже сейчас».

Электромобили должны «расшириться» с точки зрения массовой привлекательности, но первые последователи, как правило, очень экологичны. Недавний опрос Plug In America показал, что 60% респондентов, владеющих электромобилями, называют окружающую среду и качество воздуха «наиболее важной» причиной покупки автомобиля, а 96% заявили, что их следующая покупка тоже будет электрической.

Хотя заявление GM имеет большое значение, учитывая размер компании, некоторые автопроизводители сделали более амбициозные заявления, у которых меньше пространства для маневра, чем у GM. Например, Volvo заявляет, что к 2025 году 50 % ее продаж будут полностью электрическими. И, как ни странно, их примеру последовал почтенный производитель роскошных автомобилей Bentley со своей стратегией «За пределами 100». «К 2030 году мы полностью перейдем на предложение с электрическим приводом», — сказал Бентли.

Дело в том, что почти каждый автопроизводитель удваивает ставку на электромобили и планирует свое будущее доминирование. Наступление эры электромобилей на самом деле не вопрос вместо , а вместо . «Объявление GM о переходе на полностью электрические автомобили к 2035 году сигнализирует о том, в каком направлении они движутся, но сроки довольно неопределенны», — сказала Джессика Колдуэлл, исполнительный директор по отраслевым исследованиям в автомобильной прогнозной фирме Edmunds. «И, конечно, 14 лет — это большой срок. Сроки GM могут быть ускорены или расширены. Но детройтская компания посылает сигнал о том, что они намерены выйти на этот рынок. И хотя они являются частью старой гвардии, они настаивают на том, чтобы идти в ногу со временем».

ПРИМИТЕ ДЕЙСТВИЯ

Автомобили без загрязнения окружающей среды к 2035 году!

Скажите президенту Байдену, что борьба с транспортным загрязнением должна стоять на первом месте в списке приоритетов страны.

Нет сомнений, что времена меняются, и старая гвардия находится под давлением нового авангарда. Такие компании, как Tesla, представляют новые модели электромобилей, которые могут убедить нас забыть о маслкарах вчерашнего дня. Tesla Model S Plaid edition разгоняется до 60 миль в час менее чем за две секунды и может развивать скорость до 200 миль в час. И давайте не будем забывать Rimac, хорватскую компанию по производству гиперкаров, чей электрический CTwo, как сообщается, еще быстрее. Для Rimac мастерство электромобилей привело к заключению выгодных контрактов с поставщиками с Jaguar, Hyundai и другими.

Разработка нового автомобиля рассчитана на четыре или пять лет, а это означает, что автопроизводителям приходится планировать будущее, которого еще не существует. Понятно, что GM, изучив рыночные сигналы и политические тенденции, составляет дорожную карту для полностью электрического будущего. И в то же время также ясно, что GM дает себе достаточно места, чтобы вернуться к статус-кво. Все это побуждает защитников окружающей среды и сторонников электромобилей внимательно следить за GM и другими устаревшими автопроизводителями, следя за тем, чтобы они выполняли свои большие обещания.0003

фотографий двигателей внутреннего сгорания на Flickr | Фликр

Устарело?

Макро Веселье

113

На фоне озеленения, скоро ли они устареют? Принятие желаемого за действительное, но маловероятно, поскольку сжигание ископаемого топлива в двигателях внутреннего сгорания, вероятно, будет продолжаться десятилетиями. Но со временем они будут существовать только в музеях. «Постоянные перемены никуда не денутся!»

Для макропонедельников: транспорт

Площадь фотографии составляет примерно 14 мм (0,55 дюйма)

Две свечи зажигания

по arbyreed

27

мотор «скоппио»?

Антонио Якобелли

113

..paglietta di ferro, polvere pirica, flash, luci LED

Феррари 12 цилиндров

от гилфото

27

Мои «старые добрые времена», когда охрана не была слишком жесткой, и респектабельный молодой 20-летний парень мог незаметно разместиться в гараже без документов; секрет не быть «громким».

Затерянный в городе # 2

Расс Эллисон Лоар

6

Примерно через час езды в час пик я иногда теряю представление о лабиринте.

Савица 285

Зоран Миркович

8

Zagreb, Muzej Grada Zagreba

Izložba: Vrijeme Giganata

TMZ — TVORNICA Motora Zagreb — Laki Benzinski Motor

WWW. HLERSHREMA -IIZ. …

Соленая вода против двигателя внутреннего сгорания

Януш Лещинский

15

Старый блок двигателя на берегу недалеко от Клонакилти, Ирландия. Не очень типичный снимок, но мне понравились цвета и формы. Я до сих пор под «Ирландским заклинанием» — Красивое место и фантастические люди.

Еще одно изображение к набору «Fly on the wall»

Посмотреть, где было сделано это фото — Клонакилти, Ирландия [?]

Пожалуйста — View On Black

#2

0 Исследовать 8 May 3

2

Кёльн — Пиусштрассе

от abudulla.saheem

4

Могила Николая Августа Отто создателя двигателя внутреннего сгорания

en.wikipedia.org/wiki/Nicolaus_Otto

de.wikipedia.org/wiki/Николаус_Отто

Jaguar XJ-C 6 купе 4.2 CI 1975-1978

от Transaxle (псевдоним Toprope)

12

Jaguar Coupe XJ Series 2, 1975–1978

Рядный шестицилиндровый двигатель объемом 4,2 литра (6 цилиндров, 171 л. с.)

Все купе Jaguar XJ поставлялись с виниловой крышей в стандартной комплектации.

en.wikipedia.org/wiki/Jaguar_XJ#XJ_Coup.C3.A9

Classic Remise I Meilenwerk I Berlin

Стоянка для грузовиков

Расс Эллисон Лоар

9

Затерянный в городе_01

Расс Эллисон Лоар

3

Пригородный ад в центре Лос-Анджелеса.

Jaguar XJ 6 купе 4.2 C | 1975-1978 гг.

от Transaxle (псевдоним Toprope)

6

Ягуар купе XJ серии 2, 1975-1919 гг.78

Рядный шестицилиндровый двигатель объемом 4,2 литра (6 цилиндров, 171 л.с.)

Все купе Jaguar XJ поставлялись с виниловой крышей в стандартной комплектации.

en.wikipedia.org/wiki/Jaguar_XJ#XJ_Coup.C3.A9

Classic Remise I Meilenwerk I Berlin

Jaguar XJ-C 6 купе 4. 2 CI 1975-1978

от Transaxle (псевдоним Toprope)

5

Jaguar Coupe XJ Series 2, 1975–1978

Рядный шестицилиндровый двигатель объемом 4,2 л (6 цилиндров, 171 л.с.)

Все купе Jaguar XJ в стандартной комплектации поставлялись с виниловой крышей.

en.wikipedia.org/wiki/Jaguar_XJ#XJ_Coup.C3.A9

Classic Remise I Meilenwerk I Berlin

Реклама из журнала «Локомотив», март 1929 г.

Майкиашворт

3

Четыре известных имени в мире локомотивостроения здесь и в то время, когда в Великобритании было значительное количество таких компаний.

Гидравлический насос Parrott

Фото Falcon®

4

Гидравлический насос, изготовленный Джеймсом Пэрроттом, Солфорд, ок. 1876 г. До 1987 года использовался для питания гидравлических прессов, производивших бумажные рулоны для производства обоев.

Свеча зажигания_Earlsdon_Coventry_Jun15

Ян

7

Свеча зажигания

© Image & Design Ян Хэлси MMXV

1886 Горизонтальный одноцилиндровый двигатель Crossley

Фото Falcon®

4

одноцилиндровый четырехтактный газовый двигатель производства Crossley Brothers Ltd, Манчестер, ок. 1886 г. Используется на литейном заводе в Эдинбурге. Это был первый тип двигателя внутреннего сгорания, работающий по четырехтактному принципу Отто, запатентованному в 1876 году, и, таким образом, он является прямым предком современных поршневых двигателей внутреннего сгорания.

collection.sciencemuseum.org.uk/objects/co8404728/crossle…

Daimler XJ-C 12 Coupé Double Six I 1975-1978

от Transaxle (псевдоним Toprope)

4

Classic Remise I Meilenwerk I Берлин

Двигатель горячего воздуха Л. Гарднера

Фото Falcon®

4

Тепловой двигатель Robinson производства L. Gardner & Sons Ltd, Манчестер, ок. 19 г.00.

collection.sciencemuseum.org.uk/objects/co8406054/l-gardn…

Daimler XJ-C 12 Coupé Double Six I 1975-1978

от Transaxle (псевдоним Toprope)

4

Classic Remise I Meilenwerk I Берлин

2017-11-08_02-04-32 нам нужна задница

Светлана Стеклова

4

www. hrw.org/reports/2001/prison/voices.html

В амбаре накрыт свадебный стол. К соломенной стене с граблями прикреплены два снопа, они подняты в знак благословения и используются здесь именно с таким символизмом. Как предполагают, предпочтительное время для свадеб было после сбора урожая. Бумажная корона крепится к драпировке, висящей на стене позади невесты, которая, как требует традиция, находится одна, с небольшим венком на распущенных волосах, с опущенными глазами и сложенными руками; ей не разрешают ни говорить, ни есть, и она сидит в середине стола.

Клаус Демус. Крестьянская свадьба // Картины Питера Брейгеля Старшего в Художественно-историческом музее, Вена

истребители смога

Расс Эллисон Лоар

5

Rolls-Royce вступает в электрическую революцию с Spectre

по автомобильным ритмам

1

Компания Rolls-Royce Motor Cars недавно сделала решительное заявление о замене двигателей внутреннего сгорания, включая их почтенный V12, к 2030 году в обмен на полностью электрические силовые агрегаты. С этим генеральным директором Торстен Мюллер-Отвос только что представил мировому автомобильному миру Spectre, первый полностью электрический автомобиль Rolls-Royce, который соответствует требованиям 19 апреля.00 пророчество основателя Чарльза Роллса, который предвидел более чистое, более эффективное и электрифицированное будущее для автомобилей.

Полная история = www.automotiverhythms.com/rolls-royce-enters-electric-rev…

Захваченный российский самолет (LOC)

Библиотекой Конгресса

13

Bain News Service, издатель.

Захваченный российский самолет

[прибл. 1914 и ок. 1915]

1 негатив: стекло; 5 х 7 дюймов или меньше.

Примечания:

Название по данным, предоставленным Bain News Service на негативе.

На фотографии показаны части российского самолета, захваченного немецкими войсками во время Первой мировой войны. (Источник: проект Flickr Commons, 2011 г.)

Входит в состав: Коллекция Джорджа Грэнтэма Бейна (Библиотека Конгресса).

Темы:

Мировая война 1914-1918 гг.

Формат: Стеклянные негативы.

Информация о правах: Нет известных ограничений на публикацию.

Репозиторий: Library of Congress, Prints and Photographs Division, Washington, D.C. 20540 USA, hdl.loc.gov/loc.pnp/pp.print

Общая информация о коллекции Bain доступна по адресу hdl .loc.gov/loc.pnp/pp.ggbain

Доступно изображение с более высоким разрешением (постоянный URL): hdl. loc.gov/loc.pnp/ggbain.17786

Номер телефона: LC-B2-3293-5

Jaguar XJ-C 6 4.2 купе я 1975-1978

от Transaxle (псевдоним Toprope)

6

Jaguar Coupe XJ Series 2, 1975–1978

Рядный шестицилиндровый двигатель объемом 4,2 литра (6 цилиндров, 171 л.с.)

Все купе Jaguar XJ поставлялись с виниловой крышей в стандартной комплектации.

en.wikipedia.org/wiki/Jaguar_XJ#XJ_Coup.C3.A9

Classic Remise I Meilenwerk I Berlin

Rolls-Royce вступает в электрическую революцию с Spectre

по автомобильным ритмам

1

Компания Rolls-Royce Motor Cars недавно сделала решительное заявление о замене двигателей внутреннего сгорания, включая их почтенный V12, к 2030 году в обмен на полностью электрические силовые агрегаты. С этим генеральным директором Торстен Мюллер-Отвос только что представил мировому автомобильному миру Spectre, первый полностью электрический автомобиль Rolls-Royce, который соответствует требованиям 19 апреля. 00 пророчество основателя Чарльза Роллса, который предвидел более чистое, более эффективное и электрифицированное будущее для автомобилей.

