7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul

1/14

Capitolul 4 HIDROGENUL

Cel mai rspndit element din Univers:- peste 70% din materia Universului;- pe Pmnt:

o n cantiti f. mici n aer;o cominat cu !" apa;

o cominat cu C #C.$escoperit de Cavendis n &7''(r. & n taelul lui )endeleev: nr. atomic &; mas atomic &*00+,ncolor* inodor -i insipid; cel mai u-or a/* putnd difu/a prin orificii fine.ste asorit de metale 12e* 3l* Cu etc.4 cu inserare n reeaua molecular.

4.1PROPRIETI FIZICE ALE HIDROGENULUI

Prinipal!l! on"tant! #i$i! al! H%Gr!utat! &ol!ular' "*0&5'Punt (! topir!1la p06 &*0& &05Pa4

temperatura tt6 8"59*"00Ccldura de topire topire6 5+*'&5 '0*55 5 )pa

*tar!a nor&al'1la p06 &*0& &05Pa -i ? 6 "7@4densitatea 6 0*0+9+7 =mdensitatea relativ la aer rel= 0*0'9+>

cldura specific cp6 &>*"5 &08' (s=m"

coef. de difu/ie n aer 0*' cm"=sRaportul 'l(urilor "p!i#i! cp=cv6 &*>&

Carat!ri"tii pri+in( ar(!r!a H%Carat!ri"tia H% ,!n$in' -otorin'Amin B(maer= (m#" "*+ &>*9aer=com &>*9aer=comiB"'90 >"'00i amestec stoiciometricB5 50 ... '00 >7 ... >9Dlaminar maE. = Fpropan

la p06 & &05Pa; ?06 "9@'*79

1"5+ cm=s40*9"

15 cm=s4Aimite de inflamailitate la p06 & &05Pa; ?06 "9@

am. sr."*9'%

srac6&0 &*&5 8am. o.

75%

oat60*9>0*7 8

33

7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul

2/14

$eoarece #"este f. mic* reducerea cu 0% a aerului admis n motor Picu 0%.

Gite/a de difu/ie a #"este de 7... + ori >la vaporii de en/in u-urareaamestecrii rapide cu aerul* ciar la do/aHe srace -i nmari

Ie comin cu !" la rece* n pre/ena unui catali/atorn pre/ena unei flcri

i amestec stoic.#"i amestec stoic. en/. Punctele de fierere -i critic avnd temperaturi f. sc/ute dificulti la

stocarea #"la ordul autove. Aimite de inflamailitate mai lari funcionare cu amestecuri mai srace

D ardere #">D ardere idrocaruri fa/a , a arderii se scurtea/*d

dp

?endin pronunat spre (!tonai!dificulti maHore la utili/area #"la )3C nerie minim de aprindere f. redus 1de aproE. &0 ori

7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul

3/14

%/.04.%014.%APRINDEREA 2I ARDEREA HIDROGENULUI 3N -.A.*.

Fard. laminar #"6 7 ... &0 ori Fard. laminar #Cfa/a iniial a arderii mai rapidFard. turulent #"6 " ori Fard. turulent #Cfa/a principal a arderii mai rapid

35

Pentru & vite/a de arde8re devine eEcesiv.Uneori arderea poate luaaspect de detonaie.! soluie o constituie utili8/area unui amestec maisrac.

7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul

4/14

$in cau/a vite/elor de ardere mai ridicate ale #"* se reduce dispersia ciclic.Aa utili/area inHeciei* c-tiul este mai important datorit uniformi/rii deitrii #".Ie poate funciona cu amestecuri f. srace 1"4.

C'i (! t!&p!rar! a (!a5'rii 'l(urii (! r!ai! Utili/area amestecurilor srace; la amestecuri prea srace* cre-te

dispersia ciclic; Jeducerea avansului la scnteie $eplasarea arderii n destindere

o Icade io Iuprancl/irea supapelor de evacuare

,nHecia de ap n cilindru

o Ie poate aHune la 6 &*> ... &*7 cud

dpacceptaile

o Itocarea apei la ordul automoiluluio Coro/iunea motorului de ctre ap

,nHectarea #"n cilindru* la sfr-itul comprimriio )rirea duratei inHeciei

Cominarea metodelor de formare a amestecului idroen aer neEteriorul -i interiorul camerei de ardere 1fumiare4

o 3mestec eEterior srac 4o ,nHectarea fraciunii principale n camera de ardere; se poate

funciona cu un 1,1n condiii normale Jecircularea a/elor de evacuare cu o rcire prealail

o Iuprimarea preaprinderilor -i ntoarcerii flcrii n aleria deadmisie

36

7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul

5/14

o fectul termic al a/elor de evacuare atenuea/ efectul dilurii

o fect sla asuprad

dp

Prevenirea formrii punctelor fierini pe peretele camerei de ardereo 3leerea unei uHii cu cifr termic corespun/toare 1uHie ct

mai rece4 s8a aHuns la funcionare acceptail cu 1,55o Jcirea supapei de evacuare -i a pereilor camerei de ardere

redimensionarea sistemului de rcireo Jcirea capului pistonului prin stropire cu Het de ulei

