Ushbu tadqiqot benzin-vodorod bilan ishlaydigan toʻrt silindrli uchqun bilan yondiriladigan dvigatelda nafaqat vodorod miqdori, balki uning qabul qilish kollektoriga qanday bosimda purkalishi ham yonish, energiya sarfi va chiqindi gaz emissiyalarini oʻzgartiradimi-yoʻqmi, degan masalani tajribaviy ravishda oʻrganadi. Nissan HR16DE dvigateli 2500 rpm tezlikda va 0,48 MPa tormozning oʻrtacha samarali bosimida stoxiometrik rejimda ishlatilgan; E10H0 asosiy yoqilgʻiga massa boʻyicha %10, %20 va %30 vodorod qoʻshilgan va vodorod 1,2; 1,4; 1,6 hamda 1,9 bar bosimlarda purkalgan. Natijalar dvigatel xatti-harakatini belgilovchi ustun oʻzgaruvchi purkash bosimidan koʻra vodorodning massa ulushi ekanini koʻrsatdi. Vodorod ulushi ortishi bilan alangalanish kechikishi qisqardi, issiqlik ajralish jadalligi va silindr harorati oshdi, massa boʻyicha solishtirma yoqilgʻi sarfi kamaydi; HC va CO₂ emissiyalari pasaygan holda NOx oshdi. Oʻrganilgan oʻrta tezlik va oʻrta yuk sharoitlarida 1,2 bar umuman olganda afzalroq koʻrindi, biroq bu natijani yuqoriroq tezlik va yuk sharoitlariga bevosita umumlashtirib boʻlmaydi.

Ishning muhim farqi “koʻproq vodorod” taʼsiri bilan “yuqoriroq vodorod purkash bosimi” taʼsirini bir-biridan ajratishidir. Vodorodning massa ulushini oʻzgartirish yoqilgʻining kimyoviy tarkibi, quyi issiqlik qiymati va yonish kinetikasini kuchli ravishda oʻzgartirgan boʻlsa, 1,2–1,9 bar oraligʻidagi purkash bosimi asosan vodorodning kollektorga berilishi va aralashish usuliga taʼsir qiluvchi ikkilamchi kalibrlash oʻzgaruvchisi sifatida namoyon boʻlgan.

Vodorod ulushi ortishi bilan silindr ichidagi hisoblangan maksimal harorat E10H0 uchun 2598 K dan E10H10 uchun 2758 K ga va E10H30 uchun 2934 K ga koʻtarilgan. Shu bilan birga alangalanish kechikishi E10H0 dagi 6,7 krank burchagi darajasidan E10H30 da taxminan 2,0–2,3 darajagacha qisqargan. Yonish tezlashgani sababli tadqiqotchilar vodorod ortishi bilan uchqun vaqtini kechiktirib, maksimal silindr bosimi yuqori oʻlik nuqtadan taxminan 14–15 krank burchagi darajasi keyin yuzaga kelishini taʼminlagan.

Massa boʻyicha tormoz solishtirma yoqilgʻi sarfi E10H0 da taxminan 242 g/kWh boʻlgan boʻlsa, E10H10 da 199–204 g/kWh, E10H20 da 176–179 g/kWh va E10H30 da taxminan 155–158 g/kWh darajasiga tushgan. Biroq bu kamayishning oʻzi issiqlik samaradorligi xuddi shu miqyosda oshganini anglatmaydi. Vodorodli aralashmalarning quyi issiqlik qiymati ortgani sababli energiya asosidagi baholashda tormoz issiqlik samaradorligi barcha sinovlarda taxminan 0,351–0,362 kabi tor oraliqda qolgan.

Turkiya nuqtai nazaridan, tadqiqot mavjud benzinli dvigatellarga qabul qilish kollektori orqali vodorod qoʻshilishini oʻrganuvchi tajribaviy ishlar uchun batafsil kalibrlash va oʻlchash namunasi taqdim etadi. Biroq 1,2 bar qiymatini turli dvigatellarda “ideal vodorod bosimi” deb xulosa qilish mumkin emas. Dvigatel geometriyasi, yuk, aylanish tezligi, injektor sigʻimi, vodorod ulushi, purkash vaqti va uchqun ilgarilashi oʻzgarganda optimal bosim qayta tajribaviy aniqlanishi kerak.

Tadqiqotning asosiy savoli nima?