Полная история = www.automotiverhythms.com/rolls-royce-enters-electric-rev…

Ягуар XJ6 SII (1978)

от Transaxle (псевдоним Toprope)

5

Jaguar XJ Series 2

XJ6: R6-цилиндровый, 4,2 л, 170 л.с. при 4750 об/мин

XJ12: V12-цилиндровый, 5,3 л, 268 л.с.

en.wikipedia.org/wiki/Jaguar_XJ6#Series_2_.281973.E2.80.9…

Rolls-Royce вступает в электрическую революцию с Spectre

по автомобильным ритмам

1

Компания Rolls-Royce Motor Cars недавно сделала решительное заявление о замене двигателей внутреннего сгорания, включая их почтенный V12, к 2030 году в обмен на полностью электрические силовые агрегаты. С этим генеральным директором Торстен Мюллер-Отвос только что представил мировому автомобильному миру Spectre, первый полностью электрический автомобиль Rolls-Royce, который соответствует требованиям 19 апреля. 00 пророчество основателя Чарльза Роллса, который предвидел более чистое, более эффективное и электрифицированное будущее для автомобилей.

Полная история = www.automotiverhythms.com/rolls-royce-enters-electric-rev…

Ягуар МК2 3.4

от Transaxle (псевдоним Toprope)

6

@ Classic Remise (Ex — Meilenwerk) Берлин, 6 марта 2013 г.

150 000 миль

по arbyreed

4

Талисманы капота Jaguar

от Transaxle (псевдоним Toprope)

4

Jaguar Coupe XJ Series 2, 1975–1978

Рядный шестицилиндровый двигатель объемом 4,2 литра (6 цилиндров, 171 л.с.)

Все купе Jaguar XJ поставлялись с виниловой крышей в стандартной комплектации.

en.wikipedia.org/wiki/Jaguar_XJ#XJ_Coup.C3.A9

Jaguar XJ8 X308 против XJ6 S2

от Transaxle (псевдоним Toprope)

4

Jaguar XJ-C 6 4.2 купе я 1975-1978

от Transaxle (псевдоним Toprope)

4

Jaguar Coupe XJ Series 2, 1975–1978

Рядный шестицилиндровый двигатель объемом 4,2 литра (6 цилиндров, 171 л. с.)

Все купе Jaguar XJ поставлялись с виниловой крышей в стандартной комплектации.

en.wikipedia.org/wiki/Jaguar_XJ#XJ_Coup.C3.A9

Jaguar XJ6 4.2 купе — серия II

от Transaxle (псевдоним Toprope)

4

Jaguar Coupe XJ Series 2, 1975–1978

Рядный шестицилиндровый двигатель объемом 4,2 литра (6 цилиндров, 171 л.с.)

Все купе Jaguar XJ поставлялись с виниловой крышей в стандартной комплектации.

en.wikipedia.org/wiki/Jaguar_XJ#XJ_Coup.C3.A9

Раш в центре города

Расс Эллисон Лоар

3

Daimler XJ-C 12 Coupé Double Six I 1975-1978

от Transaxle (псевдоним Toprope)

1

Classic Remise I Meilenwerk I Берлин

Jaguar XJ6 4.2-C Drophead купе

от Transaxle (псевдоним Toprope)

2

Примерно 30 автомобилей были переоборудованы компаниями Avon-Stevens, Lynx и некоторыми мастерскими во Франции, Германии и США.

(C) www.xjconvertible.com/

Jaguar Coupe XJ Series 2, 1975–1978 гг.

Рядный шестицилиндровый двигатель объемом 4,2 л (6 цилиндров, 171 л.с.)

en.wikipedia.org/wiki/Jaguar_XJ#XJ_Coup.C3.A9

Ягуар XJ6 4.2 C

от Transaxle (псевдоним Toprope)

2

Jaguar Coupe XJ Series 2, 1975–1978

Рядный шестицилиндровый двигатель объемом 4,2 литра (6 цилиндров, 171 л.с.)

Все купе Jaguar XJ поставлялись с виниловой крышей в стандартной комплектации.

en.wikipedia.org/wiki/Jaguar_XJ#XJ_Coup.C3.A9

Ягуар XJ6 4.2 C

от Transaxle (псевдоним Toprope)

1

Jaguar Coupe XJ Series 2, 1975–1978

Рядный шестицилиндровый двигатель объемом 4,2 литра (6 цилиндров, 171 л.с.)

Все купе Jaguar XJ поставлялись с виниловой крышей в стандартной комплектации.

en.wikipedia.org/wiki/Jaguar_XJ#XJ_Coup.C3.A9

Маленькая симпатичная зеленая машинка

от Kombizz

2

Электромобиль — это автомобиль, в котором для приведения в движение используется электродвигатель вместо более распространенных методов приведения в движение, таких как двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

Электромобили обычно питаются от бортовых аккумуляторных батарей и, как таковые, являются аккумуляторными электромобилями (BEV). Хотя электромобили часто дают хорошее ускорение и в целом имеют приемлемую максимальную скорость, меньшая энергоемкость аккумуляторов по сравнению с аккумуляторами на ископаемом топливе означает, что электромобили имеют относительно небольшой запас хода между зарядками, а перезарядка может занять значительное время. Тем не менее, для повседневного использования, а не для длительных поездок, электромобили являются очень практичным видом транспорта, и их можно недорого перезарядить за ночь. Другие методы накопления энергии на борту, которые могут обеспечить большую дальность полета или более быструю перезарядку, являются областями исследований.

Электромобили могут значительно снизить загрязнение города за счет отсутствия выбросов выхлопных газов. Экономия выбросов парниковых газов автомобилями зависит от того, как вырабатывается электроэнергия. При энергетическом балансе США использование электромобиля приведет к сокращению выбросов углекислого газа на 30%. Учитывая текущую структуру энергопотребления в других странах, было предсказано, что такие выбросы сократятся на 40% в Великобритании, на 19% в Китае и всего на 1% в Германии.

en.wikipedia.org/wiki/Electric_car

Ягуар XJ6 4.2 C

от Transaxle (псевдоним Toprope)

2

Jaguar Coupe XJ Series 2, 1975–1978

Рядный шестицилиндровый двигатель объемом 4,2 литра (6 цилиндров, 171 л.с.)

Все купе Jaguar XJ поставлялись с виниловой крышей в стандартной комплектации.

en.wikipedia.org/wiki/Jaguar_XJ#XJ_Coup. C3.A9

Jaguar XJ6 4.2-C Drophead купе

от Transaxle (псевдоним Toprope)

1

Примерно 30 автомобилей были переоборудованы компаниями Avon-Stevens, Lynx и некоторыми мастерскими во Франции, Германии и США.

(C) www.xjconvertible.com/

Jaguar Coupe XJ Series 2, 1975–1978 гг. вики/Ягуар_XJ#XJ_Coup.C3.A9

Daimler XJ-C 12 Coupé Double Six I 1975-1978

от Transaxle (псевдоним Toprope)

Classic Remise I Meilenwerk I Берлин

Живой музей Черной страны — Bradburn & Wedge Ltd — Двигатель внутреннего сгорания

Эллиот Браун

Это Живой музей Черной страны в Дадли, Уэст-Мидлендс.

Музей был основан в 1975 году, а первые здания переехали сюда в 1976 году. С тех пор был застроен участок площадью 26 акров с уникальными условиями жизни и работы в Черной стране с середины 19 века.века до начала 20 века.

Это недалеко от Типтон-роуд в Дадли.

Это компания Bradburn & Wedge Ltd. В автосалоне находится коллекция старинных автомобилей.

Это здание было построено, чтобы продемонстрировать великолепную музейную коллекцию автомобилей, произведенных в Черной стране. Внутри посетители могут увидеть автомобили, мотоциклы и коммерческие автомобили, включая такие бренды, как Bean, Clyno, Westfield, Sunbeam, Diamond, Guy и AJS.

Внешний вид здания 1950-х годов основан на автосалонах местной компании Bradburn and Wedge. Компания была основана в 1918 году, когда Уильям Ховард Брэдберн, сын фермера из Веднесфилда, присоединился к Гарри Веджу. Ведж ушел из бизнеса примерно через 4 года, но Брэдберн продолжил работу под тем же именем. Его фирма стала одной из самых известных компаний по продаже автомобилей в Мидлендсе.

А Двигатель внутреннего сгорания

Ягуар Марк 2 (1968)

от Transaxle (псевдоним Toprope)

выпуска с 1959 по 1967 год, 30141 шт.

220 л.с., 6-цилиндровый рядный, тормозные диски на всех колесах

en.wikipedia.org/wiki/Jaguar_Mark_2

Машиностроение

Пол Дженкинс

4

Jaguar XJ6 4.2-C Drophead купе

от Transaxle (псевдоним Toprope)

1

Примерно 30 автомобилей были переоборудованы компаниями Avon-Stevens, Lynx и некоторыми мастерскими во Франции, Германии и США.

(C) www.xjconvertible.com/

Jaguar Coupe XJ Series 2, 1975–1978 гг. вики/Ягуар_XJ#XJ_Coup.C3.A9

Заднее стекло

от Stoneybutter

16

Проблеск будущего на самой северной оконечности Дила, Кент — начало конца двигателя внутреннего сгорания…

Jaguar XJ6 4.2 купе — серия II

от Transaxle (псевдоним Toprope)

2

Jaguar Coupe XJ Series 2, 1975–1978

Рядный шестицилиндровый двигатель объемом 4,2 литра (6 цилиндров, 171 л.с.)

Все купе Jaguar XJ поставлялись с виниловой крышей в стандартной комплектации.

en.wikipedia.org/wiki/Jaguar_XJ#XJ_Coup.C3.A9

Jaguar XJ6 4.2 купе — серия II

от Transaxle (псевдоним Toprope)

2

Jaguar Coupe XJ Series 2, 1975–1978

Рядный шестицилиндровый двигатель объемом 4,2 литра (6 цилиндров, 171 л.с.)

Все купе Jaguar XJ поставлялись с виниловой крышей в стандартной комплектации.

en.wikipedia.org/wiki/Jaguar_XJ#XJ_Coup.C3.A9

Потенциальное применение фототермического объемного воспламенения углеродных нанотрубок в двигателях внутреннего сгорания

• Группа авторов Войти

Что такое открытый доступ?

Открытый доступ — это инициатива, направленная на то, чтобы сделать научные исследования бесплатными для всех. На сегодняшний день наше сообщество сделало более 100 миллионов загрузок. Он основан на принципах сотрудничества, беспрепятственного открытия и, самое главное, научного прогресса. Будучи аспирантами, нам было трудно получить доступ к нужным нам исследованиям, поэтому мы решили создать новое издательство с открытым доступом, которое уравняет правила игры для ученых со всего мира. Как? Упрощая доступ к исследованиям и ставя академические потребности исследователей выше деловых интересов издателей.

Наши авторы и редакторы

Мы являемся сообществом из более чем 103 000 авторов и редакторов из 3 291 учреждения в 160 странах мира, включая лауреатов Нобелевской премии и некоторых самых цитируемых исследователей мира. Публикация на IntechOpen позволяет авторам получать цитирование и находить новых соавторов, а это означает, что больше людей увидят вашу работу не только из вашей собственной области исследования, но и из других смежных областей.

Оповещения о содержимом

Краткое введение в этот раздел, описывающий открытый доступ, особенно с точки зрения IntechOpen

Как это работаетУправление предпочтениями

Контакты

Хотите связаться? Свяжитесь с нашим головным офисом в Лондоне или командой по работе со СМИ здесь:

Карьера

Наша команда постоянно растет, поэтому мы всегда ищем умных людей, которые хотят помочь нам изменить мир научных публикаций.

