Как система доставки топлива работает для водородного льда, топливных элементов и природного газа?

Что такое система доставки топлива?

Система доставки топлива является одним из наиболее важных компонентов в транспортном средстве и является сердцем процесса выработки электроэнергии автомобиля. Система доставки топлива выполняет аналогичную функцию топливного бака в дизельных транспортных средствах.

Тем не менее, система доставки топлива специально предназначена для обработки газообразных топлива, таких как водород и природный газ, оба из которых хранятся при высоких давлениях.

В этой статье рассматриваются ключевые детали систем доставки топлива для двигателей внутреннего сгорания водорода (ICE), транспортных средств для водородных топливных элементов и транспортных средств природного газа.

Система доставки топлива в двигателях внутреннего сжигания водорода (ICE) и водородных топливных элементов

Резервуар

Транспортные средства с водородом, такие как транспортные грузовики, оснащены специализированной системой доставки топлива, которая спроектирована для обработки высокоэнергетического содержания и низкой плотности водородного топлива. Центральным в этой системе является резервуар для хранения, цилиндрический сосуд, изготовленный из углеродного волокна. Этот резервуар для хранения предназначен для безопасного содержания водорода при высоких давлениях, которые могут достигать 700 бар или 10000 фунтов на квадратный дюйм. Это давление относится к тому, как тесно водород сжимается внутри резервуара. Таким образом, чем выше давление, тем сложнее хранить его! Поэтому этот танк должен быть в состоянии терпеть открытую дорогу и процесс заправки, сохраняя при этом структурную целостность.

На танцевальном клапане

Клапан на танке является еще одним ключевым компонентом системы доставки водородного топлива. Он использует электрический соленоид для регулирования потока водорода в систему впрыска двигателя или топливного элемента. Это также жизненно важный компонент во время процесса заправки, гарантируя, что водород может быть заполнен быстро и безопасно. Эта функция особенно важна для коммерческих грузовиков на Highway, которые работают по тесным графикам и, возможно, потребуются заправлять на разных станциях на их маршруте.

Важные устройства безопасности также интегрированы в клапан танца, которые помогают снизить потенциальные риски, связанные с водородным топливом и его хранением. Устройство снятия теплового давления (TPRD) представляет собой чувствительный к температуре клапан, который безопасно распространяет на топливо в атмосферу при активации. Это помогает избежать взрыва или пожара, обеспечивая безопасность автомобиля, его груза и водителя. Кроме того, клапан на танке имеет несколько механических клапанов, которые могут заправлять систему или предотвращать поток топлива из резервуаров, что обеспечивает безопасное устранение неполадок и обслуживание системы доставки топлива.

Регулятор высокого давления

Регулятор высокого давления системы доставки топлива работает над кондиционированием водорода. Это снижает давление топлива до уровня, подходящего для производства энергии в стеке или двигателе топливных элементов. Обычно это до 20 бар для топливных элементов и 50 бар для водорода. Уничтожение водорода - это не только вопрос безопасности, но и точность давления доставки позволяет двигателю работать эффективно и эффективно. Например, в транспортном средстве с водородом, регулятор, должен последовательно обеспечивать правильное давление доставки, чтобы обеспечить точную заправку независимо от требований применения и условий вождения.

Система доставки топлива в двигателях природного газа

Транспортные средства природного газа становятся все более популярными для транспортировки, особенно в грузовиках, которые работают в городских районах с частым движением. Система доставки топлива для природного газа имеет те же компоненты, но также и несколько отдельных характеристик по сравнению с системой доставки топлива для водородных транспортных средств.

Резервуар

Давление хранения природного газа ниже, чем у водорода. Тем не менее, система доставки топлива по-прежнему должна быть способна хранить и обрабатывать газ высокого давления. Как правило, природный газ хранится в системе доставки топлива при давлении до трехсот бар или 4000 фунтов на квадратный дюйм.

На танцевальном клапане

Тип клапана на танке, используемом в системах доставки топлива для природного газа, отличается от тех, которые используются в системах доставки топлива для водородных транспортных средств. В транспортных средствах природного газа обычно используются механически управляемые клапаны на танке, тогда как в системах доставки топлива обнаруживаются электронно-контролируемые клапаны для водородных транспортных средств. Подобно водороду на танцевальных клапанах, клапаны природного газа все еще могут обладать интегрированными характеристиками, такими как TPRD и кровотечения для целей безопасности и обслуживания.

Регулятор высокого давления

Как и системы подачи водородного топлива, регулятор высокого давления используется с природным газом для снижения давления подачи топлива до соответствующего уровня доставки двигателю-обычно от 4 до 10 бар. Поскольку большинство клапанов природного газа на танке являются механическими устройствами, регулятор высокого давления также может быть интегрирован с отключенным клапаном, который представляет собой электронный клапан, который останавливает поток топлива в двигатель при отключении автомобиля.

Соглашения о системах доставки топлива в двигателях природного газа по сравнению с двигателями водородного льда и водородных топливных элементов

Системы доставки топлива для природного газа сегодня хорошо оборваны на рынке. Тем не менее, системы доставки водородного топлива являются новой технологией с большей сложностью. Есть несколько соображений, которые следует иметь в виду, когда речь идет о выборе системы доставки топлива для двигателей внутреннего сгорания водорода (ICE) и двигателей водородных топливных элементов.

• Методы герметизации: молекулы водорода меньше природного газа и, следовательно, труднее запечатать. Выбор правильных механизмов герметизации и выбор материалов с низкой пористостью (меньше пустот в материале) поможет обеспечить надежное уплотнение. Эластомерные уплотнения (резиноподобные полимеры) имеют более низкую пористость, что помогает обеспечить более надежное уплотнение.

• Выбор материала: водород может вызвать охррение. Охлаждение - это когда металлы становятся хрупкими с течением времени, когда они поглощают водород. Следовательно, правильный выбор материала имеет решающее значение. Нержавеющая сталь и анодированный алюминий являются хорошими материалами для водорода. Соответствующий выбор полимера для уплотнения также важен для предотвращения деградации материала.

• Материальное покрытие: поскольку водород является газообразным топливом, оно не обеспечивает смазку для внутренне движущихся компонентов так, как будет дизельное топливо. Специальные материалы и покрытия между движущимися компонентами могут быть использованы для минимизации износа от двух материалов, скользящих друг против друга.

• Тестирование: Системы доставки водородного топлива подвержены строгим сертификационным тестированию, продиктованным многими глобальными стандартами (например, - ECE R134, EC79, HGV 3.1 и т. Д.). В зависимости от рынка, который вы хотите служить, понимание нормативных норм и определение способных тестов для проверки этих норм имеет решающее значение.

Переход к более устойчивой транспортной отрасли является захватывающим процессом. Система доставки топлива является ключевым компонентом этого путешествия, уходящего от традиционного, углеродного ископаемого топлива. Будь то для двигателя внутреннего сгорания водорода, автомобиля водородного топливного элемента или природного газового двигателя, система доставки топлива является свидетельством передовой инженерии. Cummins готов сотрудничать с производителями и флотами и помочь им воспользоваться этими новыми топливными технологиями. Свяжитесь с нами здесь или в местном офисе продаж Cummins сегодня, чтобы узнать больше.