Направление, к которому относится проект.
Энергоэффективность и энергосбережение, в том числе разработка инновационных энергетических технологий
Краткое резюме проекта
Разработка аппаратов по производству водорода и кислорода для:
- оказание услуг по очистке двигателей внутреннего сгорания
- установка в "больше объёмных" автомобилях, кораблях и генераторных станциях (для непрерывной выработки водорода, с целью экономии топлива и уменьшения выбросов)
- генерация водорода для станков плазменной резки (не надо закупать и хранить водород и кислород вырабатывается)
- как топливо для котлов отопления (снижение расхода или замена топлива).
ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ
Описание проблем с ДВС
Со временем использования двигателей внутреннего сгорания (ДВС) снижается эффективность переработки топлива. На внутренних частях двигателя образуется нагар, это ведет к тому, что двигатель использует около 40-50%, а оставшиеся 60% частично догорают в выхлопной трубе, частично оседают в системе в виде нагара и отложений или попросту выливается через выхлопную трубу.
Все двигатели внутреннего сгорания без исключения загрязняются при наработке моточасов, особенно быстро это проявляется при использовании низкокачественного топлива, моторного масла и работе на «холостом ходу». В итоге двигатель становиться менее высокопроизводительным, начинает потреблять больше топлива и больше загрязнять окружающую среду
ДВС при загрязнении «начинает есть больше бензина и масла».
Не сгоревшие остатки углеводородов (топлива) являются причиной многих проблем в двигателях внутреннего сгорания, будь то проблемы с его засорением (закоксовка), потеря мощности, проблемы с эксплуатацией или даже механическая поломка. Эти выбросы также очень токсичны, что усугубляют воздействие на окружающую среду. Наиболее распространенные случаи закоксованных двигателей можно найти в автобусах и минивэнах, т.е. общественном и коммерческом транспорте, который ежедневно курсирует по нашим городам и проводят много времени на «холостом ходу».
Больше всего проблема закоксовки касается дизельных двигателей, которые "в идеале" должны достигать определенной температуры, чтобы обеспечить полное сгорание топлива, но не всегда это делается и моторы забиваются по мере увеличения пробега, что может привести к поломке двигателя, перегреву и проблемам, связанным с выбросами углекислого газа.
Не полное сгорание, которое происходит в двигателе, в свою очередь вызывает отложения сажи внутри цилиндров, поршней, свечей зажигания, форсунок, клапана EGR, дроссельной заслонки, выпускного коллектора, катализатора, сажевого фильтра, лямбда зонда и турбонаддува.
Когда детали засоряются, они не позволяют двигателю нормально функционировать. Если выбросы углерода (сажа) не устраняются на регулярной основе, возникают перерасход топлива, а также сбои в работе, которые приводят к поломке двигателя или других частей автомобиля.
Практика эксплуатации ДВС в мире показывает, что в 7 из 10 случаев поломок происходят из-за внутреннего загрязнения двигателя. Типичные проблемы автовладельцев, на решение которых направлен проект включают в себя - снижение эффективности переработки топлива, ведущее к его перерасходу на 10-15% в среднему каждого автомобиля после первого года эксплуатации
- дополнительные затраты на топливо около 1500 рублей в месяц
- засорение клапана EGR – 12 000 руб.
- засорение сажевых фильтров – 40 000 руб.
- засорение турбокомпрессора – 66 000 руб.
- нагар на клапанах – 40 500 руб.
- чрезмерный выброс выхлопных газов
ПЛАЗМЕННАЯ РЕЗКА
Атомарный водород — отличный проводник электричества, и повышение его концентрации в дуге приводит к удлинению столба дуги. А это значит, что при тех же энергетических затратах максимальная толщина разрезаемой нержавеющей стали увеличивается.
В отличие от аргона, водород имеет очень хорошую теплопроводность. Кроме того, водород диссоциирует при высоких температурах. Это означает, что от электрической дуги отбирается большое количество энергии (так же, как при ионизации), и граничные слои лучше охлаждаются. Благодаря этому эффекту электрическая дуга сжимается, т. е. достигается более высокая плотность энергии. В результате процессов рекомбинации отобранная энергия снова высвобождается в виде тепла в расплаве.
Резка водородом уникальна тем, что поверхность реза без окалины золотистого или синего цвета, рез практически перпендикулярный без оплавления кромки и грата.
На сегодняшний день, основными проблемами с которыми сталкиваются владельцы плазменных станков: водород достаточно дорог и в тех местах, где располагаются заводы нет производителей водорода.