Benzinli uchqun bilan yondiriladigan dvigatellarga vodorod qoʻshilishi yonish tezligi va yoqilgʻining kimyoviy xususiyatlarini oʻzgartirishi mumkin. Ammo tadqiqotchilar bu yerda yanada torroq savolga eʼtibor qaratadi: Dvigatelga bir xil vodorod ulushi berilganda kollektor purkash bosimini 1,2 dan 1,9 bar gacha oʻzgartirish dvigatel xatti-harakatida oʻlchanadigan boshqaruv taʼsirini hosil qiladimi?

Ishning boshlangʻich nuqtasi dastlabki kollektor purkash sinovlarida purkash bosimidagi kichik oʻzgarishlar, ayniqsa emissiyalarda, kutilmagan oʻzgarishlar keltirib chiqargani kuzatilganidir. Tadqiqotchilar past bosimli vodorod taʼminoti purkash davomiyligini, havo-vodorod aralashmasining tayyorlanishini va qabul qilish klapani yopilishidan oldingi mavjud aralashish vaqtini oʻzgartira oladigan qoʻshimcha dvigatel kalibrlash parametri boʻlishi mumkinligini baholagan.

Tajriba qaysi dvigatelda oʻtkazildi?

Tajribalarda hajmi 1,598 dm³ boʻlgan, qatorli toʻrt silindrli Nissan HR16DE uchqun bilan yondiriladigan dvigatel ishlatilgan. Dvigatel silindr diametri 78,0 mm, porshen yurishi 86,6 mm va siqish darajasi 10,7. Manbada dvigatelning maksimal quvvati 6000 rpm da 84 kW, maksimal momenti esa 4400 rpm da 156 Nm deb berilgan.

Vodorod dvigatelga qanday berildi?

Vodorod dvigatelning qabul qilish kollektoriga qoʻshilgan alohida injektor orqali berilgan. Vodorod 200 bar bosimli ballonlardan olingan; yuqori bosim regulyatori bilan avval 5 bar darajasiga, soʻng past bosim regulyatori bilan sinov bosimlaridan biriga tushirilgan.

Tadqiqotda kollektor purkashining toʻrtta bosimi ishlatilgan:

• 1,2 bar
• 1,4 bar
• 1,6 bar
• 1,9 bar

Benzin ham, vodorod ham toʻliq ketma-ket purkalgan va barcha tajribalarda purkash vaqti yuqori oʻlik nuqtadan 320 krank burchagi darajasi oldin doimiy saqlangan.

Dvigatelning zavod ECU si oʻrniga dasturlanadigan MoTeC M800 ishlatilgan. Bu tizim tadqiqotchilarga uchqun vaqtini va benzin/vodorod purkash boshqaruvini alohida sozlash imkonini bergan.

Qaysi yoqilgʻi aralashmalari ishlatildi?

Asosiy yoqilgʻi E10H0 deb atalgan va usul boʻlimida %10 etanol saqlovchi benzin sifatida taʼriflangan. Unga navbati bilan massa boʻyicha %10, %20 va %30 vodorod qoʻshilib E10H10, E10H20 va E10H30 sinov guruhlari yaratilgan.

Vodorod ulushi oshgani sayin uchqun kechroq berilgan. Buning maqsadi turli yoqilgʻilarda maksimal silindr bosimini yuqori oʻlik nuqtadan taxminan 14–15 krank burchagi darajasi keyin ushlab turish va dastlabki sozlashlarda kuzatilgan detonatsiyaga oʻxshash tartibsiz yonishni oldini olish edi.

Tajriba sharoitlari qanday barqaror saqlandi?

• Dvigatel aylanish tezligi: 2500 rpm
• Tormozning oʻrtacha samarali bosimi: 0,48 MPa
• Havo-yoqilgʻi nisbati: stoxiometrik, λ = 1
• Vodorod purkash bosimi: 1,2–1,9 bar
• Vodorod ulushlari: massa boʻyicha %10, %20 va %30
• Silindr bosimini tahlil qilish: har bir sharoitda ketma-ket 100 sikl
• Tajriba takrori: kamida 5 takror

Dastlabki sozlashlarda ayrim vodorod ulushi va uchqun vaqti kombinatsiyalarida gʻayritabiiy dvigatel ovozi hamda silindr bosimi izidagi keskin tartibsizliklar bilan tavsiflangan detonatsiyaga oʻxshash yonish kuzatilgan. Bu sinov nuqtalari toʻxtatilgan, uchqun kechiktirilgan yoki vodorod ulushi kamaytirilgan va yakuniy tahlilga faqat barqaror ish nuqtalari kiritilgan.

