बीएमडब्ल्यू और हाइड्रोजन: आंतरिक दहन इंजन

कंपनी की परियोजनाएँ 40 साल पहले 5 श्रृंखला के हाइड्रोजन संस्करण के साथ शुरू हुईं

बीएमडब्ल्यू लंबे समय से इलेक्ट्रिक मोबिलिटी में विश्वास करती रही है। आज, इस क्षेत्र में टेस्ला को बेंचमार्क माना जा सकता है, लेकिन दस साल पहले, जब अमेरिकी कंपनी ने एक अनुकूलित एल्यूमीनियम प्लेटफॉर्म की अवधारणा का प्रदर्शन किया, जिसे तब टेस्ला मॉडल एस के रूप में महसूस किया गया था, बीएमडब्ल्यू सक्रिय रूप से मेगासिटी पर काम कर रहा था। वाहन परियोजना। 2013 को बीएमडब्ल्यू i3 के रूप में विपणन किया गया है। अवंत-गार्डे जर्मन कार न केवल एकीकृत बैटरी के साथ एक एल्यूमीनियम समर्थन संरचना का उपयोग करती है, बल्कि कार्बन-प्रबलित पॉलिमर से बना शरीर भी है। हालांकि, टेस्ला अपने प्रतिद्वंद्वियों से निर्विवाद रूप से आगे है, इसकी असाधारण कार्यप्रणाली है, विशेष रूप से इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बैटरी विकसित करने के पैमाने पर - लिथियम-आयन सेल निर्माताओं के साथ संबंधों से लेकर गैर-इलेक्ट्रिक अनुप्रयोगों वाले विशाल बैटरी कारखानों के निर्माण तक। गतिशीलता।

लेकिन आइए बीएमडब्ल्यू पर वापस जाएं क्योंकि टेस्ला और इसके कई प्रतिस्पर्धियों के विपरीत, जर्मन कंपनी अभी भी हाइड्रोजन की गतिशीलता में विश्वास करती है। हाल ही में, कंपनी के हाइड्रोजन फ्यूल सेल के वाइस प्रेसिडेंट डॉ. जर्गेन गोल्डनर के नेतृत्व में एक टीम ने आई-हाइड्रोजन नेक्स्ट फ्यूल सेल का अनावरण किया, जो कम तापमान वाली रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा संचालित एक स्व-चालित जेनसेट है। यह क्षण बीएमडब्ल्यू के ईंधन सेल वाहन विकास के शुभारंभ की 10वीं वर्षगांठ और ईंधन कोशिकाओं पर टोयोटा के साथ सहयोग की 7वीं वर्षगांठ का प्रतीक है। हालांकि, हाइड्रोजन पर बीएमडब्ल्यू की निर्भरता 40 साल पीछे चली जाती है और यह बहुत अधिक "गर्म तापमान" है।

यह कंपनी द्वारा विकास की एक सदी के एक चौथाई से अधिक है, जिसमें हाइड्रोजन का उपयोग आंतरिक दहन इंजनों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है। उस अवधि के अधिकांश समय के लिए, कंपनी का मानना ​​था कि एक हाइड्रोजन-संचालित आंतरिक दहन इंजन एक ईंधन सेल की तुलना में उपभोक्ता के अधिक निकट था। लगभग 60% की दक्षता और 90% से अधिक की दक्षता के साथ एक इलेक्ट्रिक मोटर के संयोजन के साथ, एक ईंधन सेल इंजन हाइड्रोजन पर चलने वाले आंतरिक दहन इंजन की तुलना में बहुत अधिक कुशल है। जैसा कि हम निम्नलिखित पंक्तियों में देखेंगे, उनके प्रत्यक्ष इंजेक्शन और टर्बोचार्जिंग के साथ, आज के डाउनसाइज़्ड इंजन हाइड्रोजन देने के लिए बेहद उपयुक्त होंगे - बशर्ते कि उचित इंजेक्शन और दहन नियंत्रण प्रणाली मौजूद हों। लेकिन जबकि हाइड्रोजन-संचालित आंतरिक दहन इंजन आमतौर पर लिथियम-आयन बैटरी के साथ संयुक्त ईंधन सेल की तुलना में बहुत सस्ते होते हैं, वे अब एजेंडे में नहीं हैं। इसके अलावा, दोनों मामलों में हाइड्रोजन गतिशीलता की समस्या प्रणोदन प्रणाली के दायरे से बहुत आगे निकल जाती है।

और फिर भी, हाइड्रोजन क्यों?