Рецензируемая глава в открытом доступе

Автор:

Антонио Паоло Карлуччи, Брюс Чехруди, Антонио Фикарелла,
Доменико Лафорджа и Лучано Страфелла

Представлено: 24 апреля 2017 г. Обзор: 8 сентября 2017 года.

Сведения о книге Заказ в печати

Обзор показателей главы

1007 загрузок глав

Просмотреть полные показатели

СКАЧАТЬ БЕСПЛАТНО

Рекламное объявление

Abstract

В двигателях внутреннего сгорания для запуска процесса сгорания требуется источник воспламенения. Это обычно достигается либо за счет генерации электрической искры, либо за счет физического акта воспламенения от сжатия. Чтобы улучшить производительность и снизить уровень загрязняющих веществ, исследователи предложили альтернативы традиционным процессам воспламенения или сгорания, такие как сгорание с воспламенением от сжатия с однородным зарядом (HCCI), критическим эксплуатационным требованием которого является точный контроль момента самовоспламенения в течение рабочего цикла двигателя. . В этой работе предлагается инновационный подход к объемно-распределенному воспламенению для управления началом процесса самовоспламенения за счет использования преимуществ оптических свойств воспламенения углеродных нанотрубок при воздействии источника света с низким потреблением. Показано, что этот способ зажигания усиливает горение метана, водорода, СУГ и бензина (впрыскиваемого в камеру в жидкой фазе). Результаты для этого нового метода воспламенения показывают, что градиент давления и эффективность сгорания увеличиваются, а продолжительность горения и время задержки воспламенения уменьшаются. Непосредственное наблюдение за процессом сгорания показывает, что эти преимущества связаны с пространственно-распределенным воспламенением, за которым следует более быстрое начальное потребление воздушно-топливной смеси. Таким образом, использование этой системы зажигания предлагается в качестве многообещающей технологии управления сгоранием в двигателях внутреннего сгорания, особенно в двигателях HCCI.

Keywords

• carbon nanotubes
• combustion control
• internal combustion engines
• metal nanoparticles
• photo-thermal ignition
• HCCI
• autoignition
• photo-ignition

1. Introduction

The system for triggering а управление процессом зажигания является основой надежного и эффективного процесса сгорания в двигателях внутреннего сгорания (ДВС).

Электрическая искра, используемая в бензиновых двигателях, создает относительно медленный фронт пламени, который затем распространяется, сжигая воздушно-топливную смесь. Эта система зажигания по своей природе является одноточечной системой зажигания и характеризуется относительно высоким потреблением энергии. В литературе продемонстрированы преимущества наличия нескольких ядер воспламенения и возможности варьирования их положения для эффективности преобразования топлива и снижения уровня загрязняющих веществ при различных условиях эксплуатации. Однако практическое применение было ограничено несколькими точками, то есть максимум двумя свечами зажигания на цилиндр в автомобильных двигателях.

С другой стороны, в дизельных двигателях воспламенение достигается за счет процесса сжатия, реализуемого движением поршня во время такта сжатия. Процесс воспламенения от сжатия, будучи чувствительным к условиям эксплуатации, таким как температура и давление окружающей среды, влияет на последующее развитие горения, характеризующееся двумя различными фазами горения. Первая фаза представляет собой быстрое сгорание впрыскиваемого жидкого топлива, которое было предварительно распылено, испарено и смешано с воздухом в течение периода задержки воспламенения, называемая фазой предварительного смешения, за которой следует вторая фаза, характеризующаяся гораздо более медленным горением смеси. Скорость называется управляемым смешением или диффузионным горением.

В литературе широко документированы возможности третьего режима сгорания, называемого воспламенением от сжатия с однородным зарядом (HCCI), при одновременном снижении расхода топлива и выбросов загрязняющих веществ. HCCI — это альтернативный режим сгорания для ДВС, при котором предварительно смешанная гомогенная смесь топлива и окислителя (само) воспламеняется, в идеале все одновременно. Таким образом, в процесс сгорания мгновенно вовлекается вся смесь, находящаяся внутри цилиндра, что приводит к значительному снижению расхода топлива [1]. Процесс воспламенения (или самовоспламенения) в двигателях HCCI имеет несколько точек воспламенения, распределенных по камере сгорания. Это, в сочетании со сгоранием обедненной предварительно смешанной топливно-воздушной смеси, снижает температуру отработавших газов, что предотвращает образование оксидов азота (NO _х ). Кроме того, при сгорании предварительно смешанных обедненных смесей практически не образуется сажа. Однако простой с концептуальной точки зрения режим горения HCCI сложно реализуем. Было продемонстрировано, что в бензиновых двигателях отработанная тепловая энергия, содержащаяся в выхлопных газах и охлаждающей жидкости, горячих остатках и внутренней рециркуляции выхлопных газов (EGR), является эффективным способом нагрева всасываемого воздуха и, следовательно, инициирования самовоспламенения смеси. Таким образом и в режиме сжигания HCCI можно добиться снижения расхода топлива до 50%, снижения выбросов NO 9 на два порядка.0868 x , сопоставимые уровни окиси углерода (CO) и приемлемое увеличение содержания углеводородов (HC), которые можно устранить с помощью уже отработанной технологии, такой как трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, по сравнению с обычными бензиновыми двигателями с искровым зажиганием [ 2].

В дизельных двигателях, с другой стороны, критической проблемой является приготовление однородной смеси. С этой точки зрения, впрыск через порт, а также количество и время впрыска, а также форма распыления и камеры сгорания могут помочь получить более однородную топливно-воздушную смесь в камере сгорания. Самыми большими преимуществами были сокращения NO _х и копоти. Однако снижение расхода топлива и увеличение выбросов CO и HC было незначительным или отсутствовало вообще [2].

Наконец, в двигателях, работающих на природном газе, режим сгорания HCCI может быть достигнут путем увеличения температуры впуска, давления наддува и степени сжатия или изменения состава топлива (например, путем добавления н-бутана).

Для реализации описанных выше методов потребовались существенные модификации воздушных, выхлопных и топливных каналов, а также конструкции и компоновки двигателя. Наиболее важным требованием для правильной работы двигателей HCCI оказался точный контроль процесса самовоспламенения, а именно контроль времени, в течение которого происходит самовоспламенение газовоздушной топливно-воздушной смеси внутри камеры сгорания. [2, 3]. Используя различные комплексные системы управления, основанные на параметрах, влияющих на начало процесса самовоспламенения, можно эффективно эксплуатировать двигатель HCCI. Однако эти системы управления все еще чрезвычайно сложны, дороги и обременительны [2, 4]. Это связано с тем, что начало самовоспламенения предварительно смешанных топливно-воздушных смесей очень чувствительно к рабочим и конструктивным параметрам двигателя. К сожалению, процессы воспламенения, инициируемые обычными источниками внешней энергии, чувствительны к окружающим условиям окружающей среды и, как правило, не подходят для двигателей HCCI.

Таким образом, Чехруди [3] предложил инновационный подход, активируемый светом, для получения объемно-распределенного воспламенения. Этот подход, в котором используются свойства оптического воспламенения углеродных нанотрубок (УНТ), основан на наблюдении, что углеродные нанотрубки, связанные с другими наноэнергетическими материалами (нЭМ), то есть металлическими нанопорошками, воспламеняются коллективно и сгорают при воздействии низких -потребление кратковременных источников света. Следовательно, они могут действовать как ядра самовоспламенения при смешивании с гомогенной смесью топлива и окислителя и воздействии импульсного источника света, такого как обычная фотовспышка. Это явление обычно называют «фототермическим воспламенением» (ФТИ).

УНТ представляет собой полую наноструктуру наподобие полой клетки, по существу состоящую из графитовой плоскости, свернутой в тонкую трубку, оба конца которой могут быть закрыты купольной структурой фуллеренового типа. Первоначально существование УНТ было обнаружено Иидзимой [5]. С момента своего открытия УНТ были предметом интенсивных исследований: этот материал действительно проявляет различные интересные механические, тепловые, оптические и электрические свойства. Многие из этих свойств были предложены для бесчисленных применений, например, для хранения водорода, в качестве добавок к конструкционным материалам и для производства специальных биосенсоров для диагностики заболеваний. Существует две формы углеродных нанотрубок, а именно одностенные углеродные нанотрубки (ОУНТ), состоящие из одного слоя графена, свернутого в трубку, диаметр которой зависит от хиральности нанотрубок, и многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ), которые могут появляться в коаксиальной сборке SWCNT, аналогичной коаксиальному кабелю, или в виде единого листа графита, свернутого в форму спирали.

Механизм фотовоспламенения УНТ, связанных с нЭМ, сложен для анализа и до конца не объяснен. Однако есть некоторые теории, основанные на экспериментальных наблюдениях. Первое наблюдение этого явления было задокументировано Ajayan et al. [6]. Они предположили, что оптически черные волокна ОУНТ поглощали видимый и инфракрасный свет и передавали эту энергию в виде тепла участкам наночастиц Fe (железа) (остаткам фазы роста ОУНТ), которые впоследствии получали достаточную энергию активации для окисления и поддержания реакции горения с окружающий воздух. Ценг и соавт. [7] предположили, что фотоакустические эффекты и эффекты воспламенения связаны с быстрым повышением температуры выше 457°C (температура воспламенения ферроцена, Fc), в результате как поглощения световой вспышки УНТ, так и присутствия частиц катализатора в пушистых частицах. ОУНТ, генерация акустической волны и окисление УНТ. Бократ и соавт. В работе [8] показано, что это явление характерно не только для ОУНТ, но и другие углеродсодержащие соединения, синтезированные на металлических катализаторах, могут воспламеняться при воздействии лампы-вспышки. Брейди и соавт. [9] не только подтвердил эффект мгновенного воспламенения ОУНТ, но также сообщил о присутствии частиц оксида железа в побочных продуктах сгорания. В работе [10] авторы пришли к выводу, что за явление фотовоспламенения ответственны примеси металлических наночастиц в образцах ОУНТ.

Несмотря на интенсивный анализ феномена PTI, до сих пор было предложено мало приложений. Среди них довольно исследована идея воспламенения различных смесей топлива/окислителя через PTI. Например, Берковиц и соавт. [11] вводили и смешивали ОУНТ (содержащие 70% железа по весу) в воздушно-этиленовой смеси внутри камеры сгорания и экспонировали их вспышкой камеры, запуская таким образом процесс горения. Другое приложение было предложено Manaa et al. [12], которые продемонстрировали, что мгновенное зажигание и инициирование смеси взрывчатого вещества и нанотрубок — ОУНТ с содержанием не менее 29% по массе примеси железа — в твердых топливах возможны. Однако для достижения фотовоспламенения смеси ОУНТ-нЭМ в жидких топливах необходимо отделить УНТ-нЭМ от жидкости до момента воспламенения. Бадакшан и соавт. [13] поместили небольшой образец ОУНТ и твердых добавок — наночастиц алюминия и перхлората аммония в качестве твердых окислителей — внутрь желатиновой капсулы, через которую они были прошиты. Было замечено, что фотовоспламенение нанопорошка ускоряет процесс горения гексана + ацетона в качестве топлива (на 50% каждого). Кроме того, авторы также испытали ПТИ с имитацией твердого ракетного топлива в качестве альтернативы классическому электрическому зажиганию. Эти испытания по существу показали большой потенциал для получения объемно-распределенного воспламенения жидкого и твердого топлива.

Дальнейшее применение было впервые предложено Чехруди [14], изучавшим PTI жидкого топлива с УНТ, и было ограничено атмосферными условиями. Чехруди [15, 16, 17, 18, 19, 20] считает, что это явление может быть использовано для одновременного воспламенения нескольких точек в воздушно-топливной смеси, например, в ДВС, и, таким образом, реализовать так называемое объемно-распределенное зажигание для Горение HCCI.