Silindr bosimi qanday oʻlchandi?

Silindr ichidagi bosim bujiga integratsiyalangan AVL ZI31_Y7S bosim sensori bilan oʻlchangan. Sensorning ish oraligʻi 0–200 bar va sezgirligi 12 pC/bar deb berilgan. Signal AVL DiTEST DPM 800 tizimi bilan kuchaytirilgan va LabVIEW Real-Time orqali qayd etilgan.

Har bir sinov sharoitida ketma-ket 100 dvigatel siklining oʻrtacha bosim izi hisoblangan. Sikldan siklga oʻzgarishni baholash uchun COV qiymati ham hisoblangan va barcha sinov nuqtalarida %2 dan past boʻlgan. Bu holat oʻrganilgan ish nuqtalarida yonish barqaror boʻlganini koʻrsatadi.

Vodorod miqdori silindr bosimiga qanday taʼsir qildi?

Vodorod saqlovchi yoqilgʻilarning silindr bosimi egri chiziqlari umuman E10H0 ga qaraganda yuqoriroq choʻqqi bosimlarini koʻrsatgan. Vodorod ulushining ortishi yonish reaktivligini va alanganing tarqalishini tezlashtirgani sababli, uchqun vaqti bosqichma-bosqich kechiktirilgan boʻlsa ham yonish yanada jadal tus olgan.

Bir xil vodorod ulushi ichida purkash bosimining taʼsiri ancha kichik boʻlgan. %10 H₂ sharoitida bosim 1,4 bardan 1,2 bargacha tushirilganda maksimal silindr bosimi taxminan 0,4 bar oshgan. %20 H₂ sharoitida 1,2–1,9 bar oraligʻidagi bosim oʻzgarishining bosim egri chizigʻiga taʼsiri deyarli eʼtiborsiz darajaga yaqinlashgan. %30 H₂ da esa 1,2 bardan 1,9 bargacha oshirish maksimal bosimni taxminan 0,2 bar koʻpaytirgan.

Bu turlicha yoʻnalishdagi natijalar purkash bosimini oʻz-oʻzicha “yuqoriroq boʻlsa doimo yaxshiroq” deb talqin qilib boʻlmasligini koʻrsatadi. Tadqiqotchilar fikricha, past vodorod ulushida uzoqroq purkash va aralashish vaqti 1,2 barni afzal qilishi mumkin; ko'proq miqdorda vodorod berilganda esa yuqori bosim yoqilgʻining qabul qilish takti ichida uzatilishini osonlashtirishi mumkin.

Yonish qanchalik tezlashdi?

E10H0 ning alangalanish kechikishi 6,7 CAD deb hisoblangan. E10H10 da bu qiymat 1,2 bar uchun 3,7 CAD va 1,9 bar uchun 4,0 CAD gacha; E10H30 da esa mos ravishda 2,3 va 2,0 CAD gacha pasaygan.

Vodorodli aralashmalarda maksimal silindr bosimining oshish tezligi ham ortgan. E10H0 da maksimal bosim oshish tezligi taxminan 1,18 bar/CAD boʻlgan boʻlsa, E10H10 da taxminan 1,30 bar/CAD va E10H30 da taxminan 1,36 bar/CAD darajasiga yetgan.

Natijalar boʻlimida bu oʻzgarishlar E10H10 uchun maksimal bosim oshish tezligida taxminan %10, E10H30 uchun taxminan %17 ortish; maksimal issiqlik ajralish tezligida esa mos ravishda taxminan %20 va %42 ortish sifatida umumlashtirilgan.

Silindr harorati nega muhim?

Vodorod ulushi oshishi bilan hisoblangan maksimal silindr harorati sezilarli darajada koʻtarilgan. Uchqun vaqti turli aralashmalarga moslashtirilgan boʻlsa ham uchala yoqilgʻi guruhida maksimal harorat taxminan 20 CAD ATDC atrofida yuzaga kelgan.

E10H0 da 2598 K boʻlgan maksimal harorat E10H10 da 2758 K ga va E10H30 da 2934 K ga koʻtarilgan. Bu harorat ortishi tadqiqotda kuzatilgan NOx oshishining asosiy yonish mexanizmi bilan bogʻlangan.