अधिक से अधिक वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करने की मानवता की खोज में हाइड्रोजन एक महत्वपूर्ण तत्व है, जैसे कि सूर्य, हवा, पानी और बायोमास से ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करके संग्रहीत करने के लिए एक पुल। सीधे शब्दों में कहें तो इसका मतलब यह है कि इन प्राकृतिक स्रोतों द्वारा उत्पादित बिजली को बड़ी मात्रा में संग्रहीत नहीं किया जा सकता है, लेकिन इसका उपयोग पानी को ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में विभाजित करके हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है।

बेशक, हाइड्रोजन को गैर-नवीकरणीय हाइड्रोकार्बन स्रोतों से भी निकाला जा सकता है, लेकिन जब इसे ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग करने की बात आती है तो यह लंबे समय से अस्वीकार्य है। यह एक निर्विवाद तथ्य है कि हाइड्रोजन के उत्पादन, भंडारण और परिवहन की तकनीकी समस्याएं हल करने योग्य हैं - व्यवहार में, अब भी, इस गैस की भारी मात्रा में रासायनिक और पेट्रोकेमिकल उद्योगों में कच्चे माल के रूप में उत्पादन और उपयोग किया जाता है। इन मामलों में, हालांकि, हाइड्रोजन की उच्च लागत घातक नहीं है, क्योंकि यह उन उत्पादों की उच्च लागत पर "पिघल जाती है" जिनमें यह शामिल है।

हालांकि, प्रकाश गैस को ऊर्जा स्रोत के रूप में और बड़ी मात्रा में उपयोग करने की समस्या थोड़ी अधिक जटिल है। ईंधन तेल के संभावित रणनीतिक विकल्प की तलाश में वैज्ञानिक लंबे समय से अपना सिर हिला रहे हैं, और विद्युत गतिशीलता और हाइड्रोजन में वृद्धि निकट सहजीवन में हो सकती है। इस सब के केंद्र में एक सरल लेकिन बहुत महत्वपूर्ण तथ्य है - हाइड्रोजन का निष्कर्षण और उपयोग पानी के संयोजन और अपघटन के प्राकृतिक चक्र के चारों ओर घूमता है ... यदि मानवता सौर ऊर्जा, हवा और पानी जैसे प्राकृतिक स्रोतों का उपयोग करके उत्पादन विधियों में सुधार और विस्तार करती है, हानिकारक उत्सर्जन उत्सर्जित किए बिना असीमित मात्रा में हाइड्रोजन का उत्पादन और उपयोग किया जा सकता है।
उत्पादन

वर्तमान में, दुनिया 70 मिलियन टन से अधिक शुद्ध हाइड्रोजन का उत्पादन करती है। इसके उत्पादन के लिए मुख्य कच्चा माल प्राकृतिक गैस है, जिसे "सुधार" (कुल का आधा) नामक प्रक्रिया में संसाधित किया जाता है। हाइड्रोजन की छोटी मात्रा अन्य प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित की जाती है जैसे क्लोरीन यौगिकों का इलेक्ट्रोलिसिस, भारी तेल का आंशिक ऑक्सीकरण, कोयला गैसीकरण, कोक का उत्पादन करने के लिए कोयला पायरोलिसिस और गैसोलीन सुधार। विश्व के लगभग आधे हाइड्रोजन उत्पादन का उपयोग अमोनिया के संश्लेषण (जिसका उपयोग उर्वरकों के उत्पादन में फीडस्टॉक के रूप में किया जाता है), तेल शोधन और मेथनॉल के संश्लेषण में किया जाता है।