Использование системы PTI дает следующие преимущества по сравнению с другими системами зажигания:

Первое исследование в этом направлении описано в работах [21, 22], где сравнивался процесс горения, инициируемый УНТ и нЭМ, в совокупности называемыми нановоспламенителями (нИА), при воздействии источника света на получены с помощью обычной системы зажигания со свечами зажигания (SI), ограничивая анализ только смесями воздух/метан. Для всех протестированных соотношений воздух/топливо (AFR) было продемонстрировано, что горение, инициированное PTI МУНТ с Fc (т.е. ферроценом), характеризовалось более высоким градиентом давления горения и более высоким пиковым давлением, чем горение, инициированное SI. . Кроме того, вместо классического распространения фронта пламени, наблюдаемого в обычных бензиновых двигателях, наблюдался распределенный по объему процесс сгорания. Таким образом, в этой главе применение «УНТ, связанных с порошками нЭМ», совместно именуемых здесь нановоспламеняющими агентами (нИА), для воспламенения различных видов топлива, таких как метан (CH ₄ ), сжиженный нефтяной газ (LPG), водород (H ₂ ) и бензин внутри камеры постоянного объема. Камера постоянного объема использовалась для имитации камеры сгорания ДВС, подчеркивая преимущества с точки зрения сокращения продолжительности сгорания и его полноты по сравнению со сгоранием, инициируемым обычной системой СИ.

Объявление

2.

Экспериментальная установка

Специально разработана и реализована система для демонстрации объемного воспламенения газообразных топлив (метан, водород, СУГ) и бензина через ПТИ МУНТ с 75% масс. в [23] показано, что этот состав имеет наименьшую удельную мощность, необходимую для воспламенения). Свойства МУНТ и Fc представлены соответственно в таблице 1. Схематическая диаграмма полной экспериментальной схемы для смесей воздух/газообразное топливо и смесей воздух/бензин показана на рисунке 1.

л.

	МУНТ	ФК
Чистота	≥98%	98%
Форма, цвет	Порошок, черный	Порошок желто-оранжевый
Н. Д. × внутренний диаметр ×	10 нм ± 1 нм × 4,5 нм ± 0,5 нм × 3–6 мкм	–
Плотность	~2,1 г/мл при 25°C (лит.)	1,49 г/см 3
Насыпная плотность	0,068 г/см 3	–
Площадь поверхности	280–350 м 2 /г	–
Температура плавления	3652–3697°С (лит.)	172–175°C (лит.)
Удельная теплоемкость (~300 К)	242 кДж/кг	344 кДж/кг
Точка самовоспламенения	–	>150°С
Точка кипения	–	249°C (лит. )
Давление паров	–	0,03 мм рт.ст. (40 °C)
Поглощение	–	λ макс.  = 358 нм

Таблица 1.

Свойства МУНТ и ферроцена.

Рисунок 1.

Схема экспериментальной установки, используемой во время испытаний воздух/газообразное топливо и воздух/бензин. Перепечатано из [24] с разрешения Elsevier.

Экспериментальная установка была разработана для одновременного выполнения одного акта горения; поэтому процедура заправки воздушно-топливной смесью, а также воспламенителями должна повторяться для каждого испытания, как подробно описано ниже. Камера сгорания постоянного объема изготовлена ​​из малоуглеродистой стали и имеет цилиндрическую форму с внутренним диаметром 53 мм и длиной 270 мм. Камера была оснащена пьезорезистивным датчиком давления (KELLER тип PA-21Y 0–200 бар). Сигнал давления был оцифрован на частоте 2,5 кГц с использованием NI cDAQ 9.178 с модулем AI NI 9205. Продольное кварцевое прямоугольное оптическое окно (длина 172 мм, высота 37 мм, толщина 20 мм) было установлено вдоль боковой стороны камеры сгорания, чтобы обеспечить визуальный доступ. С помощью высокоскоростной кадровой камеры CCD Memrecam GX-1F, расположенной перед кварцевым оптическим доступом, были получены изображения процессов воспламенения и горения с частотой кадров 2,5 кГц.

Автомобильная свеча зажигания (модель NGK 4983 DCPR7E-N-10) и фотовспышка Xe (линейные ксеноновые импульсные лампы модели FT-L4040 для испытаний на воздухе/газообразном топливе и линейные ксеноновые импульсные лампы модели FT-L6085 для воздуха/ испытания бензина) были размещены в соответствующих местах внутри камеры сгорания. Таким образом, процесс сгорания с помощью SI можно сравнить с процессом, полученным с помощью PTI МУНТ / нЭМ, смешанных с воздушно-топливной смесью. Оба метода зажигания активируются реле, дистанционно управляемым с помощью DIO 5 В TTL High Speed ​​NI 9401 модуль. Как только в камере сгорания достигается желаемое давление 3 бар, электромагнитный клапан автоматически закрывается, и после постоянной задержки генерируется сигнал TTL для активации либо вспышки камеры, либо свечи зажигания. Максимальная энергия, которую могут выделять Хе импульсные лампы, используемые для фотовоспламенения, составляет соответственно 50 Дж для испытаний с газообразным топливом и 120 Дж для испытаний с бензином, поскольку, предположительно, испытания с бензином потребуют большей энергии для воспламенения НИАС.

Для проведения экспериментов со смесями воздух/газотопливо воздух и газообразное топливо по отдельности вводятся в камеру смешения через разные каналы. Количество газообразного топлива, используемого в каждом случае, определяется таким образом, чтобы обеспечить конечное давление 6 бар в смесительной камере и в то же время достичь желаемого массового соотношения воздух/газотопливо. Из смесительной камеры газовоздушная смесь подается в камеру сгорания. Электромагнитный клапан используется для определения количества воздушно-газотопливной смеси, вводимой в камеру сгорания, чтобы достичь желаемого давления 3 бар в начале эксперимента. Проходя через электромагнитный клапан, поток смеси также подхватывает и уносит с собой необходимое количество МУНТ/нЭМ (нИА) в камеру сгорания, предварительно введенную в держатель УНТ, см. рис. 1.

Для экспериментов, проводимых с воздухом и бензином, для всех испытаний используется система впрыска жидкого топлива, состоящая из топливного бака, находящегося под давлением инертного газа (азота) до значения, равного 4,5 бар. Система впрыска топлива состоит из традиционной автомобильной бензиновой форсунки и модуля управления открытием форсунки. Для проведения экспериментов в камеру сгорания по отдельности вводят воздух и бензин. Количество бензина, вводимого в камеру сгорания, определяется для обеспечения желаемого значения отношения масс воздух/бензин, и это реализуется за счет ширины импульса, подаваемого на электронику, связанную с системой управления форсунками. Как только бензин впрыскивается в камеру сгорания, воздух под давлением 6 бар в смесительной камере вводится в камеру сгорания с помощью электромагнитного клапана. В этом случае количество воздуха, подаваемого в камеру сгорания, также регулируется временем открытия соленоида, чтобы достичь желаемого давления 3 бар для каждого испытания. Испытания с бензиновым топливом проводились путем изменения дополнительного параметра – «времени пребывания» жидкого бензина, впрыскиваемого в камеру сгорания, до его смешения с воздухом, поступающим из камеры смешения, несущей НИА. Поскольку на фотовоспламенение может отрицательно повлиять смачивание nIAs распыляемым жидким бензином, влияние этого времени пребывания должно дать предварительные данные о воздействии такого процесса смачивания. Время пребывания – это время между окончанием впрыска жидкого топлива и временем открытия воздушного электромагнитного клапана. Были протестированы два разных времени пребывания: 0 и 500 мс, что представляет собой нижнюю и верхнюю границы для этого параметра, используемого в этом исследовании.

Для каждого теста, как описано ранее, после достижения желаемого давления (3 бар) в камере сгорания электромагнитный клапан автоматически закрывался, и после постоянной задержки генерировался сигнал TTL для активации либо вспышки камеры, либо свеча зажигания. Кроме того, энергия, выделяемая испарительной установкой, составляла около 5 Дж для испытаний на воздушно-метановом топливе (это значение считалось постоянным и принималось за эталонное для всех испытаний на воздушно-газовом топливе), 8 Дж для испытаний на воздушно-бензиновом топливе, а энергия, выделяемая свечой зажигания, составляла около 20 Дж для всех испытаний.

Перед каждым испытанием камеру сгорания тщательно продували свежим воздухом. Во всех тестах использовали образцы nIAs, каждый из которых состоял из 20 мг МУНТ с 75% Fc по массе. Минимальное количество наночастиц было получено, как и в [22], что соответствует концентрации НИАС 159 ppmv в камере сгорания. Из 158 частей на миллион по объему 139, представленные МУНТ, и 19 частей на миллион по объему, представленные Fc, соответствуют общей энергии, равной 6,3 Дж, из которых 1,1 Дж приходится на МУНТ и 5,2 Дж на Fc (которые в совокупности составляют менее 1% от общей энергии). тепловая энергия, выделяемая топливом).

Для экспериментов с обеими системами зажигания были проведены испытания путем изменения относительного соотношения воздух/топливо, λ , определяемого как:

λ=A/FactA/Fst
E1

где ( A/F ) _act – соотношение между массами воздуха ( A ) и топлива ( F ), фактически подаваемых в камеру сгорания, а ( A/F ) 7 _st – стехиометрическое количество воздуха для данного вида топлива на единицу количества используемого топлива. Исходя из этого определения, λ  = 1 представляет реальную стехиометрическую смесь, а λ  > 1 указывает на смесь более бедную, чем стехиометрическая, поскольку λ превышает единицу. В данной работе ( A/F ) _st для метана, водорода, СУГ и бензина принимались равными 17,4, 34, 15,5 и 14,7 соответственно. Соотношение воздух/топливо λ варьировалось в интервале от 1 до 3,5 и оценивалось как с учетом состава смеси в камере смешения, так и описанного ранее процесса наполнения камеры сгорания.

Характеристики воспламенения и сгорания были проанализированы путем измерения давления в камере сгорания. Фактически, для камеры постоянного объема и в условиях однородной системы и пренебрежимо малой теплоотдачи стенки первый закон термодинамики позволяет оценить скорость тепловыделения ( HRR ) при сгорании топлива как:

HRRt=dQdt =1γ−1Vdpdt
E2

где Q – теплота, выделяемая топливом при сгорании (в первом приближении пропорциональна сожженному топливу), γ — удельная теплоемкость смеси (считается постоянной и равной 1,38), V — объем камеры сгорания, p — давление, измеренное в камере сгорания. Используя HRR , также можно оценить совокупную тепловую энергию, выделяемую в интервале времени между началом сгорания ( t _{воспламенение} ) и любым временем t позже следующим образом:

cumHRRt=∫tignition tHRRdt
Е3

Максимальное значение cumHRR(t) получается путем интегрирования HRR между t _{зажиганием} и временем t _pmax , что соответствует максимальному давлению, достигаемому в камере сгорания. Это значение является показателем общего выделяемого тепла. Кроме того, зная cumHRR(t) , также можно оценить эффективность сгорания, определяемую здесь как:
Е4

, в котором числитель равен общему теплу, выделяющемуся при сгорании, а знаменатель равен тепловой энергии, поступающей в систему в виде жидкого или газообразного топлива. Вклад энергии сгорания наночастиц в знаменатель равен 6,3 Дж, что составляет менее 0,3% для каждого испытанного условия, и им пренебрегали.

На рис. 2 показаны cumHRR следов процесса горения топлива при инициировании воспламенением НИАС через вспышку и свечу зажигания в воздушно-метановой смеси при λ значение 1,6. Можно видеть, что после триггерного сигнала (вспышка или срабатывание искры) обе кривые имеют фазу подъема за счет тепла, выделяемого топливом при сгорании, и достигают пикового значения, когда все топливо полностью окислено. После этого давление и, как следствие, cumHRR , медленно снижается (на рис. 2 не показано) за счет охлаждения выхлопных газов за счет теплообмена со стенками камеры. Следовательно, часть cumHRR(t) 9Кривая 0068, полезная для анализа горения, является только восходящей, как показано.

Рисунок 2.

cumHRR(t) кривые для подходов зажигания PTI и SI с использованием воздушно-метановой смеси при λ = 1,6. Перепечатано из [24] с разрешения Elsevier.