Purkash bosimining haroratga taʼsiri esa kichik boʻlgan. Biroq manba matnida E10H10 uchun harorat taqqoslanayotganda “1,5 bardan 1,9 bargacha” iborasi ishlatilgan. Usulda 1,5 bar sinov nuqtasi belgilanmagani sababli bu raqam boshqa bosim qiymati bilan almashtirilmagan.

Yoqilgʻi sarfidagi %36 lik pasayish nimani anglatadi?

Tormoz solishtirma yoqilgʻi sarfi (BSFC) dvigatel ishlab chiqargan birlik mexanik energiya boshiga sarflanadigan yoqilgʻi massasini ifodalaydi. Tadqiqotda E10H0 uchun BSFC taxminan 242 g/kWh.

Vodorod ulushi oshishi bilan BSFC ning taxminan %36 gacha kamayishini faqat dvigatel issiqlik samaradorligi ham xuddi shuncha oshgan deb talqin qilish mumkin emas. Vodorod saqlovchi aralashmalarning kilogrammiga toʻgʻri keladigan quyi issiqlik qiymati ham sezilarli darajada oshadi. Dvigatel doimiy yukda ishlaganda bir xil mexanik ishni bajarish uchun kamroq yoqilgʻi massasi kerak boʻlgani sababli BSFC tabiiy ravishda kamayadi.

Energiya asosidagi samaradorlik qanday boʻldi?

Shu sababli tadqiqotchilar tormoz solishtirma energiya sarfini (BSEC) ham baholagan. E10H0 uchun BSEC 10,13 MJ/kWh boʻlgan boʻlsa, %10 vodorod sharoitida 9,89 MJ/kWh gacha pasaygan. Yuqoriroq vodorod ulushlarida qiymat taxminan 10,12 MJ/kWh darajasida boʻlgan.

Tormoz issiqlik samaradorligi (BTE) butun ish oraligʻida taxminan 0,351–0,362 oraligʻida qolgan. Eng yuqori BTE taxminan 0,362 qiymati bilan E10H10 va 1,2 bar sharoitida olingan; E10H0 uchun BTE taxminan 0,355.

E10H10 da vodorod purkash bosimi 1,2 bardan 1,9 bargacha oshirilganda BTE dagi pasayish taxminan %1,6 ga yetgan. E10H20 va E10H30 da ayni bosim oʻzgarishidagi pasayishlar mos ravishda taxminan %0,9 va %0,6 deb berilgan.

Tadqiqotchilar buni yuqori bosimda maʼlum miqdordagi vodorod qisqaroq vaqt ichida berilgani sababli kollektorda aralashish vaqti qisqarishi va kamroq bir jinsli aralashma hosil boʻlishi mumkinligi gipotezasi bilan izohlaydi. Biroq tadqiqotda mahalliy aralashma bir jinsliligi bevosita tasvirlanmagani uchun bu mexanizm tajribada toʻgʻridan-toʻgʻri oʻlchangan natija emas, balki oʻlchangan yonish va emissiya xatti-harakatlari bilan qoʻllab-quvvatlangan izohdir.

Chiqindi gazdagi kislorod nimani koʻrsatdi?

Tadqiqotning barcha sinovlari umuman stoxiometrik sharoitda oʻtkazilgan. Shunga qaramay, chiqindi gazdagi O₂ ulushi aralashma hosil boʻlishi va kisloroddan foydalanishdagi farqlarni koʻrsatgan.

E10H0 da chiqindi O₂ konsentratsiyasi taxminan %0,83 boʻlgan boʻlsa, E10H10 va 1,2 bar sharoitida taxminan %0,44 gacha tushgan. Xuddi shu %10 vodorod ulushida bosim 1,9 bargacha oshirilganda O₂ taxminan %0,52 gacha koʻtarilgan. E10H30 va yuqori bosimda qiymat taxminan %0,60 ga yetgan.

Tadqiqotchilar yuqori chiqindi O₂ qiymatlarini mahalliy boyroq va kambagʻalroq zonalar yuzaga kelishi mumkin boʻlgan kamroq bir jinsli aralashma hosil boʻlishining bilvosita koʻrsatkichi sifatida talqin qiladi. Tadqiqot cheklovlari sababli bu mahalliy taqsimot bevosita oʻlchanmagan.

CO emissiyasi qanday oʻzgardi?