ये उत्पादन योजनाएं पर्यावरण पर अलग-अलग डिग्री का बोझ डालती हैं और दुर्भाग्य से, उनमें से कोई भी वर्तमान ऊर्जा स्थिति के लिए एक सार्थक विकल्प प्रदान नहीं करती है - सबसे पहले क्योंकि वे गैर-नवीकरणीय स्रोतों का उपयोग करती हैं, और दूसरी बात यह है कि उत्पादन कार्बन डाइऑक्साइड जैसे अवांछित पदार्थों का उत्सर्जन करता है। भविष्य में हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए सबसे आशाजनक तरीका बिजली की मदद से पानी का अपघटन है, जिसे प्राथमिक विद्यालय में जाना जाता है। हालाँकि, स्वच्छ ऊर्जा चक्र को बंद करना वर्तमान में केवल प्राकृतिक और विशेष रूप से सौर और पवन ऊर्जा का उपयोग करके पानी को विघटित करने के लिए आवश्यक बिजली उत्पन्न करने के लिए संभव है। डॉ. गोल्डनर के अनुसार, आधुनिक प्रौद्योगिकियां हवा और सौर प्रणालियों से "जुड़ी" हैं, जिनमें छोटे हाइड्रोजन स्टेशन शामिल हैं, जहां बाद वाले को साइट पर उत्पादित किया जाता है, इस दिशा में एक बड़ा नया कदम है।
भंडारण की जगह

हाइड्रोजन को गैसीय और तरल दोनों चरणों में बड़ी मात्रा में संग्रहीत किया जा सकता है। ऐसे सबसे बड़े जलाशय, जिनमें हाइड्रोजन अपेक्षाकृत कम दबाव पर होता है, "गैस मीटर" कहलाते हैं। मध्यम और छोटे टैंकों को 30 बार पर हाइड्रोजन संग्रहीत करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जबकि सबसे छोटे विशेष टैंक (विशेष स्टील या कार्बन फाइबर प्रबलित मिश्रित सामग्री से बने महंगे उपकरण) 400 बार का निरंतर दबाव बनाए रखते हैं।
हाइड्रोजन को एक तरल चरण में -253 डिग्री सेल्सियस प्रति यूनिट वॉल्यूम पर संग्रहीत किया जा सकता है जिसमें 1,78 बार पर संग्रहीत होने की तुलना में 700 गुना अधिक ऊर्जा होती है - तरलीकृत हाइड्रोजन प्रति यूनिट वॉल्यूम में ऊर्जा की समतुल्य मात्रा प्राप्त करने के लिए, गैस को संपीड़ित किया जाना चाहिए 1250 बार। चिल्ड हाइड्रोजन की उच्च ऊर्जा दक्षता के कारण, बीएमडब्ल्यू अपने पहले सिस्टम के लिए जर्मन रेफ्रिजरेशन ग्रुप लिंडे के साथ साझेदारी कर रहा है, जिसने हाइड्रोजन को द्रवीभूत करने और स्टोर करने के लिए अत्याधुनिक क्रायोजेनिक उपकरण विकसित किए हैं। वैज्ञानिक अन्य की पेशकश भी करते हैं, लेकिन फिलहाल कम लागू होते हैं, हाइड्रोजन के भंडारण के विकल्प - उदाहरण के लिए, विशेष धातु के आटे में दबाव में भंडारण, धातु हाइड्राइड के रूप में, और अन्य।

रासायनिक संयंत्रों और तेल रिफाइनरियों की उच्च सांद्रता वाले क्षेत्रों में हाइड्रोजन ट्रांसमिशन नेटवर्क पहले से ही मौजूद हैं। सामान्य तौर पर, कार्यप्रणाली प्राकृतिक गैस के संचरण के समान है, लेकिन हाइड्रोजन की जरूरतों के लिए बाद वाले का उपयोग हमेशा संभव नहीं होता है। हालाँकि, पिछली शताब्दी में भी, यूरोपीय शहरों में कई घर पाइपलाइन प्रकाश गैस से रोशन होते थे, जिसमें 50% तक हाइड्रोजन होता है और पहले स्थिर आंतरिक दहन इंजन के लिए ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है। प्रौद्योगिकी का वर्तमान स्तर पहले से ही प्राकृतिक गैस के लिए उपयोग किए जाने वाले मौजूदा क्रायोजेनिक टैंकरों के माध्यम से तरलीकृत हाइड्रोजन के अंतरमहाद्वीपीय परिवहन की अनुमति देता है।

बीएमडब्ल्यू और आंतरिक दहन इंजन

"पानी। स्वच्छ बीएमडब्ल्यू इंजनों का एकमात्र अंतिम उत्पाद जो पेट्रोलियम ईंधन के बजाय तरल हाइड्रोजन का उपयोग करता है और सभी को स्पष्ट विवेक के साथ नई तकनीकों का आनंद लेने की अनुमति देता है।

