Prüfung von Wasserstoff- und Diesel-Hybridmotoren

Since the 1970’s, researchers have been creating hybrid hydrogen and diesel engines. In 2022, engineers from UNSW Sydney successfully retrofitted a diesel engine to run as a hydrogen-diesel hybrid engine at an incredible ratio of 90% hydrogen to 10% diesel by energy fraction.

Im Vergleich zu herkömmlichen Dieselmotoren bieten Wasserstoff-Diesel-Hybridmotoren, die auch als HHO- und Dieselhybridmotoren bezeichnet werden, folgende Vorteile:

• Verringerung der Treibhausgasemissionen aus Kohlenwasserstoffen um bis zu 90%
• Senkung der Abgastemperaturen von 50-150 F
• Verringerung organischer Partikel zwischen 10-70%
• Keine externe Wasserstoffquelle erforderlich
• Verbesserte Haltbarkeit und Motorleistung
• Deutlich geringerer Bedarf an Dieselkraftstoff und niedrigere Kosten

Außerdem sind HHO-Diesel-Hybridmotoren im Vergleich zu 100%-Wasserstoffmotoren leichter in Serie zu produzieren, da jeder vorhandene Dieselmotor leicht zu einem HHO-Diesel-Hybridmotor umgebaut werden kann. Darüber hinaus können Wasserstoff-Diesel-Hybridmotoren in Verbindung mit Batterien oder externer elektrischer Aufladung Wasserstoff an Bord durch Elektrolyse erzeugen, so dass keine externe Wasserstoffquelle mehr benötigt wird, sondern nur noch reines Wasser und Strom.

Improving diesel engine hydrogen injection testing

Alicat’s mass flow controllers and pressure controllers are used in research studies to increase the efficiency of diesel hydrogen engines and hydrogen injection, such as in a Studie am Universität Politehnica in Bukarest (UPB). In particular, Alicat’s mass flow controllers can be used to supply a controlled flow of hydrogen into the injection system while Alicat’s pressure transducers can be used to measure pressure within the combustion chamber.

Komponenten des HHO-Diesel-Motorsystems und Betriebsbedingungen

Zu den typischen Komponenten für die Wasserstoffeinspritzung bei Dieselmotoren gehören separate Diesel- und Wasserstofftanks, Pumpen, Massendurchflussregler, Einspritzdüsen, Druckwandler, Wasserheizungen (zur Stabilisierung der Kammertemperatur), Ausgleichsbehälter, SPS- oder Computersysteme und Gasanalysatoren.

Die Betriebsbedingungen für den HHO-Diesel-Hybridmotor mit dem Wasserstoff-Diesel-Gemisch 90-10% sind folgende:

• Kammertemperaturen von 90°C werden durch ein Wasserheiz-/Kühlsystem aufrechterhalten
• Einspritzdrücke von 10 Mpa für Wasserstoff und 100 Mpa für Diesel
• Durchflussraten von 1,44 g/s für Wasserstoff und 800 cm3/min für Diesel

Durchflussregelung für die Wasserstoffeinspritzung

In HHO-diesel engine test stand experiments, Alicat’s mass flow controllers such as MC-Serie oder CODA KC-Serie sind in der Lage, die Einspritzmengen des Wasserstoffs am Einlass genau zu steuern, um das richtige Mischungsverhältnis in den verschiedenen Lastbereichen des Motors zu gewährleisten.

Combined with a PLC or a computer for automation, Alicat’s mass flow controllers adjust in milliseconds to desired setpoints, allowing for accurate flow rate monitoring and adjustments to determine precise measurements of engine operating conditions such as emissions levels, NO_X Pegel, Abgastemperaturen, zyklische Kraftstoffmengen, Verbrennungsraten usw.

Merkmale und technische Daten der MC-Serie:

• 0,5 SCCM Skalenendwert bis 5.000 SLPM Skalenendwert mit einem Turndown von 0,01% - 100% vom Skalenendwert
• NIST-rückführbare Genauigkeit bis zu ±0,5% vom Messwert oder ±0,1% vom Endwert

• Reproduzierbarkeit ±0,1% vom Messwert + 0,02% vom Endwert
• Reaktionszeiten der Steuerung von bis zu 30 ms
• Eine Reihe von analogen, seriellen und Industrieprotokoll-Kommunikationsoptionen

Merkmale und technische Daten der CODA KC-Serie:

• 40 g/h Skalenendwert bis 100 kg/h Skalenendwert mit einer Abweichung von 2% - 100% vom Skalenendwert
• NIST-rückführbare Gasgenauigkeit bis zu ±0,5% vom Messwert oder ±0,05% vom Skalenendwert, je nachdem, welcher Wert größer ist
• Reproduzierbarkeit ±0,05% vom Messwert + 0,025% vom Endwert
• Reaktionszeiten der Steuerung von bis zu 500 ms
• Eine Reihe von seriellen und Industrieprotokoll-Kommunikationsoptionen

Druckmessung für die Prüfung von HHO-Dieselmotoren

During hydrogen diesel engine testing, Alicat’s high temperature P-Serie Druckwandler verbessert die Genauigkeit der Druckmessungen im Brennraum bei unterschiedlichen Gegendrücken, wenn die Zylinderdruckbedingungen während des Verdichtungshubs bei konstantem Einspritzdruck simuliert werden.

Einige der wichtigsten Merkmale und Spezifikationen sind:

• Der Skalenendwert reicht von maximal 0-3000 PSIA und minimal 0-15 PSIA
• Druckmessbereiche von 0,01% - 100% des Skalenendwertes
• NIST-rückführbare Standardgenauigkeit bis zu ±0,25% vom Skalenendwert
• Reproduzierbarkeit von 0,08% des Skalenendwertes
• Reaktionszeiten der Messung unter 10 ms