E10H0 ning CO konsentratsiyasi taxminan %0,32 deb berilgan. %10 va %20 vodorodli aralashmalarda CO boshlangʻich yoqilgʻiga qaraganda yuqoriroq boʻlgan; %30 vodorod darajasiga oʻtilganda yana pasaygan.

Purkash bosimi oshishi bilan barcha vodorodli yoqilgʻilarda CO ortishga moyil boʻlgani kuzatilgan:

• E10H10: taxminan %0,43 → %0,45
• E10H20: taxminan %0,38 → %0,42
• E10H30: taxminan %0,24 → %0,33

Tadqiqotchilar bu tendensiyani yuqori bosimda aralashmaning bir jinsliligi yomonlashishi va uglerodning toʻliq oksidlanishi kamayishi bilan bogʻlaydi. Uchqun vaqti ham CO uchun muhim oʻzgaruvchi ekanligi taʼkidlangan.

Yonmagan uglevodorodlar qanchalik kamaydi?

E10H0 uchun taxminan 75 ppm boʻlgan yonmagan uglevodorod (HC) konsentratsiyasi vodorod miqdori oshishi bilan keskin kamaygan:

• E10H10: taxminan 51–54 ppm
• E10H20: taxminan 30–34 ppm
• E10H30: taxminan 19–21 ppm

Natijalar boʻlimida E10H30 da HC kamayishi E10H0 ga nisbatan taxminan %73 gacha gacha yetgani koʻrsatilgan.

Purkash bosimining HC ga taʼsiri vodorod ulushining taʼsiridan ancha kichik. Bundan tashqari, tendensiya yoʻnalishi vodorod miqdoriga qarab oʻzgaradi: %10 H₂ da bosim ortishi bilan HC biroz kamaygan, %30 H₂ da esa biroz oshgan.

NOx nega oshdi?

Tadqiqotdagi asosiy ekologik murosa NOx emissiyalarida koʻrinadi. E10H0 da taxminan 3120 ppm boʻlgan NOx:

• E10H10 da taxminan 3824–3944 ppm,
• E10H20 da taxminan 4060–4123 ppm,
• E10H30 da taxminan 4239–4438 ppm

oraliqlariga koʻtarilgan.

Natijalar boʻlimida bu oʻzgarish E10H10 uchun taxminan %25, E10H30 uchun taxminan %40 NOx ortishi sifatida umumlashtirilgan. Tadqiqotchilar NOx ortishini vodorod tezlashtirgan issiqlik ajralish jarayoni va 2598 K dan 2934 K gacha ko'tarilgan maksimal silindr haroratlari bilan bogʻlagan.

Biroq purkash bosimi oshishi bilan %10 va %20 vodorod sharoitlarida NOx biroz kamaygan. Bu kamayish “yuqori bosim tozaroq yonishni taʼminladi” deb talqin qilinmaydi. Aksincha, tadqiqot yuqori bosimda yomonroq aralashma tayyorlanishi, pastroq mahalliy haroratlar va kisloroddan sustroq foydalanish termik NOx hosil boʻlishini biroz kamaytirgan boʻlishi mumkinligini muhokama qiladi. %30 vodorod darajasida bosimning NOx ga sezilarli taʼsiri kuzatilmagan.

CO₂ emissiyasi qanchalik oʻzgardi?

E10H0 chiqindisida CO₂ konsentratsiyasi taxminan %14,4. Vodorod ulushi ortishi bilan yoqilgʻining umumiy uglerod miqdori kamaygan va CO₂ konsentratsiyasi pasaygan.

• E10H10: E10H0 ga nisbatan taxminan %21 past
• E10H20: taxminan %37 past
• E10H30: taxminan %50 past

Purkash bosimini 1,2–1,9 bar oraligʻida oʻzgartirishning CO₂ ga taʼsiri vodorod ulushining taʼsiriga qaraganda kichik boʻlgan.

Nega 1,2 bar umuman olganda afzal deb topildi?

Oʻrganilgan 2500 rpm va 0,48 MPa BMEP sharoitida bosimni 1,2 bardan yuqoriga oshirish umumiy ishlashga sezilarli afzallik bermagan. Ayniqsa E10H10 da 1,2 bar:

• yuqoriroq BTE bilan,
• pastroq BSEC bilan,
• pastroq chiqindi O₂ bilan,
• pastroq CO tendensiyasi bilan

bogʻlangan.