По кривой cumHRR(t) можно было оценить следующие параметры:

• задержку воспламенения , определяемую как разность между временем, когда количество выделяющегося тепла достигло значения, равного 10% всего выделенного тепла и время срабатывания триггера;

• продолжительность горения , определяемая как разница между моментами времени, когда выделившееся тепло достигло 90% и 10% от всего выделившегося тепла. Обратите внимание, что «полный» период горения представляет собой сумму задержки воспламенения и продолжительности горения.

Реклама

3. Производительность сжигания ПТИ

3.1. Топливно-воздушные смеси

На рисунке 3 показаны кривые cumHRR(t) , относящиеся к процессам сгорания PTI (a, a’ и a″) и SI (b, b’ и b″). На рис. 3 также представлены результаты для метана, сжиженного нефтяного газа и водорода для разных значений 9.0067 λ . В таблице 2 показано процентное содержание CNT и Fc для различных видов топлива и различных значений λ в испытаниях.

Рисунок 3.

Показаны графики cumHRR(t) для методов зажигания PTI (a, a’ и a″) и SI (b, b’ и b″). Графики в (c, c’ и c») показывают процентное сокращение задержки воспламенения и общей продолжительности сгорания для подхода PTI по ​​отношению (или относительно) к методу SI для различных значений λ. Показаны результаты для метана, сжиженного нефтяного газа и водорода. PTI и SI обозначают фототермическое зажигание и искровое зажигание. Перепечатано из [24] с разрешения Elsevier.

Таблица 2.

Количество воздуха, газообразного топлива, CNT и Fc, использованных для каждого испытания. Проценты указаны по массе.

Сравнивая результаты для столбца PTI с результатами для столбца SI на рисунке 3, можно заметить, что горение, инициированное фототермическим воспламенением nIA, выделяет общее количество тепла выше, чем в случае, когда смесь воспламеняется искрой. затыкать. Считается, что этот эффект обусловлен двумя причинами. С одной стороны, ожидается, что теплопередача стенки будет играть роль в SI из-за большей продолжительности горения. С другой стороны, из анализа изображений процесса горения (результаты представлены в следующем разделе) горение, инициированное PTI, включает всю смесь в камере сгорания по сравнению со случаем SI. Таким образом, ожидается, что в случае PTI смесь в периферийных областях камеры сгорания (т. е. в пристеночных областях) будет легче достигаться и сжигаться. В то время как для горения СИ это было бы маловероятно, поскольку фронт распространяющегося пламени охлаждается по мере приближения к стенкам камеры. Более того, сравнивая результаты в столбцах PTI и SI на рисунке 3, можно также утверждать, что с PTI сокращаются как задержка воспламенения, так и продолжительность горения. Этот вывод подтверждается результатами, представленными на рисунке 3(c), (c′) и (c″) для метана, сжиженного нефтяного газа и водорода соответственно, которые показывают процентное относительное сокращение задержки воспламенения и общей продолжительности сгорания с использованием PTI по ​​сравнению с к подходу СИ. Та же тенденция отмечена и в работе [11], где авторы испытали фотоиндуцированное воспламенение покоящихся воздушно-топливных смесей, содержащих взвешенные фоточувствительные наноматериалы. ОУНТ с массовым содержанием примеси Fe 70 % суспендировали в смесях воздух/этилен в статической камере сгорания и подвергали воздействию фотовспышки, вызывая воспламенение смеси. Для целей сравнения были также проведены традиционные эксперименты по воспламенению автомобильной искры для смесей воздуха и этилена.

По-прежнему ссылаясь на рисунок 3, и для всех испытаний с газообразным топливом, увеличивая λ , максимальное значение cumHRR(t) уменьшается и задерживается. Фактически процессы горения ограничены по своей теплоемкости количеством воздуха, смешанного с газообразным топливом. Поэтому максимальное количество газообразного топлива определяется исходя из максимального количества воздуха, с которым система способна работать. Можно отметить, что максимальное значение cumHRR(t) выше при близком к стехиометрическом соотношении и уменьшается при более высоких λ значений. Это связано с тем, что количество воздуха для завершения процесса горения больше, чем необходимо для стехиометрического AFR ( λ  = 1). Во всех испытанных условиях процесс горения с водородом происходит намного быстрее, интенсивнее и показывает более короткую задержку воспламенения и продолжительность горения по сравнению с двумя другими газообразными видами топлива. Это в основном связано с его ламинарной скоростью горения пламени, которая выше, чем у метана и СНГ (см. данные, представленные в таблице 3), и более интенсивной, поскольку более низкая теплота сгорания (LHV) водорода выше, чем у метана и СНГ. Наконец, задержка воспламенения короче, потому что минимальная энергия воспламенения, необходимая для воспламенения водорода, составляет ≈0,02 мДж, а для метана и сжиженного нефтяного газа — 0,3 и 0,26 мДж соответственно.

Таблица 3.

Физические свойства испытанных газовых топлив.

Из рис. 3(c), (c′) и (c″) видно, что во всех случаях период задержки воспламенения сокращается, когда горение инициируется с использованием подхода PTI. Интересно, что можно также наблюдать, что для метана и сжиженного нефтяного газа преимущество (с точки зрения % сокращения периода задержки воспламенения и общей продолжительности сгорания) PTI уменьшается по мере того, как AFR смеси увеличивается в сторону самой бедной смеси. Исключение составляют метан и самая обедненная испытанная смесь, где это процентное снижение фактически существенно возрастает (с λ 2.7–3.0). Совершенно другая тенденция наблюдается для водорода, где преимущество фотовоспламенения непрерывно увеличивается по мере обеднения смеси. Сравнение процентного сокращения периода задержки воспламенения с сокращением общей продолжительности сгорания показывает, что эти два значения, как правило, очень близки друг к другу. Это говорит о том, что преимущества PTI в первую очередь заключаются в фазе задержки воспламенения при сгорании. Однако можно увидеть немного большую разницу между двумя значениями для СНГ и только для самых низких значений λ .

Пиковые давления сгорания, достигаемые внутри камеры сгорания с использованием методов PTI и SI, представлены на рис. 4(a), (b) и (c) для метана, сжиженного нефтяного газа и водорода соответственно. Кроме того, общая продолжительность горения и время задержки воспламенения показаны на рис. 4 (а’) и (а») для PTI и на рис. 4 (b’) и (b») для подходов SI. Таким образом, выделяются различия между тремя видами газообразного топлива.

Рисунок 4.

Сравнение пиковых давлений a, b и c для CH ₄ , СНГ и H ₂ соответственно. Полная продолжительность горения (а’) и задержка воспламенения (а») с PTI и общая продолжительность горения (b’) и задержка воспламенения (b») с SI для различных значений λ показаны для газообразных топлив, используемых в этом исследовании. Перепечатано из [24] с разрешения Elsevier.

Таким образом, на рисунке 3 видно быстрое повышение давления и, следовательно, более короткое время подъема давления, а также более высокое общее выделение тепла. Кроме того, в основном более высокие пиковые давления наблюдались для подхода PTI, как показано на рисунке 4. Это связано с тем, что воспламенение смеси при импульсном воздействии МУНТ/нЭМ приводит к многочисленным ядрам воспламенения, горящим «одновременно» и, следовательно, ускоряющим выделение тепла в процессе горения. Однако при свечном подходе, как известно, процесс горения запускается только в одной точке (т. е. в пределах свечного промежутка) и далее протекает с распространением фронта пламени. Таким образом, процесс горения топливной смеси далек от одновременного горения, как это происходит почти в случае PTI.

Это пространственно-распределенное воспламенение воздушно-топливной смеси было подтверждено непосредственным наблюдением за процессом сгорания. На рис. 5 показаны последовательные кадры эволюции процесса горения во времени. Сообщается о двух сериях изображений, связанных с процессом сгорания с PTI (левая колонка) и свечой зажигания (правая колонка). Данные относятся к λ  = 2,10 для воздушно-метановой смеси, а временной интервал между двумя последовательными кадрами равен 5 мс. Хорошо видно, что при ПТИ горение идет быстрее и камера сгорания полностью освещена, начиная с пятого кадра, что свидетельствует о пространственном горении. Наоборот, в случае СИ на всех снимках распознается распространение фронта пламени. Кроме того, свет, излучаемый пламенем, слабее.

Рисунок 5.

Фотографии процесса горения воздушно-метановой смеси с λ = 2,10; Сравнение PTI и SI. Перепечатано из [21] с разрешения Elsevier.

Наконец, на рисунке 6 эффективность сгорания η _b с PTI и SI представлена ​​для различных значений λ для CH ₄ , СНГ и H ₂ . Можно отметить, что для каждого испытанного газообразного топлива эффективность сгорания, полученная с процессом сгорания, инициированным процессом PTI, немного выше или сравнима с эффективностью, наблюдаемой при использовании свечи зажигания.

Рисунок 6.

Сравнение эффективности сгорания с PTI и SI при различных значениях λ и для (a) CH ₄ , (b) LPG и (c) H ₂ .

3.2. Воздушно-бензиновые смеси

Впервые возможность воспламенения воздушно-бензиновых смесей с помощью PTI была продемонстрирована в камере сгорания постоянного объема. Процесс горения сравнивался с процессом, полученным в традиционной системе СИ. Для этих испытаний также были рассчитаны количества воздуха и бензина, а также CNT и Fc в процентах от массы топлива в смеси, и они приведены в таблице 4.9.0003

Таблица 4.

Количество воздуха, бензина, CNT и Fc, использованных для каждого испытания. Проценты указаны по массе.

Рисунок 7(a) и (b) показывают cumHRR(t) трасс для испытаний с впрыском жидкого бензина с использованием подходов PTI и SI соответственно. Результаты процентного сокращения продолжительности горения и времени задержки воспламенения с использованием PTI по ​​сравнению с подходом SI также показаны на рисунке 7 (c) и (c′). Данные, представленные на рисунке 7(а), (б) и (в), относятся к испытаниям, когда время пребывания бензинового топлива внутри камеры сгорания (до смешения с поступающим через электромагнитный клапан воздухом) было равно 0 мс. С другой стороны, результаты, представленные на рисунке 7 (a′), (b′) и (c′), относятся к тестам со временем пребывания 500 мс. В первой серии испытаний жидкое топливо после впрыска в камеру сгорания сразу смешивалось с воздухом, поступающим из камеры смешения. Во второй серии испытаний процесс смешения внутри камеры сгорания происходил после времени пребывания топлива, равного 500 мс, до подачи воздуха из камеры смешения в камеру сгорания. Отметим, что поскольку бензин впрыскивается в камеру сгорания в жидкой фазе, случай с нулевым временем пребывания предполагает воспламенение в присутствии топлива, которое преимущественно находится в жидкой фазе. Случай с 500 мс пытается дать время для большего испарения/смешивания, чтобы приблизиться к более однородной смеси. Однако в настоящее время невозможно полностью проверить степень смешивания и гомогенности.

Рис 7.

cumHRR(t) для сжигания впрыска жидкого бензина в камеру, инициированного ПТИ (а, а′) и СИ (б, б′) для различных значений λ и при двух временах пребывания 0 и 500 мс. Показано процентное сокращение задержки воспламенения и общей продолжительности сгорания (c, c′) с PTI по ​​сравнению с подходом SI для разных значений λ и при двух временах пребывания 0 мс и 500 мс. Перепечатано из [24] с разрешения Elsevier.

Также при испытаниях с жидким топливом было замечено, что процесс горения, запускаемый системой фототермического зажигания, имеет ту же тенденцию, что и при использовании газообразного топлива. То есть процесс сгорания, инициированный PTI, генерировал более высокие или сопоставимые cumHRR к наблюдаемому с системой зажигания от свечей зажигания. При увеличении λ , т. е. при сжигании более бедных смесей, пик cumHRR уменьшается и задерживается. Кроме того, на рисунке 7(c) и (c′) видно, что с PTI и задержка воспламенения, и общая продолжительность сгорания короче, чем рассчитанные при использовании SI.