ये शब्द 745वीं सदी की शुरुआत में एक जर्मन कंपनी के विज्ञापन अभियान के उद्धरण हैं। ऐसा माना जाता है कि यह बवेरियन ऑटोमेकर के फ्लैगशिप के एक आकर्षक XNUMX-घंटे के हाइड्रोजन संस्करण का प्रचार कर रहा है। विदेशी, क्योंकि, बीएमडब्ल्यू के अनुसार, हाइड्रोकार्बन ईंधन के विकल्पों में परिवर्तन, जिसे ऑटो उद्योग ने शुरू से ही बढ़ावा दिया है, के लिए पूरे औद्योगिक बुनियादी ढांचे में बदलाव की आवश्यकता होगी। उस समय, बवेरियन लोगों को व्यापक रूप से विज्ञापित ईंधन कोशिकाओं में नहीं, बल्कि हाइड्रोजन के साथ काम करने के लिए आंतरिक दहन इंजनों के रूपांतरण में एक आशाजनक विकास पथ मिला। बीएमडब्ल्यू का मानना ​​है कि यह रेट्रोफिट एक हल करने योग्य समस्या है और पहले से ही विश्वसनीय इंजन प्रदर्शन प्रदान करने और अनियंत्रित शुद्ध हाइड्रोजन दहन की प्रवृत्ति को खत्म करने की मुख्य चुनौती की दिशा में महत्वपूर्ण प्रगति कर रहा है। इस दिशा में सफलता इंजन प्रक्रियाओं के इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण के क्षेत्र में सक्षमता और गैस वाल्वेट्रोनिक और वैनोस के लचीले वितरण के लिए बीएमडब्ल्यू के पेटेंट सिस्टम का उपयोग करने की क्षमता के कारण है, जिसके बिना "हाइड्रोजन इंजन" के सामान्य संचालन की गारंटी देना असंभव है। .

हालांकि, इस दिशा में पहला कदम 1820 से पहले का है, जब डिजाइनर विलियम सेसिल ने तथाकथित "वैक्यूम सिद्धांत" पर चलने वाला एक हाइड्रोजन-ईंधन वाला इंजन बनाया था - एक ऐसी योजना जो बाद में एक आंतरिक इंजन के साथ आविष्कार की गई योजना से पूरी तरह अलग थी। जलता हुआ। 60 साल बाद आंतरिक दहन इंजन के अपने पहले विकास में, अग्रणी ओटो ने लगभग 50% हाइड्रोजन सामग्री के साथ पहले से उल्लेखित और कोयला-व्युत्पन्न सिंथेटिक गैस का उपयोग किया। हालांकि, कार्बोरेटर के आविष्कार के साथ, गैसोलीन का उपयोग अधिक व्यावहारिक और सुरक्षित हो गया है, और तरल ईंधन ने अब तक मौजूद अन्य सभी विकल्पों को बदल दिया है। ईंधन के रूप में हाइड्रोजन के गुण कई वर्षों बाद अंतरिक्ष उद्योग द्वारा खोजे गए थे, जिसने जल्दी से पता लगाया कि हाइड्रोजन में मानव जाति के लिए ज्ञात किसी भी ईंधन का सबसे अच्छा ऊर्जा/द्रव्यमान अनुपात था।

जुलाई 1998 में, यूरोपीय ऑटोमोबाइल इंडस्ट्रीज एसोसिएशन (ACEA) ने 2 तक संघ में नई पंजीकृत कारों से CO140 उत्सर्जन को औसतन 2008 ग्राम प्रति किलोमीटर तक कम करने के लिए प्रतिबद्धता जताई। व्यवहार में, इसका मतलब 25 की तुलना में उत्सर्जन में 1995% की कमी है और यह लगभग 6,0 लीटर/100 किमी के नए बेड़े की औसत ईंधन खपत के बराबर है। यह कार कंपनियों के लिए कार्य को बेहद कठिन बना देता है और बीएमडब्ल्यू विशेषज्ञों के अनुसार, इसे या तो कम कार्बन वाले ईंधन से या ईंधन संरचना से कार्बन को पूरी तरह से हटाकर हल किया जा सकता है। इस सिद्धांत के अनुसार, हाइड्रोजन ऑटोमोटिव परिदृश्य पर अपनी पूरी महिमा में दिखाई देता है।
बवेरियन कंपनी हाइड्रोजन से चलने वाले वाहनों का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू करने वाली पहली कार निर्माता बन गई है। नए विकास के लिए जिम्मेदार बीएमडब्ल्यू बोर्ड के सदस्य बीएमडब्ल्यू बर्कहार्ड गोशेल का आशावादी और आश्वस्त दावा है कि "कंपनी 7 सीरीज़ की समाप्ति से पहले हाइड्रोजन कारें बेचेगी" वास्तव में सच हो रही है। हाइड्रोजन 7 के साथ, सातवीं श्रृंखला का संस्करण 2006 में पेश किया गया और इसमें 12 एचपी 260-सिलेंडर इंजन है। यह संदेश वास्तविकता बन जाता है.

