Vnitřní polemika: funguje dekarbonizace motoru vodíkem?

6. 12. 2022 6 min. čtení diskuze (2) Tipy a rady

Tenhle článek je taková vnitřní rozpolcená polemika nad tím, jestli věřit dekarbonizaci motoru vodíkem, nebo jestli to velmi rychle zavrhnout. Vy můžete zatím přijmout jakoukoli tezi zde řečenou.

Vnitřní polemika: funguje dekarbonizace motoru vodíkem?

První, co člověka napadne je „Proč ne?“. Čištění motoru přece funguje přidanými aditivy, které rozpouštějí úsady, tak proč by nemohlo fungovat čištění vodíkem? A je to pravda. Lidé si lijí do nádrže kdejakou chemikálii, kterou koupí na internetu nebo benzínové pumpě, aniž by si přečetli návod. A zatím to nevypadá na nějaké velké manévry ČOI ani žaloby na výrobce a prodejce. Takže čištění motorů možné je. A čištění vodíkem?

Zamysleme se nad principem a jak by to mohlo vypadat v motoru. Do sání se strčí speciální tryska, která pumpuje do sacího potrubí dávkovaný vodík. Ten vstoupí do prostoru válce, kde se zažehne. Jak známo, vodí má větší vývin tepla, takže by mohl vlastně uhlík spálit. Je to jako v troubě s pyrolýzou. Nečistoty se velmi vysokou teplotou spálí a jdou snadno setřít. Takže tady to taky půjde. Navíc vodík je plyn, takže by neměl ředit palivo, které tak nebude dělat samo nepříjemnosti ve válci.

Vodík je také snadno sloučitelný prvek, který exotermickou reakcí se spojuje s kyslíkem ve vodu (2 H2 + O2 → 2 H2O). Ale také v mnoho dalších látek, které mohou působit na přilepené uhlíkové úsady jako rozpouštědlo. Třeba taková kyselina uhličitá a Bůh ví co ještě.

Co na to říkají světová média?

Ve své vnitřní polemice jsem se rozhodl vydat se na internet a hledat, co na to říká tohle všemocné médium. A zjistil jsem, že mlčí. Tedy nemlčí úplně. Ale jak u nás, tak v zahraničí jsou hromady firem, které dekarbonizaci vodíkem provádějí a ty to samozřejmě chválí. Pak je skupina lidí, která to nikdy nezkusila, bojí se toho a silně tuto technologii haní. Mezi nimi pak je velká skupina lidí, kteří neví, pár těch, kteří si to nechali udělat na svém voze (je zajímavé, že v zahraničí se na mnoha různých serverech pravidelně opakuje zkušenost „jel jsem se svým vozem Škoda Octavia TDI PD…“) a buď mají zkušenosti výborné, nebo původně výborné a po nějaké době špatné. Typické výsledky zkušeností těchto řidičů:

  • Po asi hodinové seanci motor pocitově jde lépe za plynem, lépe táhne a méně vibruje. Během dekarbonizace vytékala z výfuku černá voda.
  • Po asi hodinové aplikaci jde motor lépe za plynem, méně vibruje, ale změna není tak enormní. Po nějaké době se ale vše vrátilo k normálu nebo dokonce se nějakým způsobem vlastnosti zhoršily.

A co odborné články? Bohužel mlčí. Nemohl jsem najít jedinou vědeckou studii o tom, že by to mělo fungovat či nemělo. Dají se dohledat laboratorní výsledky vstřikování vodíku do válců a jeho vliv na zapálení směsi, ale samotný test funkce vstřikování vodíku do prostoru válců a jeho vliv na motor a úsady jsem nikde nedohledal. Možná jsem špatně hledal, takže pokud jej najdete, sem s ním, rád se do něj začtu a poupravím tento článek. Díky předem.

Pochybnosti

Jenže tu mám i nějaké pochybnosti. Nejsem chemik, takže jsem se jeden večer začetl do vlastností vodíku, kyslíku, do chemismu spalování paliv apod. Trochu mě trklo, že třeba benzín se vznítí už při 260 °C. Vodík má přitom teplotu hoření přes 3000 °C. Hliník má teplotu tání někde kolem 660 °C, záleží v jaké slitině je. Jak je vidět, je to dost nepoměr. Samozřejmě, že snížení vývinu teplot se dá dosáhnout vstříknutím jen opravdu malého množství, které dle termodynamického zákona předává své teplo chladnějšímu okolí, tudíž v daném objemu nejde o tak vysokou teplotu.

Sdělte nám svůj názor na dekarbonizaci motoru vodíkem: Na Portálu řidiče se pomalu můžete těšit na novou sérii o čištění motoru vodíkem. Podělit se o vaše zkušenosti nebo názor můžete zde: Ptejte se – karbon v motoru.

Takže tu teplotu možná při dobré regulaci dle vstřikovacích poměrů (každý motor je jiný, nelze předpokládat, že stejný objem vodíku vstříknete do motoru z Opelu Corsa jako do Hummeru H2) by se to dalo vyřešit. Jenže tu vzniká další problém. Jak to systém zjistí? Pro to, aby se tohle stalo, musí být odstavený senzor klepání (časování předstihu by asi zešílelo), tepelný senzor na motoru i ve výfuku, nebo by musel být stroj napojen přes OBD na CPU motoru a načíst si ze vstřikovací mapy přesný bod a ten extrapolovat s hodnotami podílu vodíku. Jak to udělá je pro mě záhada. Vždyť vodík se nestane součástí paliva, určitě ne ve vrstvené směsi. A vlastnosti paliva a vodíku jsou sakra jiné. Vezměte si, že jeden kilogram vodíku obsahuje energie 39,3 kWh, což srovnejme s ropou či palivy na její bázi, která mají energetický obsah zhruba 12,5 kWh/kg. Dokážu si představit software, který by tohle mapování dokázal simulovat. Jmenuje se GT Power a je to profesionální výpočetní program pro konstruktéry motorů. Ten by to počítal pro každý bod otáček a zatížení tak deset minut.