Из рисунка 7 также можно отметить, что процесс сгорания для очень бедной смеси, то есть значение λ , равное 2,7, имел место только для процесса фототермического воспламенения, а пропуски зажигания происходили при воспламенение было инициировано системой свечей зажигания. Эти пропуски зажигания могут быть вызваны либо избытком воздуха в топливно-воздушной смеси, либо характером процесса SI. Поскольку свеча зажигания может обеспечить воспламенение только в одной точке, она по своей сути не способна инициировать и поддерживать фронт пламени в таком сильно бедном состоянии.

На рисунке 8 можно заметить, что эффективность сгорания, полученная с процессом сгорания, вызванным фототермическим воспламенением, немного выше или сравнима с эффективностью, наблюдаемой при использовании свечи зажигания, для обоих периодов пребывания, использованных в этом исследовании.

Рисунок 8.

Эффективность сгорания с PTI и SI для различных значений λ и для испытаний, проведенных со временем пребывания, равным 0 мс (а) и 500 мс (б).

На рис. 9 показаны (а) пиковое давление, (б) задержка воспламенения, (в) продолжительность горения и (г) эффективность сгорания для различных значений λ и для двух испытанных времен пребывания. Как правило, видно, что процесс горения, происходящий в течение более длительного времени пребывания, демонстрирует более высокий пик давления сгорания. Задержка воспламенения для тестов с временем пребывания 500 мс кажется равной или меньше, чем для тестов с 0 мс. Однако как задержка воспламенения, так и продолжительность горения при времени пребывания 500 мс короче, чем при 0 мс. Кроме того, можно было отметить небольшое улучшение полноты сгорания и общего выделяемого тепла (THR) для проведенных испытаний воспламенения смесей, в которых топливо имело более высокое время пребывания до смешения с воздухом. Такое поведение может быть связано с увеличением времени испарения капель бензинового топлива в камере сгорания после впрыска жидкости, что приводит к более однородной и распределенной воздушно-топливной смеси внутри камеры сгорания. Это может облегчить процесс воспламенения и привести к более быстрому расходу воздушно-бензиновой смеси с последующим увеличением пикового давления и эффективности сгорания.

Рисунок 9.

Сравнение (а) пикового давления, (б) задержки воспламенения, (в) общей продолжительности горения, (г) полноты сгорания и общего тепловыделения с ПТИ для различных значений λ и для проведенных испытаний со временем пребывания, равным 0 и 500 мс.

Наконец, в каждом испытании с PTI наблюдались более короткие времена нарастания давления и более высокие пики cumHRR и давлений сгорания, поскольку воспламенение смеси происходило за счет большого количества ядер воспламенения, которые происходили «одновременно», тем самым ускоряя процесс горения. В системе зажигания со свечой зажигания сгорание начинается в одной точке и, следовательно, происходит по механизму распространения пламени. Поэтому процесс горения далеко не «одновременный». Это поведение было подтверждено наблюдением за процессом горения с помощью высокоскоростной визуализации. На рис. 10 показаны высокоскоростные изображения одного события возгорания в каждом случае, инициированного двумя системами зажигания. Сообщается о двух сериях изображений, относящихся к процессу горения с PTI (левый столбец) и SI (правый столбец). Можно отметить, что уже с первого кадра происходит мгновенное и пространственно-распределенное воспламенение частиц МУНТ/нЭМ при импульсном воздействии, что приводит к воспламенению всего заряда в камере сгорания. Действительно, камера сгорания полностью освещена, начиная с третьего кадра. Свет, излучаемый процессом горения, распределяется по всей камере до тех пор, пока процесс горения не завершится. Это может быть связано с тем, что нановоспламенители, пространственно распределенные внутри камеры, способны воспламенять смесь вдали от фактического расположения источника зажигания лампы-вспышки. С другой стороны, процесс горения, запускаемый свечой зажигания, имеет более продолжительную фазу воспламенения, заполненную наличием пламени, начиная с 5-го по 6-й кадр. Первоначально он включает только небольшую часть заряда внутри камеры (т. Е. Рядом с электродами свечи зажигания), а области высокой интенсивности расположены близко к точке срабатывания (т. Е. Свече зажигания). В процессе искрового воспламенения образуется ядро ​​пламени, которое впоследствии распространяется и потребляет топливо со скоростью горения пламени. Обратите внимание, что соотношение воздух/бензин на рисунке 10 соответствует условиям богатой смеси, поскольку оно создает гораздо лучший контраст. Тем не менее, изображения в обедненных условиях также демонстрировали очень похожее поведение горения, описанное здесь.

Рисунок 10.

Фотографии процесса горения при λ = 0,52; сравнение между MWCNTs/nEMs PTI и SI для воздушно-бензиновой смеси.

Реклама

4. Наноструктурированные материалы для автомобильных двигателей

Предварительные результаты подхода PTI показывают возможность объемно-распределенного воспламенения топлива. Однако следующим шагом будет демонстрация таких же результатов на реальном двигателе. Действительно, тот факт, что очень небольшое количество энергии (например, излучаемое обычной фотовспышкой) способно вызвать объемное воспламенение в обедненной топливно-воздушной смеси, может привести к существенному улучшению характеристик двигателя. Существует несколько способов введения наноструктурированных материалов в двигатель, например, либо путем впрыска порошка во впускное отверстие, либо путем смешивания его с топливом. Система волоконно-оптических кабелей и лампа-вспышка могут использоваться для направления энергии вспышки в камеру сгорания.

Но основная проблема заключается в возможном воздействии на окружающую среду нанометрических углеродистых структур в процессе сгорания из-за возможного образования ядер конденсации для дальнейшего образования частиц в двигателе и от некоторых наноструктурированных материалов, ускользающих в процессе сгорания, которые могут попасть в атмосферу. Потенциальное воздействие продуктов горения на здоровье и окружающую среду не может быть легко предсказано на современном этапе исследований. На самом деле ожидается, что в реальных условиях более точный контроль опережения зажигания и более короткое сгорание обеспечат большую гибкость при изменении конструкции двигателя с точки зрения геометрических параметров, а также параметров управления. Это может иметь прямое влияние на уровни исходных загрязнителей. Особую озабоченность вызывает выброс частиц или твердых частиц. С другой стороны, многие двигатели с прямым впрыском, представленные в настоящее время на рынке, уже оснащены системами фильтрации, такими как дизельный сажевый фильтр, для снижения выбросов твердых частиц.

Реклама

5. Выводы

Представленные здесь данные демонстрируют возможность новой концепции воспламенения для инициирования процесса горения нескольких топливно-воздушных смесей. Новая концепция воспламенения называется фототермическим воспламенением (PTI) и состоит в вспыхивании наноэнергетического материала световой вспышкой. Результаты подхода PTI были сопоставлены с результатами, полученными с использованием традиционной системы свечей зажигания, что показало большой потенциал для будущих применений в процессах сгорания, особенно для реализации режима сгорания HCCI в двигателях внутреннего сгорания.

В этой главе показаны многообещающие результаты улучшения сгорания метана, водорода, сжиженного нефтяного газа и бензина с применением этого нового подхода к инициированию горения. В частности, вышеупомянутые топлива смешивали с воздухом в сосуде постоянного объема и воспламеняли с помощью нанопорошка или обычной системы искрового зажигания.

Новое распределенное зажигание, активируемое светом, продемонстрировало превосходные характеристики, включая более короткую продолжительность горения, более короткий период задержки воспламенения, повышенный пик давления и улучшенную эффективность сгорания. Непосредственное наблюдение за процессом горения установило, что показанные здесь преимущества связаны с тем, что фототермическая система зажигания обеспечивает пространственно-распределенное зажигание, что, следовательно, приводит к более быстрому расходу воздушно-топливной смеси в испытательном сосуде. Более высокие пики давления и более короткий период быстрого нарастания достигаются за счет того, что новая система зажигания приводит к многочисленным ядрам воспламенения, которые сгорают почти одновременно, тем самым способствуя объемно-распределенному процессу сгорания в камере сгорания. Это резко отличается от распространения фронта пламени, наблюдаемого при искровом зажигании.

Кроме того, впервые было продемонстрировано, что предлагаемая система зажигания способна воспламенять воздушно-бензиновые смеси при впрыске жидкого бензинового топлива в камеру без изоляции/капсулирования наноэнергетического материала.

Кроме того, процесс горения, вызванный фототермическим воспламенением, был возможен даже при относительном соотношении воздух/топливо 2,7. Зажигание при таком относительном соотношении воздух/топливо было невозможно при использовании здесь обычной системы зажигания от свечи зажигания.

Изображения высокоскоростной камеры, полученные во время процесса сгорания, показывают, что фототермическое воспламенение привело к объемно-распределенному квазигомогенному воспламенению с последующим лучшим и более быстрым расходом воздушно-топливной смеси без заметного фронта пламени. Такое поведение отличается от того, что наблюдается при искровом зажигании, а именно, одна точка воспламенения с последующим распространением пламени по камере сгорания.

Таким образом, использование фототермической системы зажигания является многообещающей технологией управления горением в двигателях внутреннего сгорания, поскольку она характеризуется следующими преимуществами по сравнению с другими системами зажигания:

• зажигание может быть достигнуто дистанционно и пространственно распределено в большом количестве мест; и

• объем, в котором происходит воспламенение, может быть отрегулирован для достижения как локализованного, так и распределенного по объему воспламенения.

Эти результаты считаются имеющими научное и практическое значение, поскольку процесс сгорания, инициированный в смесях с крайне обедненным соотношением воздух/топливо в двигателях HCCI, работающих на обедненной смеси, позволил бы существенно снизить расход топлива, выбросы оксидов азота, и выбросы сажи.