Tadqiqotchilar past bosim injektorning uzoqroq vaqt ochiq qolishiga va vodorodning qabul qilish havosi bilan aralashishi uchun koʻproq vaqt boʻlishiga imkon bergan boʻlishi mumkin deb hisoblaydi.

Biroq %30 vodorod darajasidagi ayrim yonish koʻrsatkichlarida 1,9 bar ozgina afzallik bergan. Bu katta vodorod massasini cheklangan qabul qilish vaqti ichida yetkazishda yuqoriroq bosim foydali boʻlishi mumkinligini koʻrsatadi.

Tadqiqot qoʻllab-quvvatlaydigan natijalar

• 2500 rpm va 0,48 MPa BMEP sharoitida dvigatel xatti-harakatini vodorod purkash bosimidan koʻra vodorodning massa ulushi kuchliroq belgilagan.
• Vodorod ulushi oshishi bilan alangalanish kechikishi sezilarli qisqargan.
• Vodorod ulushi oshishi bilan maksimal bosim oshish tezligi va issiqlik ajralish tezligi ortgan.
• Hisoblangan maksimal silindr harorati E10H0 dagi 2598 K dan E10H30 da 2934 K gacha ko'tarilgan.
• BSFC vodorod ulushi oshishi bilan sezilarli kamaygan, biroq BTE taxminan 0,351–0,362 oraligʻida qolgan.
• E10H30 da HC taxminan %73 gacha, CO₂ konsentratsiyasi esa taxminan %50 gacha kamaygan.
• Vodorod ulushi oshishi bilan NOx ortgan; E10H30 uchun ortish taxminan %40 ga yetgan.
• Oʻrganilgan ish sharoitlarida, ayniqsa %10 vodorod darajasida, 1,2 bar vodorod purkash bosimi umuman olganda afzalroq deb topilgan.

Tadqiqot qoʻllab-quvvatlamaydigan yoki sinamagan natijalar

• 1,2 bar barcha vodorod bilan qoʻllab-quvvatlanadigan benzinli dvigatellarda optimal purkash bosimi ekani koʻrsatilmagan.
• Natijalar yuqori dvigatel tezligi yoki yuqori yuk sharoitlarida tasdiqlanmagan.
• Vodorod-havo-benzin aralashmasining kollektor yoki silindr ichidagi mahalliy bir jinsliligi bevosita oʻlchanmagan.
• Aralashma hosil boʻlishi optik tasvirlash yoki CFD bilan tasdiqlanmagan.
• Dvigatelning uzoq muddatli chidamliligi baholanmagan.
• Katalizatordan keyingi haqiqiy avtomobil emissiya ishlashi oʻrganilmagan; chiqindi namunasi katalitik konvertordan oldin olingan.
• Ushbu tadqiqotdagi CO₂ kamayishi avtomobilning yoki vodorod ishlab chiqarish zanjirining hayotiy sikl issiqxona gazlari emissiyasi xuddi shu ulushda kamayishini koʻrsatmaydi.
• Tadqiqot vodorod ishlab chiqarish, saqlash yoki avtomobildagi tizim xavfsizligini toʻliq baholamaydi.

Tadqiqot usuli va natijalari

Tajriba qurilmasining texnik tarkibiy qismlari

Tadqiqotdagi dvigatel sinov stendi dvigatel, dinamometr, vodorod va benzin taʼminot liniyalari, silindr bosimini oʻlchash, havo oqimini oʻlchash, ECU va chiqindi gaz tahlil tizimlarini birgalikda oʻz ichiga oladi.

Chiqindi gaz analizatorining oʻlchash diapazonlari

Yonish koʻrsatkichlari

Yonish koʻrsatkichlaridagi eng kuchli oʻzgarish vodorod ulushi bilan yuzaga kelgan. E10H0 dan E10H30 ga oʻtilganda alangalanish kechikishi 6,7 CAD dan taxminan 2 CAD gacha tushgan, ayni vodorod ulushida 1,2 va 1,9 bar oʻrtasidagi farq esa faqat taxminan 0,3 CAD darajasida boʻlgan.

Energiya koʻrsatkichlarini birgalikda talqin qilish

BSFC ning vodorod miqdori bilan kamayishi kuchli natija boʻlsa-da, tadqiqot energiya samaradorligini faqat BSFC orqali baholamaslik kerakligini alohida koʻrsatadi. Vodorod ulushi oshgani sayin quyi issiqlik qiymati ham ortadi.