इरादा महत्वाकांक्षी लगता है, लेकिन अकारण नहीं। बीएमडब्ल्यू 1978 से 5 सीरीज (ई12) के साथ हाइड्रोजन आंतरिक दहन इंजन के साथ प्रयोग कर रहा है, 1984 में ई 745 का 23 घंटे का संस्करण पेश किया गया था और 11 मई 2000 को इसने इस विकल्प की अनूठी क्षमताओं का प्रदर्शन किया। , 15 एचपी का प्रभावशाली बेड़ा 750-सिलेंडर हाइड्रोजन-संचालित इंजन वाली सप्ताह की ई 38 कारों ने 12 किमी की मैराथन दौड़ लगाई, जो कंपनी की सफलता और विशेष रूप से नई तकनीक के वादे को प्रदर्शित करती है। 170 और 000 में, इनमें से कुछ वाहन हाइड्रोजन के विचार को बढ़ावा देने के लिए विभिन्न प्रदर्शनों में भाग लेते रहे। इसके बाद अगली 2001 श्रृंखला पर आधारित एक नया विकास आता है, जिसमें आधुनिक 2002-लीटर आठ-सिलेंडर इंजन का उपयोग किया जाता है और 7 किमी/घंटा की शीर्ष गति देने में सक्षम होता है, इसके बाद 4,4-सिलेंडर छह-लीटर इंजन के साथ नवीनतम विकास होता है।

कंपनी की आधिकारिक राय के अनुसार, बीएमडब्ल्यू ने ईंधन सेल के लिए इस तकनीक को प्राथमिकता क्यों दी, इसके वाणिज्यिक और मनोवैज्ञानिक दोनों आधार हैं। सबसे पहले, यदि औद्योगिक बुनियादी ढांचे में बदलाव होता है तो इस पद्धति में काफी कम निवेश की आवश्यकता होगी। दूसरे, क्योंकि लोग अच्छे पुराने आंतरिक दहन इंजन के आदी हैं, वे इसे पसंद करते हैं, और इससे अलग होना मुश्किल होगा। और तीसरा, क्योंकि साथ ही यह तकनीक ईंधन सेल तकनीक की तुलना में तेजी से विकसित हो रही है।

बीएमडब्लू (BMW) कारों में, हाइड्रोजन को एक अति-अछूता क्रायोजेनिक पोत में संग्रहीत किया जाता है, जो जर्मन प्रशीतन समूह लिंडे द्वारा विकसित एक उच्च-तकनीकी थर्मस बोतल की तरह होता है। कम भंडारण तापमान पर, ईंधन तरल चरण में होता है और सामान्य ईंधन के रूप में इंजन में प्रवेश करता है।