Pojďme ale dál. Mám pochybnosti také o chemismu. Vodík se s kyslíkem snadno sloučí už v sacím traktu. To říkají i vědecké zprávy o spalování vodíku v pístových motorech. To je samozřejmě problém, protože dochází ke vzniku páry, a to už v sání. Tedy nic, co byste v motoru chtěli. Také výše uvedený vznik kyselin a vody není přesně to, co byste chtěli v motoru zažívat. Plamen se díky vodíku zrychluje, teplota se zvyšuje a NOx letí nahoru jak splašené. Spotřebujeme vzduch na výrobu chemických produktů a co na to lambdasonda? Ta mlčí? Patrně asi ne. Asi bude protestovat a snažit se nedostatek kyslíku ve výfuku nějak dohnat.

Zvýšený výskyt vody ve válci a ve výfuku může mít několik důsledků – špatné mazání, protože voda olejový film rozpálený extrémně vysokou teplotou smyje a katalyzátor je propláchlý protékající vodou. Možná právě to jsou ty největší kalové louže za výfukem.

Vnitřní polemika: funguje dekarbonizace motoru vodíkem?

To, co mě ale nedává spát, je celý mechanický a elektronický systém motoru. Představte si, že výfukový ventil se ještě při vysoké teplotě ve válci otevře a ten extrémně horký plamen foukne do turba. Nebo že EGR ventil propláchne směs vody, kyselin a vysoké teploty. Co na to řeknou těsnění, co na to řekne elektronika nebo katalyzátor, když by se uvolnil kousek uhlíku a odfrčel si to výfukovým ventilem pryč.

To všechno mě napadá. A tak jsem se rozhodl, že tohle jen tak nenechám. Zkontaktoval jsem svou alma mater ČVUT FSI, Ústav dopraví techniky a uvidíme, jak se k problematice staví ti, kteří by o ní měli vědět asi nejvíc. A pak to pojedeme zkusit sami. Seženeme endoskop, napíchneme na počítač nějaké starší auto a uděláme test. Uvidíme.

Zdroj info: Názor redaktora.
Zdroj médií: Depositphotos.
MayoZVOLEN, 9. 12. 2022 2:43
Dobrý deň.
Článok som.si so záujmom prečítal a dovolil by som si 2 otázky (podotýkam, že niesom chemik).
1.:
Prístroje, ktorými sa vykonáva HHO dekarbonizácia generujú čistý vodík ?
Podľa informácií od môjho známeho, chemika u ktorého som sa informoval je výroba vodíka energeticky veľmi náročná, navyše čistý vodík je extrémne výbušný. Vháňať ho hadicou do bežiaceho motora je podľa jeho slov nie dobrý nápad.

Moja druhá otázka je technická.
Akým spôsobom táto technológia odstraňuje karbón zo sacieho potrubia, sacích ventilov a ich sediel keď tieto časti motora neprechádzajú procesom horenia HHO a karbonizáciou trpia azda najviac (priamovstrekové motory) ?
Ďakujem za prípadné odpovede odborníkov.
Jakub Mokříš, 9. 12. 2022 15:59
Odpověď autora článku:
1) Ano, máte pravdu – výroba vodíku elektrolýzou je energeticky náročný proces. Ovšem zde můžeme konstatovat, že vzhledem k minimální dávce, která se do sacího potrubí posílá (podle našich informací jde přibližně o nahrazení 4 % objemu paliva), je výroba energeticky zvládnutelná. V ČR byly vytvářeny pokusy s elektrolytickou výrobou vodíku za jízdy, ovšem stroj na dostatečnou generaci by byl velký asi jako pračka, tudíž se tehdy od toho upustilo. Stroje, které se používají v tomto případě tuhle velikost mají a navíc mohou být napojeny na rozvodnou síť.
O tom, zda jde o čistý vodík zatím nic nevíme. Ovšem samozřejmě to čisté nebude, protože součástí vody, která se používá, je i několik dalších složek.
Výbušnost je samozřejmě problém. Ve výše zmíněné koncentraci je to však problém marginální. Z motoru to nedělá vzducholoď Hindenburg.



2) Sací ventily – předpokládáme, že čištění sacích ventilů probíhá standardně. Vysokoteplotní zatížení vypálí carbonové usazeniny zespoda ventilů a díky vysokému vývinu tepla se ventil prohřeje natolik, že i sedla ventilů jsou touto teplotou prohřátá. Překrytím otevření ventilů přes úvratě se navíc může teplota dostávat i do potrubí, ovšem je strháváno proudícím nasávaným vzduchem. Takže k čištění dochází vlastně stejně, jako k jejich zanášení.

O chudé směsi si povíme něco v dalším díle, kdy jsme zkontaktovali odborníky z vysoké školy a s nimi se pobavili na toto téma. Přijde brzy.



Díky za zájem. Jan Čech

Podobné články

Chcete zdarma dostávat zajímavé rady a tipy na auto-moto akce nejen na víkendy?