BTE ning barcha tajribalarda taxminan 0,351–0,362 oraligʻida qolishi, yoqilgʻi massasidagi katta kamayish toʻgʻridan-toʻgʻri xuddi shuncha issiqlik samaradorligi ortishini anglatmasligini koʻrsatadi.

Emissiya murosasi

Vodorod bilan boyitish uglerod saqlovchi ayrim emissiyalarni kamaytirgan boʻlsa, NOx ni oshirgan. Shuning uchun tadqiqot bir yoʻnalishli “tozaroq yoqilgʻi” xulosasini emas, turli emissiya turlari oʻrtasidagi aniq muhandislik murosasini koʻrsatadi.

Tajribaviy takrorlanuvchanlik

Har bir ish nuqtasida ketma-ket 100 siklning silindr bosimi qayd etilib, oʻrtacha iz hisoblangan. Barqaror holat sinovlari kamida besh marta takrorlangan. Oʻrganilgan barcha yoqilgʻi va purkash bosimi kombinatsiyalarida COV qiymatlarining %2 dan past qolishi tadqiqotchilar tomonidan barqaror va takrorlanuvchan yonish koʻrsatkichi sifatida baholangan.

Tadqiqotning asosiy cheklovlari

Mahalliy vodorod-havo-benzin aralashmasi bir jinsliligi bevosita oʻlchanmagan. Tadqiqotchilarning aralashma bir jinsliligi haqidagi baholari purkash xatti-harakati, bosim egri chiziqlari, issiqlik ajralish tezligi, MBF, BTE va chiqindi O₂, CO, HC hamda NOx tendensiyalari kabi bilvosita koʻrsatkichlarga asoslanadi.

Kelajakdagi ish sifatida dvigatel tajribalarini hisoblash suyuqlik dinamikasi (CFD) bilan birlashtirish va vodorodning mahalliy taqsimotini miqdoriy oʻrganish rejalashtirilgan.

Bundan tashqari, faqat 2500 rpm va 0,48 MPa BMEP ish nuqtasi batafsil sinovdan oʻtkazilgan. Yuqoriroq tezlik va yuklarda kattaroq vodorod massasini qisqaroq vaqtda yetkazish talab qilinishi mumkinligi sababli 1,2 bar afzalligi saqlanadimi-yoʻqmi, mavjud tadqiqot koʻrsatmaydi.

Manbadagi tahririy/raqamli eʼtibor nuqtalari

1,5 bar ifodasi: Usulda ishlatilgan vodorod bosimlari 1,2; 1,4; 1,6 va 1,9 bar deb ko'rsatilgan. Harorat muhokamasida esa E10H10 uchun “1,5 bardan 1,9 bargacha” oʻzgarish iborasi bor. 1,5 bar aniqlangan sinov nuqtasi boʻlmagani sababli raqam tuzatilmasdan manba ichidagi noaniqlik sifatida saqlangan.

E10H0 nomlanishi: Usul E10H0 ni %10 etanol saqlovchi benzin sifatida taʼriflasa-da, ayrim rasm izohlari va xulosa boʻlimi taqqoslashni “pure petrol/gasoline” shaklida ifodalaydi. Tajriba guruhining aniq texnik taʼrifi E10H0 sifatida saqlangan.

Injektorni boshqarish parametri: 2-jadvalda ECU uchun berilgan vodorod injektori boshqaruv parametrlari ayrim hollarda bosim bilan birga oshadi. Muhokama boʻlimi esa yuqoriroq bosim maʼlum vodorod massasini qisqaroq purkash davomiyligida yetkazishini aytadi. Manba jadval qiymatlari bilan haqiqiy fizik injektor ochiq turish vaqti oʻrtasidagi konversiya aloqasini batafsil tushuntirmaydi; shu sababli bu ikki maʼlumot yashirincha moslashtirilmagan.

Manba va usul haqida izoh

Toʻliq asl tadqiqot nomi: Hydrogen Injection Pressure as a Control Parameter for Combustion, Efficiency, and Emissions in a Spark-Ignition Engine

Mualliflar: Saugirdas Pukalskas, Alfredas Rimkus, Gabrielius Mejeras, Donatas Kriaučiūnas, Saulius Stravinskas, Tadas Vipartas, Andrius Ušinskas.