,nHectarea de #"rcit la 0 ... >0oC; se complic f. mult sistemul dealimentare

Utili$ar!a H%6n a&!"t! u )!n$ina Pentru pornirea motorului* m... -i sarcini mici numai #" 2uncionare la sarcini miHlocii cu alimentare miEt 8 #"K en/in Aa sarcini mari se utili/ea/ numai en/ina %7.04.%011

0/.0/.%014

4.APRINDEREA 2I ARDEREA HIDROGENULUI 3N -.A.C.

4..1 Partiularit'i al! aprin(!rii 8i ar(!rii 9i(ro!nului 6n &.a..

a4 $omeniul do/aHelor utili/aile este eEtrem de nust:

4 $ispersie ciclic foarte mare

c4 Lntr/iere mare la autoaprindere

37

7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul

6/14

4..% -i5loa! (! ontrol al ar(!rii 9i(ro!nului 6n &.a..La uzuale metode speciale de asistare a aprinderii

E: uHie de incandescen Lnceputul=sfr-itul inHeciei

B!J3C$urata inHeciei

B!J3CpiB)pa i

HIDROGEN : )u5i! (! inan(!"!n'5 &+ 8 5 = 9 >> 0*"7 0*9> "9 0 = 5 5 0* 0*9

*" &+ 8 > = >+ 5" 0*+ 0*>0 "9 8 = 9 >" 0*>> 0*>0

-OTORIN>*& &+ 8 &> = 8 > &0 0*&" 0*"'*" &+ 8 & = 8 " && 0*"& 0*""*' &+ 8 & = 0 & 0*0 0*"'

Pentru motorin:pi6 0*' = )pa la &*&

7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul

7/14

Injecia hidrogenului n dou etape injecie pilot!m.a.c. cu camer separat de vrteH:

pilotul la 50J3C naintea p.m.i.inHecia principal la 7*50J3C naintea p.m.i.

- Aa o cantitate prea mare de #" n pilot autoaprinderea pilotului funcionare rutal:

- )asa pilotului cu ct inj" pilot

- Aa un inj" pilotprea mare aprinderi necontrolate* de la puncte calde

#tilizarea combinat a hidrogenului cu motorinaa4 Pilot de motorin* do/a principal de idroen

Aimite definite de :

Galoarea maEim admisiil a luid

dp

Aimita autoaprinderii amestecului omoen idroen aer

39

7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul

8/14

)rirea do/ei pilot mers dur al motorului* ciarla do/aHe srace #"8aer;

Aa do/aHe oate apare #"n a/ele de evacuare; Pilot din motorin minim* att ct s se oin o

aprindere stail; Cre-terea temperaturii amestecului la admisiunea

n motor reducerea proporiei maEime de #"reducereape$daos de hidrogen n admisie

40

Aa sarcini mari i8ardere mai rapid Aa sarcini mici i8

ardere incomplet aidroenului Cre-terea B#" limitat

depma%-i demaE

d

dp

1limitarea /omotului4 Ie poate reduce fumul

emis

7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul

9/14

09.05.2012

4.4 *I*TE-E DE ALI-ENTARE CU HIDROGEN4.4.1 *toar!a 9i(ro!nului la )or(ul auto&o)ilului

A; *u) #or&' o&pri&at' 6n )ut!lii7&% din masa autoveiculului autoturisme cu cilindree mic;'0% din masa autoveiculului autoturisme cu cilindree medie;"% din masa autoveiculului autou/e.Coeficient de risc prea mare

,; *u) #or&' li9i('Poate fi stocat numai la "50C re/ervoare crioenice

Iistemul este complicat -i costisitor.masa re/ervorului fa de en/in de > orivolumul re/ervorului fa de en/in de 5 ori

C; 3n 9i(ruri &!tali! 1

7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul

10/14

)e# de temperaturi Hoase 8 &00C ... K &000C ncl/ire cu fluidul de rcire; de temperaturi nalte "500C ... 500C ncl/ire cu a/ele de evac.Condiii privind re/ervoarele cu )e#:

8 deitul de #"-i presiunea de alimentare;8 la distruerea re/ervorului* #"rmne locat n reeaua

cristalin a )e#

8 tolerana fa de impuriti provenite din procesele defaricare a #"1C!* #"!4

8 stailitate la ciclurile repetate de asorie desorie8 desprindere de particule metalice din idrur -i antrena8rea lor n motor8 siurana n funcionare -i fiailitatea )e#