म्यूनिख कंपनी के डिजाइनर इंटेक मैनिफोल्ड में ईंधन इंजेक्शन का उपयोग करते हैं, और मिश्रण की गुणवत्ता इंजन ऑपरेटिंग मोड पर निर्भर करती है। आंशिक लोड मोड में, इंजन डीजल के समान दुबले मिश्रण पर चलता है - केवल इंजेक्ट किए गए ईंधन की मात्रा बदल जाती है। यह मिश्रण का तथाकथित "गुणवत्ता नियंत्रण" है, जिसमें इंजन अतिरिक्त हवा के साथ चलता है, लेकिन कम भार के कारण नाइट्रोजन उत्सर्जन कम से कम होता है। जब महत्वपूर्ण शक्ति की आवश्यकता होती है, तो इंजन मिश्रण के तथाकथित "मात्रात्मक विनियमन" और सामान्य (दुबले नहीं) मिश्रणों की ओर बढ़ते हुए, गैसोलीन इंजन की तरह काम करना शुरू कर देता है। ये परिवर्तन संभव हैं, एक ओर, इंजन में इलेक्ट्रॉनिक प्रक्रिया नियंत्रण की गति के लिए धन्यवाद, और दूसरी ओर, गैस वितरण नियंत्रण प्रणालियों के लचीले संचालन के लिए धन्यवाद - "डबल" वैनोस, जो संयोजन में काम कर रहे हैं थ्रॉटल के बिना वेल्वेट्रोनिक सेवन नियंत्रण प्रणाली के साथ। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि, बीएमडब्ल्यू इंजीनियरों के अनुसार, इस विकास की कार्य योजना प्रौद्योगिकी के विकास में केवल एक मध्यवर्ती चरण है और भविष्य में इंजनों को सीधे हाइड्रोजन इंजेक्शन को सिलेंडर और टर्बोचार्जर में स्थानांतरित करना होगा। यह उम्मीद की जाती है कि इन विधियों के आवेदन से समान गैसोलीन इंजन की तुलना में कार के गतिशील प्रदर्शन में सुधार होगा और आंतरिक दहन इंजन की समग्र दक्षता में 50% से अधिक की वृद्धि होगी।

एक दिलचस्प विकास तथ्य यह है कि "हाइड्रोजन" आंतरिक दहन इंजनों में नवीनतम विकास के साथ, म्यूनिख में डिजाइनर ईंधन कोशिकाओं के क्षेत्र में प्रवेश कर रहे हैं। वे कारों में ऑन-बोर्ड विद्युत नेटवर्क को बिजली देने के लिए ऐसे उपकरणों का उपयोग करते हैं, पारंपरिक बैटरी को पूरी तरह से समाप्त कर देते हैं। इस कदम के लिए धन्यवाद, अतिरिक्त ईंधन बचत संभव है, क्योंकि हाइड्रोजन इंजन को अल्टरनेटर को चलाने की आवश्यकता नहीं होती है, और ऑनबोर्ड विद्युत प्रणाली पूरी तरह से स्वायत्त और ड्राइव पथ से स्वतंत्र हो जाती है - यह तब भी बिजली पैदा कर सकती है जब इंजन नहीं चल रहा हो, और उत्पादन और खपत ऊर्जा को पूरी तरह से अनुकूलित किया जा सकता है। तथ्य यह है कि पानी के पंप, तेल पंप, ब्रेक बूस्टर और वायरिंग सिस्टम को बिजली देने के लिए जितनी बिजली की आवश्यकता होती है, उतनी ही अधिक बचत में भी अनुवाद किया जा सकता है। हालांकि, इन सभी नवाचारों के समानांतर, ईंधन इंजेक्शन प्रणाली (गैसोलीन) व्यावहारिक रूप से किसी भी महंगे डिजाइन परिवर्तन से नहीं गुजरी है।

हाइड्रोजन प्रौद्योगिकियों को बढ़ावा देने के लिए, जून 2002 में, बीएमडब्ल्यू ग्रुप, अरल, बीवीजी, डेमलर क्रिसलर, फोर्ड, जीएचडब्ल्यू, लिंडे, ओपल, मैन ने क्लीनएनर्जी साझेदारी कार्यक्रम बनाया, जिसने तरलीकृत गैस फिलिंग स्टेशनों के विकास के साथ अपनी गतिविधियां शुरू कीं। और संपीड़ित हाइड्रोजन। उनमें, हाइड्रोजन का एक हिस्सा सौर ऊर्जा का उपयोग करके साइट पर उत्पादित किया जाता है और फिर संपीड़ित किया जाता है, जबकि बड़ी तरलीकृत मात्रा विशेष उत्पादन स्टेशनों से आती है, और तरल चरण से सभी वाष्प स्वचालित रूप से गैस भंडार में स्थानांतरित हो जाते हैं।
बीएमडब्ल्यू ने तेल कंपनियों सहित कई अन्य संयुक्त परियोजनाएं शुरू कीं, जिनमें सबसे सक्रिय भागीदार अरल, बीपी, शेल, टोटल हैं।
हालाँकि, बीएमडब्ल्यू इन तकनीकी समाधानों को क्यों छोड़ रही है और अभी भी ईंधन सेल पर ध्यान केंद्रित कर रही है, हम आपको इस श्रृंखला के एक अन्य लेख में बताएंगे।