Mualliflar tartibi: Manbadagi tartib aynan saqlangan.

Masʼul muallif: Saugirdas Pukalskas.

Teng hissa/teng birinchi muallif: Manbada bunday bayonot mavjud emas.

Muassasalar: Department of Automobile Engineering, Faculty of Transport Engineering, Vilnius Gediminas Technical University, Vilnius, Lithuania; Department of Transport Engineering, Faculty of Technics, Vilniaus Kolegija/Higher Education Institution, Vilnius, Lithuania.

Jurnal: Machines.

Nashriyot: MDPI.

Bibliografik qayd: Machines 2026, 14(6), 661.

DOI: 10.3390/machines14060661.

Rasmiy nashr havolasi:https://doi.org/10.3390/machines14060661

Nashr sanasi: 7-iyun 2026.

Manba turi va taqriz holati: Taqrizdan oʻtgan original tadqiqot maqolasi.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Moliyalashtirish: Tadqiqot “Mission-driven Implementation of Science and Innovation Programmes” loyihasi (No. 02-002-P-0001) doirasida “New Generation Lithuania” Economic Revitalization and Resilience Enhancement Plan tomonidan moliyalashtirilgan.

Maʼlumotlardan foydalanish imkoniyati: Tadqiqotda taqdim etilgan maʼlumotlarni soʻrov asosida masʼul muallifdan olish mumkinligi koʻrsatilgan.

Minnatdorchilik: Tadqiqotdagi natijalarning bir qismi AVL Advanced Simulation Technologies va Vilnius Gediminas Technical University Faculty of Transport Engineering oʻrtasidagi hamkorlik kelishuvi doirasida olingan AVL BOOST™ ichki yonuv dvigateli simulyatsiya dasturidan foydalanib baholangan.

Manfaatlar toʻqnashuvi: Mualliflar manfaatlar toʻqnashuvi yoʻqligini bildirgan.

Mualliflar hissasi: Saugirdas Pukalskas va Alfredas Rimkus konseptualizatsiyada; Donatas Kriaučiūnas va Saulius Stravinskas metodologiyada; Alfredas Rimkus va Andrius Ušinskas dasturiy taʼminotda; Alfredas Rimkus, Andrius Ušinskas va Tadas Vipartas tekshirishda; Saugirdas Pukalskas formal tahlilda; Saugirdas Pukalskas, Gabrielius Mejeras, Donatas Kriaučiūnas va Saulius Stravinskas tadqiqotda ishtirok etgan. Resurslar, maʼlumotlarni tartibga solish, dastlabki qoralama, koʻrib chiqish/tahrirlash, vizualizatsiya, nazorat, loyiha boshqaruvi va moliyalashtirishga qoʻshilgan hissalar ham manbada batafsil ko'rsatilgan.

Ushbu Verianla maqolasidagi tajribaviy usul, dvigatel va qurilma parametrlari, yoqilgʻi tarkiblari, yonish koʻrsatkichlari, energiya natijalari, emissiya qiymatlari, talqinlar va cheklovlar oʻrganilgan manba ishiga asoslanadi. Bibliografik identifikatsiyani tekshirishdan tashqari tashqi manbalardan yangi ilmiy tajriba yoki topilma qoʻshilmagan.

Asosiy metodologik cheklov: Topilmalar Nissan HR16DE dvigatelida 2500 rpm, 0,48 MPa BMEP va stoxiometrik ish sharoitida olingan. Mahalliy aralashma bir jinsliligi bevosita oʻlchanmagan; bu boradagi talqinlar yonish va emissiya koʻrsatkichlaridan chiqarilgan. Yuqoriroq tezlik, yuqoriroq yuk yoki boshqa dvigatel geometriyalari uchun optimal vodorod purkash bosimi ushbu tadqiqot bilan aniqlanmagan.

Manba ichidagi izoh: Usulda 1,2; 1,4; 1,6 va 1,9 bar sinov nuqtalari bildirilgan boʻlsa-da, harorat muhokamasining bir qismida 1,5 bar ifodasi uchraydi. Bundan tashqari, E10H0 usul boʻlimida %10 etanol saqlovchi benzin sifatida taʼriflanganiga qaramay, ayrim rasm izohlarida “pure petrol” iborasi ishlatilgan. Bu farqlar manbada mavjud shaklda aniqlangan va yashirincha oʻzgartirilmagan.