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新能源动力组
一、 设计构思
由电解水产生氢气,将氢气与非金属元素结合成为氢化物然后进入储气罐储存,通过高压泵高速管道传输进入发动机内部进行做功,燃烧后的废气通过三氯催化装置并与外界空气接触冷却后变成液态回流进最初的水箱。
二、 电解水
设计构思部件由水箱、水电解槽、氧分离器、氢分离器、氧综合塔、氢综合塔、平衡装置及循环泵、压力单向阀。
电解水:氢能的产出要小于消耗的电能,依水的纯净度,一般情况下可产出小于等于70%。而电解水的最少电压在大于等于1.3伏特,通常情况下只要有电流通过就会产生电解水的现象,但由于氢能的产出的速度是与电流有直接的关系的,而车载电流无法提供大电流,所以需要在电解的液体中加入一定量的催化剂使其加速反映。
三、 氢化物
由于氢气的储存中存在很多危险因素,故将其分为两种方式:
1、 将氢气液态化,液化氢气需要在零下230摄氏度以上加压后才能保持液态。
2、 气化氢常温储存,气化氢在常温下的性质是比较稳定的,但当条件改变时(如点燃、加热等等)情况就不同了,在高温高压下氢气可以穿过很厚的钢板,当空气中所含氢气的体积占混合体积的4%~74.2%时点燃都会产生爆炸。
综合上面两种储存状态都不太符合车用的条件下,构思出用氢化物来代替纯氢气的不稳定性质。当非金属元素与氢气产生反应后,氧化变成气化氢化物,而非金属的非金属性越强会使氢化物更稳定。一般来说原子半径越小,最外层电子越多则氢化物及单质就越稳定。非金属的沸点由上至下递减那么气态氢化物的稳定性就递增。
四、 管路传输
管道传输存在很多的危险性:
首先是管道中的杂质,由于初始液体及金属构件的材质在不断的使用中会产生一些杂质,而这些杂质会随着氢气一起流动,所以需要一套过滤装置:过滤箱、进气管道、出气管道、微孔石英过滤石。
其次车辆在行驶过程中的外部和内部状况都在不停的变化中,单靠管道自己的压力传输是不能完全应对所有的状况的。而加速传输是可以避免氢气或氢化物在传输管道中自燃的必要手段。所以氢气或氢化物在进入发动机前需先进入高压传输泵根据发动机当前的做功需要分配加压传输的量和路径。
五、 发动机
由于氢化物的燃烧温度可能是现使用的燃油的三倍以上(800~3000)摄氏度。目前所使用的铸铁或全铝发动机无法承受如此高的温度,所以需要一套全新的发动机来完成做功。
设计构思:将玻璃碳作为发动机的汽缸壁及活塞顶部的材料,而将纯钢作为整个发动机的外部材料。
玻璃碳是一种类似玻璃的碳结构物质,它兼有玻璃及碳素材料的双重性能。这种物质如果在真空或非氧化性气氛下的工作温度可以达到3000摄氏度,而且耐热震性能较好。
纯钢的最高耐热可以到达上千度比铸铁和全铝都要高出一倍以上,而且性质较软容易构筑。
六、 冷却系统
目前发动机所使用的冷却液有水和防冻液两种,此两种液体具有吸热性能好、,传输方便、散热快等等优点。但对于上千度的燃烧温度它们是心有余而力不足的。
设计构思:新的冷却液必须在以上冷却液的优点上更胜一筹。
设想:将R134A与防冻液合并使用或R134A独立使用。
R-134a制冷剂,别名R134a、HFC134a、HFC-134a、四氟乙烷,商品名称有SUVA 134a、Genetron 134a、KLEA 134a等,中文名称四氟乙烷,英文名称1,1,1,2-tetrafluoroethane,化学名1,1,1,2-- 四氟乙烷,分子式CH2FCF3。由于R-134a属于HFC类物质(非ODS物质Ozone-depleting Substances)——因此完全不破坏臭氧层,是当前世界绝大多数国家认可并推荐使用的环保制冷剂,也是目前主流的环保制冷剂,广泛用于新制冷空调设备上的初装和维修过程中的再添加。
在车辆空调系统中使用的R134A有很强的吸热能力,且如果使用空调循环系统散热的话,散热能力应该比水箱的冷却系统更强。具体实用性还有待实验。
最后综上所述内容还在构思阶段没有任何的实验数据。希望各位老师阅后多多提出意见。谢谢!
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