आंतरिक दहन इंजनों में हाइड्रोजन

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि हाइड्रोजन के भौतिक और रासायनिक गुणों के कारण यह गैसोलीन की तुलना में बहुत अधिक ज्वलनशील है। व्यवहार में, इसका मतलब है कि हाइड्रोजन में दहन प्रक्रिया शुरू करने के लिए बहुत कम प्रारंभिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। दूसरी ओर, हाइड्रोजन इंजन बहुत "खराब" मिश्रणों का आसानी से उपयोग कर सकते हैं - कुछ ऐसा जो आधुनिक गैसोलीन इंजन जटिल और महंगी तकनीकों के माध्यम से प्राप्त करते हैं।

हाइड्रोजन-वायु मिश्रण के कणों के बीच की गर्मी कम फैलती है, और साथ ही, ऑटो-इग्निशन तापमान बहुत अधिक होता है, जैसा कि गैसोलीन की तुलना में दहन प्रक्रियाओं की दर है। हाइड्रोजन में एक कम घनत्व और एक मजबूत विसारकता है (कणों की एक और गैस में प्रवेश करने की संभावना - इस मामले में, हवा)।

यह स्व-प्रज्वलन के लिए आवश्यक कम सक्रियण ऊर्जा है जो हाइड्रोजन इंजनों में दहन प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने में सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक है, क्योंकि दहन कक्ष में गर्म क्षेत्रों के संपर्क और पूरी तरह से प्रतिरोध की एक श्रृंखला के कारण मिश्रण आसानी से स्वचालित रूप से प्रज्वलित हो सकता है। अनियंत्रित प्रक्रियाएँ. इस जोखिम से बचना हाइड्रोजन इंजन डिज़ाइन में सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक है, लेकिन इस तथ्य के परिणामों से निपटना आसान नहीं है कि अत्यधिक फैला हुआ जलता हुआ मिश्रण सिलेंडर की दीवारों के बहुत करीब जाता है और बेहद संकीर्ण अंतराल में प्रवेश कर सकता है। उदाहरण के लिए, बंद वाल्वों के साथ... इन मोटरों को डिज़ाइन करते समय यह सब ध्यान में रखा जाना चाहिए।

उच्च ऑटोइग्निशन तापमान और उच्च ऑक्टेन रेटिंग (लगभग 130) इंजन के संपीड़न अनुपात और इसलिए इसकी दक्षता में वृद्धि की अनुमति देती है, लेकिन गर्म भाग के संपर्क में आने पर फिर से हाइड्रोजन ऑटोइग्निशन का खतरा होता है। एक सिलेंडर में. हाइड्रोजन की उच्च विसरणशीलता का लाभ यह है कि इसे आसानी से हवा के साथ मिलाया जा सकता है, जो टैंक की विफलता की स्थिति में ईंधन के तेजी से और सुरक्षित फैलाव की गारंटी देता है।

दहन के लिए आदर्श वायु-हाइड्रोजन मिश्रण का अनुपात लगभग 34:1 है (गैसोलीन के लिए यह अनुपात 14,7:1 है)। इसका मतलब यह है कि पहले मामले में हाइड्रोजन और गैसोलीन के समान द्रव्यमान को मिलाने पर दो बार से अधिक हवा की आवश्यकता होती है। इसी समय, हाइड्रोजन-हवा का मिश्रण काफी अधिक जगह लेता है, जो बताता है कि हाइड्रोजन इंजनों में कम शक्ति क्यों होती है। अनुपात और आयतन का विशुद्ध रूप से डिजिटल चित्रण काफी स्पष्ट है - दहन के लिए तैयार हाइड्रोजन का घनत्व गैसोलीन वाष्प के घनत्व से 56 गुना कम है ... हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, सामान्य तौर पर, हाइड्रोजन इंजन वायु मिश्रण पर काम कर सकते हैं . 180:1 के अनुपात में हाइड्रोजन (यानी बहुत "खराब" मिश्रण के साथ), जिसका अर्थ है कि इंजन बिना थ्रॉटल के चल सकता है और डीजल इंजन के सिद्धांत का उपयोग कर सकता है। यह भी उल्लेख किया जाना चाहिए कि हाइड्रोजन एक द्रव्यमान ऊर्जा स्रोत के रूप में हाइड्रोजन और गैसोलीन की तुलना में निर्विवाद नेता है - एक किलोग्राम हाइड्रोजन में प्रति किलोग्राम गैसोलीन में लगभग तीन गुना अधिक ऊर्जा होती है।