Ссылки

1. 1. Яо М., Чжэн З., Лю Х. Прогресс и последние тенденции в двигателях с воспламенением от сжатия с однородным зарядом (HCCI). Прогресс в области энергетики и науки о горении. 2009;35:398-437
2. 2. Чжао Х, редактор. Двигатели HCCI и CAI для автомобильной промышленности. Издательство Woodhead Publishing в области машиностроения и CRC Press; 2007. с. 557
3. 3. Чехруди Б. Активация и контроль самовоспламенения в двигателях HCCI с использованием объемно-распределенного воспламенения однослойных углеродных нанотрубок в готовом виде. В: Технический документ SAE. 2012. DOI: 10.4271/2012-01-169.1
4. 4. Йоханссон Б. Воспламенение от сжатия гомогенного заряда: будущее двигателей внутреннего сгорания?. Международный журнал автомобильного дизайна. 2007;44:1-19
5. 5. Иидзима С. Спиральные микротрубочки графитового углерода. Природа. 1991;354:56-58
6. 6. Аджаян П.М., Терронес М., де ла Гуардиа А. Нанотрубки в мгновенном зажигании — зажигание и реконструкция. Science 2002;296:705
7. 7. Ценг С., Тай Н., Хсу В., Чен Л., Ван Дж., Чиу С. Зажигание углеродных нанотрубок с помощью фотовспышки. Углерод. 2007;45(5):958-964
8. 8. Бократ Б., Джонсон Дж. К., Шолл Д. С., Ховард Б., Матранья С., Ши В. Зажигание нанотрубок с вспышкой. Наука. 2002;297(5579):192-193
9. 9. Брейди Н., Боттон Г.А., Адронов А. Окисление наночастиц Fe, встроенных в одностенные углеродные нанотрубки, под воздействием яркой вспышки белого света. Нано буквы. 2002;8:1277-1280
10. 10. Смитс Дж., Винчески Б., Намкунг М., Крукс Р., Луи Р. Реакция порошка Fe, очищенных и готовых одностенных углеродных нанотрубок HiPco на воздействие вспышки. Материаловедение и инженерия: A (Конструкционные материалы: свойства, микроструктура и обработка). 2003;358:384-389
11. 11. Berkowitz A, Oehlschlaeger M. Фотоиндуцированное воспламенение покоящихся смесей этилен/воздух, содержащих взвешенные углеродные нанотрубки. Труды Института горения. 2011;33(2):3359-3366
12. 12. Манаа Р., Митчелл А., Гарза Р. Мгновенное зажигание и инициирование смеси нанотрубок взрывчатых веществ. Журнал Американского химического общества. 2005;127:13786-13787
13. 13. Бадахшан А., Данчик С.А., Вирт Д., Пилон Л. Воспламенение распыленного жидкого топлива и имитации твердого ракетного топлива путем фотовоспламенения углеродных нанотрубок с использованием фотовспышки. В: JANNAF-Liquid Propulsion Conference 2011; 5-9 декабря; Хантсвилл, Алабама. 2011
14. 14. Чехруди Б. Нанотехнологии и прикладное горение: использование наноструктурированных материалов для активируемого светом распределенного воспламенения топлива в двигательных установках. Последние патенты на космические технологии. 2012;1(2):107-122
15. 15. Чехруди Б., Вагджиани Г.Л., Кецдевер А. Метод распределенного воспламенения топлива источниками света. Патент США 7517215 B1. 2009
16. 16. Чехруди Б., Вагджиани Г.Л., Кецдевер А. Устройство для распределенного зажигания топлива источниками света. Патент США 7665985 Б1. 2010
17. 17. Чехруди Б., Бадашан А., Данчик С.А., Морган С. Характеристики воспламенения однослойных углеродных нанотрубок (ОУНТ) с использованием вспышки камеры для распределенного воспламенения жидких аэрозолей. В: Совместное совещание армии, флота, НАСА и ВВС (JANNAF) по двигателям (JPM) и 6 ^th Modeling and Simulation/4 ^th Liquid Propulsion/3 ^ed Совместное совещание подкомитета по движению космических кораблей; 8-12 декабря; Орландо, Флорида. 2008
18. 18. Чехруди Б, Данчик С.А. Новый метод распределенного зажигания с использованием одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) и маломощной вспышки. In: Global Powertrain Congress, World Powertrain Conference & Exposition; 19 сентября-21; Нови, Мичиган. 2006
19. 19. Чехруди Б, Данчик С.А., Кецдевер А., Вагджиани Г.Л. Новое маломощное воспламенение топлива с использованием одностенных углеродных нанотрубок (SWCNT) и вспышки камеры. В: 53-е заседание межведомственного двигательного комитета JANNAF, 2-й подкомитет по жидкостным двигателям, 1-й подкомитет по двигателям космических аппаратов; 5-8 декабря; Монтерей, Калифорния. 2005
20. 20. Чехруди Б, Данчик С.А. Инновационный метод зажигания с использованием ОУНТ и фотовспышки. In: Институт нанонауки и технологий (NSTI), Конференция и выставка по нанотехнологиям; 8-12 мая; Анахайм, Калифорния. 2005. с. 226-229
21. 21. Карлуччи А.П., Стафелла Л. Зажигание воздушно-метановой смеси с помощью многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) и сравнение с искровым зажиганием. Энергетическая процедура. 2015;82:915-920
22. 22. Карлуччи А.П., Чиккарелла Г., Страфелла Л. Многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ) в качестве воспламенителей для смесей воздух/метан. IEEE Transactions по нанотехнологиям. 2016;15(5):699-704
23. 23. Visconti P, Primiceri P, Longo D, Strafella L, Carlucci AP, Lomascolo M, et al. Процесс фотовоспламенения многостенных углеродных нанотрубок и ферроцена при непрерывном освещении ксеноновой лампой. Журнал нанотехнологий Beilstein. 2017;8:134-144. DOI: 10.3762/bjnano.8.14
24. 24. Ficarella A, Carlucci AP, Chehroudi B, Laforgia D, Strafella L. Многослойные углеродные нанотрубки (MWCNT), связанные с частицами ферроцена, в качестве воспламенителей топливно-воздушных смесей. Топливо. 2017;208:734-745. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.07.052

Sections

Author information

• 1.Introduction
• 2. Experimental setup
• 3.Performance of PTI combustion
• 4 .Наноструктурные материалы для автомобильных двигателей
• 5. Выводы

Ссылки

Реклама

Автор:

Антонио Паоло Карлуччи, Брюс Чехруди, Антонио Фикарелла,
Доменико Лафорджа и Лучано Страфелла

Подано: 24 апреля 2017 г. Отредактировано: 8 сентября 2017 г. Опубликовано: 20 декабря 2017 г.

СКАЧАТЬ БЕСПЛАТНО

© 2017 Автор(ы). Лицензиат IntechOpen. Эта глава распространяется в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 3.0, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

Двигатель внутреннего сгорания.

Объяснение

Современный двигатель внутреннего сгорания — это технологическое чудо, механическое чудо, для использования которого требуется мало знаний о его работе. Если вы не автолюбитель, вы, вероятно, не слишком много думаете о двигателе своего автомобиля.

Пока что-то не пойдет не так под капотом, конечно. Когда дела идут плохо, проблемы и причины могут сбить с толку многих водителей, для которых такие термины, как «поршень» и «картер» — непонятная номенклатура, а «боксер» напоминает Мухаммеда Али, а не Фердинанда Порше.

Итак, чтобы дать немного ясности о том, что происходит под капотом, мы в Gear Patrol собрали краткое руководство о том, как работает двигатель внутреннего сгорания, и краткое изложение различных типов двигателей внутреннего сгорания, доступных для массового потребителя. автомобили.

Термины, которые необходимо знать

Карбюратор: Устройство, которое смешивает воздух и топливо в правильном соотношении для сгорания. Система механическая, а не электронная, как современные двигатели с впрыском топлива или прямым впрыском; как таковой, он менее эффективен.
Картер: Часть блока цилиндров, в которой находится коленчатый вал. Обычно изготавливается из одного или двух кусков алюминия или чугуна.
Коленчатый вал: Компонент двигателя, соединенный с поршнями и обеспечивающий вращательное движение при сгорании.
Цилиндр: Часть блока цилиндров, в которой находятся поршень и шатун, а также место, где происходит сгорание.
Прямой впрыск: Метод, при котором бензин впрыскивается под давлением в камеру сгорания цилиндра. В отличие от впрыска топлива, когда газ впрыскивается во впускное отверстие цилиндра.
Harmonic Balancer: Также известное как демпфер, круглое устройство из резины и металла, прикрепленное к передней части коленчатого вала для поглощения вибраций и уменьшения износа коленчатого вала. Он уменьшает гармоники двигателя, возникающие при движении нескольких цилиндров вдоль коленчатого вала.
Поршень: Компонент, размещенный внутри стенок цилиндра и закрепленный поршневыми кольцами. Он движется вверх и вниз во время четырехтактного процесса сгорания, создавая силу при взрыве топлива, и воздух перемещает его.
Rev Matching: Технология в автомобилях с механической коробкой передач, в которой используются датчики на педали сцепления, переключении передач и трансмиссии, отправляющие сигналы на электронный блок управления, которые сообщают ему о необходимости автоматически увеличивать обороты двигателя, если число оборотов в минуту падает слишком низко. Согласование оборотов также происходит во время понижения передачи, повышая обороты, чтобы соответствовать более низкой передаче. Это снижает износ двигателя и делает процесс переключения более плавным.
Крутильная вибрация: Вибрация, возникающая из-за вращающихся валов внутри автомобиля.

Двигатель внутреннего сгорания

Как только вы снимаете защитную пластиковую крышку двигателя, которая есть в большинстве новых автомобилей, обнажается сердце автомобиля: двигатель, окруженный радиатором, резервуарами для жидкости, воздушной камерой и аккумулятором. Независимо от того, насколько сложными могут быть двигатели — отчасти благодаря таким функциям, как прямой впрыск, согласование оборотов и т. д. — в большинстве автомобилей используется так называемый четырехтактный цикл сгорания для преобразования топлива в кинетическую энергию. В двух словах, ваш двигатель 1. всасывает воздух и топливо, 2. сжимает его, 3. воспламеняет его, толкая поршни вниз и создавая механическую силу, которая приводит в движение автомобиль, а 4. выталкивает воздух, чтобы освободить место для следующий раунд цикла.

Хотя фактический процесс значительно сложнее, четыре этапа можно в основном суммировать следующим образом:

Такт впуска: Воздух и топливо всасываются в цилиндр по мере движения поршня вниз.
Такт сжатия: Воздух, подаваемый в двигатель, и топливо сжимаются, когда цилиндр перемещается в положение хода вверх.
Такт сгорания: Искра от свечи зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, создавая давление. Расширяющаяся смесь толкает поршень вниз.
Такт выпуска: Образующаяся в результате воспламенения и расширения газовая смесь выбрасывается из цилиндра как отходы.

Мощность двигателя сильно различается в зависимости от количества цилиндров, конфигурации двигателя и таких технологий, как турбонаддув и наддув. Лошадиная сила — это не просто добавление цилиндров или рабочего объема; на самом деле, многие из современных высокопроизводительных четырехцилиндровых двигателей могут легко соответствовать или превосходить мощность своих шестицилиндровых собратьев. В наши дни это также игра технологий; соедините бензиновый двигатель меньшего размера с электродвигателем, и вы получите рецепт дополнительного ускорения. (Пример: BMW i8, который сочетает в себе 1,5-литровый рядный трехцилиндровый двигатель с турбонаддувом и электродвигатель общей мощностью 357 лошадиных сил и 420 фунт-фут крутящего момента.)

Типы двигателей

Современные двигатели внутреннего сгорания прошли долгий путь развития с 1876 года, когда уроженец Германии Николаус Отто построил первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Сегодня автомобильные инженеры регулярно творят чудеса, извлекая из конструкции максимальную мощность и эффективность. И хотя гибридные и электрические трансмиссии находятся на подъеме, на данный момент двигатели внутреннего сгорания — рядные/прямые, V-образные и оппозитные/плоские, работающие на бензине или дизельном топливе, владеют дорогой.

Рядные/прямые двигатели

Примеры рядных/рядных двигателей
Рядный/рядный-3: BMW i8
Рядный/рядный-четыре: Honda Civic Si
Рядный/рядный-шесть: 903 M BMW X90 / X4 In-6 «рядный» или «прямой» двигатель, цилиндры расположены по прямой линии. Подавляющее большинство четырехцилиндровых автомобилей на дорогах представляют собой рядные четырехцилиндровые двигатели, поэтому в отрасли их обычно называют «четырехцилиндровыми». Рядные четырехцилиндровые двигатели, как правило, используются в автомобилях эконом-класса, поскольку они дешевле в изготовлении и проще в обслуживании — цилиндры расположены вдоль одного коленчатого вала, который приводит в движение поршни.

Рядный/рядный шестицилиндровый двигатель по своей природе сбалансирован благодаря тому факту, что в нем нет вторичных гармоник, создаваемых парами поршней, движущихся под нечетными углами или на разных осях относительно друг друга, что приводит к гораздо меньшей вибрации, чем у рядных четырехцилиндровых двигателей. -цилиндровые двигатели. В настоящее время только BMW и Mercedes-Benz производят рядные/рядные шестицилиндровые двигатели для своих легковых автомобилей, и они имеют звездную репутацию благодаря плавности хода и сбалансированности.

V-образные двигатели

Примеры двигателей V-типа
V-4: Porsche 919 Hybrid Le Mans
V-6: Toyota 4runner
V-8: Dodge Challenger
v -1829: Dodge Challenger
v-10. -12: Ferrari 821 Superfast

«V-6» и «V-8» настолько прочно вошли в американский словарь, что некоторые люди могут не знать, что двигатели бывают другого формата. Двигатели V-типа обычно имеют два ряда цилиндров, установленных под углом 90 градусов друг к другу — отсюда и V-образная форма — с каждым рядом, имеющим половину общего количества цилиндров. В результате двигатели V-образного типа короче и занимают меньше места, чем прямые, что позволяет автопроизводителям уменьшить размер моторного отсека и увеличить зоны деформации и пространство для пассажиров. Их также легче установить ниже в автомобиле, что улучшает управляемость.