D!n"itat!a (! "toar! a !n!ri!i=8 #"n )e#: 0*' "*5 D=

42

)e# de temp. nalte )e# de tem . oase

7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul

11/14

8 #"pur: D=8 en/in: && D=

*oluii on"truti+!=a4 1 r!ipi!ntcu )e# de Hoas temperatur tip 2e ?i; aent termic 8

licidul de rcire4 1 r!ipi!ntcu )e# de Hoas temperatur tip 2e ?i; aent termic 8

licidul de rcire >

>1 r!ipi!nt ?prinipalul;cu )e# de nalt temperatur tip ) (i; aent termic a/ele de evacuarec4 % r!ipi!nt! 6n "!ri!cu )e# de nalt temperatur K )e# de Hoas

temperatur; aent termic a/ele de evacuare

Ta)!l o&parati+privind alimentarea unui autoturism cu comustiili diferii

Gt&*' dm; Gmed 6 75 m=; mauto900 ; autonomie de mers 6 500 m?ip comustiil Consum Bl=&00m Gre/ervorBl )re/ervorB

)otorin 5*' "+*& &Nen/in '*5 "*5 "

OPA 7*0 5 >0)etanol 1+0 &00%4 && &" '0 '+Oa/e naturale 8 &50 &50#idroen licid 8 ">0 "0#idroen din )e# 8 "00 '00

2luEul de ap perpendicular pe 2luEul de ap n lunul arelor de idrurarele de idrur

% r!ipi!nt! 6n "!ri!cu)e# de nalt temperatur K )e# de Hoas temperatur

43

1 r!ipi!ntcu )e# de Hoastemperatur tip 2e ?i; aenttermic 8 licidul de rcire

1 r!ipi!nt ?prinipalul;cu )e# denalt temperatur tip ) (i; aenttermic a/ele de evacuare

7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul

12/14

1%.0/.%014

44

1-rezervoare de H2cu hidrur Fe-Ti; 2-

robinee; 3-conduc co!ecoare; 4-

veni! e!ecro"a#neic; 5-reducor-

re#u!aor; 6-dozaor-a"e$ecor; 7-

circui de rcire a! "ooru!ui; 8-%o"%

de a%; 9-%o"% $u%!i"enar de a%;

10-rezervor %re$uriza de a%; 11-

rezervor aer co"%ri"a; 12-a&ua&e de

a%; 13-co!ecor de ad"i$iune; 14-

veni! e!ecro"a#neic %' re#!area

%re$iunii de %u!verizare a a%ei; 15-

re#u!aor; 16-radiaoru! $i$e"u!ui de

rcire a! "ooru!ui; 17-conduce de

a!i"enare; 18-re#u!aor de %re$iune;

19-veni! "anua!; 20-bue!iea!i"enare cu H2'

7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul

13/14

3 intrarea motorinei de la pompa de comand; N ie irea motorinei; C pierderi de motorini # "; & racord motorin; " arc; piston idraulic; > corp inHector; 5 supap de # ".

45

1-rezervor "oorin; 2-%o"% de in&ec ie

$andard; 3-conduc de (na! %re$iune; 4-

cu%!a&; 5-%o"% de in&ec ie $u%!i"enar;

6-in&ecor "oorin; 7 i 7 )-racorduri a%;

8-rezervor hidruri; 9-conduc "oorin %

ac ionarea in&ecoru!ui de H 2; 10-in&ecor

de H2'

1-arbore cu ca"e; 2-$u%a% de H2;

3-conduc de H2izo!a er"ic; 4-

oburaor; 5-co!ecor de evacuare

* + inroducerea H2(n i"%u! ad"i$iunii, !a

1-1,2 bar;

** + in&ecarea H2(n ci!indru, !a (nce%uu!

co"%ri"rii, !a 1,5-3 bar;

*** + in&ecarea H2(n ci!indru, !a $r iu!

co"%ri"rii, !a 50-90 bar'

*. + in&ec ia "oorinei;

*H + in&ec ia hidro#enu!ui'

7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul

14/14

3 intrare motorin pt. comand; N retur motorin; C intrare #"; $ drenare #";& pulveri/ator; " piston8ac; 8 aie de relaH; > corpul inHectorului; 5 8 uru de relaH; '

inele de etan are; 7 arc.

46

1 + $u%a% de H2; 2 + racord a!i"enare

cu H2; 3 + raducor de %re$iune; 4 +

bu&ie incande$cen; 5 + a&ua&; 6 +

ca"'

1 + "iez "a#neic; 2 i 5 + !a#re de #hidare; 3 + acu! in&ecoru!ui; 4 + $ediu! %u!verizaoru!ui;

6 + bobin de ac ionare'