गैसोलीन इंजनों की तरह, तरलीकृत हाइड्रोजन को कई गुना में वाल्वों के सामने सीधे इंजेक्ट किया जा सकता है, लेकिन सबसे अच्छा समाधान सीधे संपीड़न स्ट्रोक के दौरान इंजेक्शन है - इस मामले में, शक्ति एक तुलनीय गैसोलीन इंजन की तुलना में 25% से अधिक हो सकती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ईंधन (हाइड्रोजन) गैसोलीन या डीजल इंजन की तरह हवा को विस्थापित नहीं करता है, दहन कक्ष को केवल (सामान्य से काफी अधिक) हवा भरने की अनुमति देता है। इसके अलावा, गैसोलीन इंजनों के विपरीत, हाइड्रोजन को संरचनात्मक घुमाव की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि इस माप के बिना हाइड्रोजन हवा के साथ काफी अच्छी तरह से फैलता है। सिलेंडर के अलग-अलग हिस्सों में अलग-अलग जलने की दर के कारण, दो स्पार्क प्लग स्थापित करना बेहतर होता है, और हाइड्रोजन इंजन में प्लैटिनम इलेक्ट्रोड का उपयोग उपयुक्त नहीं होता है, क्योंकि प्लैटिनम एक उत्प्रेरक बन जाता है जो कम तापमान पर भी ईंधन ऑक्सीकरण की ओर जाता है। .

माज़्दा संस्करण

जापानी कंपनी मज़्दा भी RX-8 स्पोर्ट्स कार में रोटरी ब्लॉक के रूप में हाइड्रोजन इंजन के अपने संस्करण को दिखा रही है। यह आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि Wankel इंजन की डिज़ाइन विशेषताएँ ईंधन के रूप में हाइड्रोजन का उपयोग करने के लिए अत्यंत उपयुक्त हैं।
गैस को एक विशेष टैंक में उच्च दबाव में संग्रहीत किया जाता है, और ईंधन को सीधे दहन कक्षों में इंजेक्ट किया जाता है। इस तथ्य के कारण कि रोटरी इंजन के मामले में, जिन क्षेत्रों में इंजेक्शन और दहन होता है वे अलग-अलग होते हैं, और इनलेट भाग में तापमान कम होता है, अनियंत्रित प्रज्वलन की संभावना के साथ समस्या बहुत कम हो जाती है। वानकेल इंजन दो इंजेक्टरों के लिए पर्याप्त जगह भी प्रदान करता है, जो हाइड्रोजन की इष्टतम मात्रा को इंजेक्ट करने के लिए आवश्यक है।

H2R

H2R बीएमडब्ल्यू इंजीनियरों द्वारा निर्मित और 12-सिलेंडर इंजन द्वारा संचालित एक कार्यशील सुपरस्पोर्ट प्रोटोटाइप है जो 285 hp के अधिकतम आउटपुट तक पहुंचता है। हाइड्रोजन के साथ काम करते समय। उनके लिए धन्यवाद, प्रायोगिक मॉडल छह सेकंड में 0 से 100 किमी / घंटा की गति प्राप्त करता है और 300 किमी / घंटा की शीर्ष गति तक पहुंचता है। H2R इंजन 760i गैसोलीन में उपयोग किए जाने वाले मानक शीर्ष पर आधारित है और इसे विकसित करने में केवल दस महीने लगे .

सहज दहन को रोकने के लिए, बवेरियन विशेषज्ञों ने इंजन के वेरिएबल वाल्व टाइमिंग सिस्टम द्वारा प्रदान की गई संभावनाओं का उपयोग करते हुए, दहन कक्ष में प्रवाह और इंजेक्शन चक्रों के लिए एक विशेष रणनीति विकसित की है। मिश्रण को सिलेंडरों में प्रवेश करने से पहले, बाद वाले को हवा से ठंडा किया जाता है, और प्रज्वलन केवल शीर्ष मृत केंद्र पर किया जाता है - हाइड्रोजन ईंधन के साथ उच्च दहन दर के कारण, प्रज्वलन अग्रिम की आवश्यकता नहीं होती है।