Если вы считаете себя фанатом автоспорта, вам нравятся V-образные двигатели, поскольку они часто используются в гоночных автомобилях. Жесткая конструкция и прочные материалы, используемые в двигателях V-образного типа, позволяют им выдерживать высокие нагрузки. Это также обеспечивает низкие силы крутильных колебаний, обеспечивая плавность хода при переключении передач и высоких оборотах.

Оппозитный/плоский двигатель

Примеры оппозитных/плоских двигателей
Четырехцилиндровый оппозитный двигатель: Subaru WRX
Плоский шестицилиндровый двигатель: Porsche 911 Carrera

Термин «боксерский» двигатель происходит от расположения поршней, расположенных горизонтально друг к другу, подобно тому, как два противоборствующих боксера касаются перчаток в начале боя. Поршни в оппозитном / плоском двигателе образуют два ряда — по одному с каждой стороны одного коленчатого вала.

Оппозитный двигатель не просто звучит устрашающе; он обеспечивает более низкий центр тяжести, чем рядные / прямые и V-образные двигатели, улучшая управляемость. (Есть причина, по которой Porsche использует оппозитный двигатель в своих 911, спортивные автомобили 718 Boxster и 718 Cayman.) Однако оппозитные двигатели, как правило, более громоздки и имеют более неудобную форму, что затрудняет их размещение в переднем моторном отсеке. (Однако Subaru — единственный другой производитель автомобилей, использующий в настоящее время оппозитный двигатель — делает это довольно успешно.)

Дизельные двигатели

Примеры дизельных двигателей
Турбодизель V-6: Ram 1500 EcoDiesel
V- 8 Турбодизель: Ford F-250 Super Duty

Избавьтесь от старого представления о дыме, извергающемся из хриплых 18-колесных транспортных средств; современные дизельные двигатели с чистым сгоранием, используемые в легковых автомобилях, гораздо менее грубы. Сгорание, которое происходит в дизельном двигателе, не требует искры; скорее, высокоэнергетическое дизельное топливо воспламеняется за счет сильного сжатия поршней: воздух сжимается, нагревая его до очень высоких температур; впрыскивается топливо, и смесь воспламеняется.

Хотя дизельные двигатели бывают с разным количеством цилиндров, они отличаются от своих газовых аналогов тем, что используют сжатие, а не искру для воспламенения сжатой топливно-воздушной смеси. Но дело не только в том, как происходит сгорание, что отличает эти силовые установки: в силу того факта, что для сгорания требуется более высокое давление, дизельный двигатель должен быть сконструирован как танк, чтобы противостоять злоупотреблениям. В результате они, как правило, служат дольше, чем стандартные двигатели внутреннего сгорания. Дизельные двигатели также более эффективны; они извлекают больше энергии из своего топлива, чем из бензина.

И, наконец, дизельные двигатели обладают одним преимуществом, которое любят многие энтузиасты: больший крутящий момент при более низких оборотах двигателя, благодаря чему они чувствуют себя более динамично при трогании с места.

Подробнее Обзоры Gear Patrol

Горячие дубли и подробные обзоры заслуживающих внимания, актуальных и интересных продуктов. Прочтите статью

Продвижение Toyota на водородном топливе привлекает поставщиков. мощная сила для углеродной нейтральности в автомобильной промышленности, которая сходит с ума из-за чисто электрических транспортных средств.

Но Toyota Motor Corp. неожиданно находит союзников в мире поставщиков.

Американский гигант турбонаддува BorgWarner Inc. и японский специалист по поршневым кольцам Riken Corp. гонятся за чистым двигателем внутреннего сгорания. Оба активизировали разработку технологий сжигания водорода с нулевым уровнем выбросов вместо грязного бензина в двигателях завтрашнего дня.

Не водородные топливные элементы, а двигатели внутреннего сгорания, в которых вместо бензина используется водород.

Растущий список компаний с энтузиазмом относится к этой идее.

BorgWarner выпускает полную линейку компонентов для водородных двигателей, включая форсунки, систему топливораспределения и электронный блок управления. В этом году компания из Мичигана даже выиграла свой первый контракт на поставку новой установки европейскому производителю строительной техники.

В то же время в прошлом году компания Riken создала новое подразделение для разработки компонентов водородного двигателя. А в мае открыла центр оценки водородных двигателей на заводе в Японии.

Toyota активно, хотя иногда и в одиночку, выступала за сжигание водорода с тех пор, как Тойода сел за руль прототипа гоночного автомобиля Corolla. За последний год он участвовал в многочисленных гонках на Corolla, работающей на водороде, а совсем недавно — на Yaris с водородным двигателем.

Но заявление Тойоды о том, что врагом является углерод, а не горение, не получило должной поддержки в мировой индустрии, которая вкладывает сотни миллиардов долларов в подключаемые электромобили.

Более чистое сгорание

Сжигание водорода фактически не содержит углерода. Кроме того, у него есть дополнительное преимущество, заключающееся в использовании существующих технологий двигателей и разветвленной всемирной сети поставщиков и рабочих, которые их разрабатывают и поставляют. Для компаний, занимающихся продуктами внутреннего сгорания, таких как BorgWarner или Riken, водород обещает более плавный переход к углеродно-нейтральному будущему.

«Проблема не в двигателе внутреннего сгорания, — сказал Ханс Хардам, региональный менеджер и главный инженер по топливным системам BorgWarner Japan Ltd. — Проблема в углероде».

Его мнение полностью совпадает с мнением Тойоды. Будучи главой крупнейшего в мире автопроизводителя, Тойода не упускает возможности поддержать философию своей компании, согласно которой чистое сгорание так же жизнеспособно в углеродно-нейтральном гамбите, как электромобили и автомобили на топливных элементах.

Между тем, другие производители автомобильной промышленности углубляются в сжигание водорода, в том числе Daimler, MAN Truck and Bus, производитель двигателей Cummins и специалист по силовым агрегатам AVL. В Японии Yamaha Motor рассматривает возможность его использования в мотоциклах и вездеходах. Ранее в этом году Yamaha разработала 5,0-литровый водородный двигатель V-8 на основе трансмиссии Toyota, используемой в спортивном купе Lexus RC F.

Стремясь еще выше, Rolls-Royce объединяется с easyJet для установки водородных двигателей на самолеты.

На земле сторонники сжигания водорода видят потенциал для ранней коммерциализации в грузовиках и других тяжелых транспортных средствах в строительстве, сельском хозяйстве или на судах. Плотность водорода делает его лучшей заменой дизельному топливу, чем электрическим батареям. Считается, что машинам, которые работают долгие часы с большими нагрузками, потребуются непрактичные тяжелые и дорогие аккумуляторные батареи.

BorgWarner предполагает первоначальное применение в тяжелых транспортных средствах, но также видит применение в внедорожниках и пикапах — транспортных средствах, которые сами по себе тяжелые и часто используются для перевозки тяжелых грузов. Но компания также считает, что есть возможность для сжигания водорода на нишевых рынках спортивных автомобилей и внедорожников.

Резкое преобразование

Компания BorgWarner работает над сжиганием водорода уже десять лет и имеет два центра разработки в Европе: один в Блуа, Франция, другой в Джиллингеме, Великобритания. Но обсуждения с клиентами активизировались только в последние годы, сказал Хардам.

Для специалистов по сжиганию топлива старой школы, таких как BorgWarner и Riken, перспектива сжигания водорода смягчает то, что в противном случае могло бы стать резким переходом к полностью электрическому будущему.

«Индустрия автозапчастей также сталкивается с «периодом больших перемен, который бывает раз в столетие», и ей необходимо претерпеть серьезные изменения и реформы», — сказал Riken о своей водородной инициативе. «Мы будем максимально использовать знания о двигателях, которые мы накопили за 90 лет, и сосредоточимся на разработке водородных двигателей в качестве двигателей следующего поколения, обеспечивающих обезуглероживание».

Поставщики находятся под давлением. BorgWarner взяла на себя обязательство к 2035 году добиться нулевого выброса углерода в своей деятельности и рассматривает сжигание водорода как способ облегчить будущее за счет настройки сегодняшних технологий.

«С 5,5 миллионами человек, работающих в автомобильной промышленности Японии, мы хотим избежать слишком быстрых структурных изменений в отрасли», — сказал Кунихико Мисима, генеральный директор BorgWarner Morse Systems Japan, одного из местных филиалов компании. «Вот почему японские производители думают об альтернативных видах топлива и так далее. Японские OEM-производители очень серьезно относятся к углеродной нейтральности».

Существующий опыт

Но BorgWarner, объем продаж оригинальных запасных частей которого в прошлом году достиг чуть менее 14 миллиардов долларов, хочет стать углеродно-нейтральным, опираясь на свой существующий опыт в области турбокомпрессоров, форсунок, топливных рамп, датчиков температуры и систем рециркуляции отработавших газов. Компания также видит потенциал в блоках управления водородными двигателями и программных модулях для регулирования давления водорода в баке.

Турбокомпрессоры, в частности, необходимы для водородных двигателей, чтобы обеспечить оптимальный баланс мощности и выбросов, сообщает компания. Водороду требуется больше воздуха, чем бензину в уравнении сгорания, и он должен работать на обедненной смеси, чтобы снизить температуру. По прогнозам BorgWarner, у водорода также есть потенциал для более высокой тепловой эффективности, чем у бензина.

Несмотря на то, что системы практически не содержат углерода — они выделяют лишь следовые количества от сгоревшей смазки — они не являются свободными от выбросов. Как и в случае с дизельным топливом, основной проблемой является оксид азота.

Но BorgWarner рассматривает сжигание водорода как важный инструмент для достижения своей корпоративной цели по углеродной нейтральности к 2035 году. зеленее завтра.

Небольшие легковые автомобили, скорее всего, будут тяготеть к чистым электрическим батареям, в то время как водородные топливные элементы в конечном итоге станут более массовым вариантом по всем направлениям.

Но сжигание водорода заполнит некоторые пробелы.

Коктейль

Технология увеличивает стоимость существующих двигателей на 30 процентов. Но поскольку он основан на проверенной технологии, сжигание водорода по-прежнему дешевле, чем электричество в батареях и топливных элементах.

А поскольку цепочка поставок уже существует, водородное сжигание может быть выведено на рынок быстрее, чем батареи следующего поколения и блоки топливных элементов. Сторонники говорят, что по сравнению с топливными элементами сжигание водорода менее затратно, надежнее и долговечнее. Но она также немного отстает от технологии топливных элементов по эффективности. И по сравнению с чисто аккумуляторными электрическими системами, сжигание водорода лучше работает в холодных и жарких условиях и при больших нагрузках.

Поскольку сжигание водорода является зарождающейся и нишевой технологией, мало что можно сказать о прогнозе ее проникновения на рынок в долгосрочной перспективе. Но BorgWarner прогнозирует, что сжигание водорода в конечном итоге может составлять от 20 до 30 процентов в секторе большегрузных транспортных средств и оборудования.

«Еще много неизвестного», сказал Хардам. «Но у этого рынка есть большой потенциал».

Использование существующих технологий сжигания топлива является ключевым фактором для поставщиков старой школы, таких как BorgWarner. Но даже стремясь модернизировать свой портфель, он не игнорирует переход на электромобили. В прошлом году компания получила чуть менее 3% своего глобального дохода от продуктов, связанных с электромобилями. Он хочет, чтобы этот показатель увеличился до 25 или более процентов в 2025 году, а затем до 45 процентов в 2030 году. У него есть длинный контрольный список новых продуктов, в том числе электродвигатели, инверторы, бортовые зарядные устройства, преобразователи постоянного тока и аккумуляторы. пакетные контроллеры.

«Вы увидите гораздо большее разнообразие силовых агрегатов, — сказал Хардам. «Это будет смесь решений в зависимости от рынка, региона, политики компании и государственной политики».

BorgWarner имеет большое присутствие в Японии, имея два завода и сеть технических центров и конструкторских бюро, которые обслуживают почти все крупные автопроизводители Японии.