Details

На начальном этапе работы рассматривались различные схемы использования водорода. В ходе расчётов и анализа эксплуатационных факторов было обосновано, что наилучшей с точки зрения безопасности, надёжности и технической реализуемости является схема частичного замещения бензина водородом. Выполнено моделирование рабочего процесса двигателя ВАЗ-21126 при различных концентрациях водорода в смеси (от 0 до 20%) и коэффициентах избытка воздуха (α = 1.0–1.2). Произведены тепловые расчёты наиболее нагруженных компонентов двигателя — поршня из алюминиевого сплава АК12М2 и выпускного клапана из стали ЭП 303. В рамках работы также выполнен сравнительный анализ различных схем подачи водорода. По итогам анализа выбрана схема onboard-генерации водорода методом электролиза с подачей во впускной тракт, как наиболее безопасная и практически реализуемая в лабораторных и экспериментальных условиях. В результате обоснована оптимальная конфигурация смеси: 10–15% водорода и коэффициент избытка воздуха α = 1. Работа может быть использована в исследованиях по экологической модернизации ДВС, в учебных целях, а также как основа для опытных разработок и внедрения альтернативных топливных технологий.

At the outset, various strategies for hydrogen utilization were considered. Through theoretical and thermal analysis, the work concludes that partial substitution of gasoline with hydrogen is the most practical and technically feasible option. The VAZ-21126 engine was modeled under various hydrogen content levels (0–20%) and excess air ratios (α = 1.0–1.2). Thermal calculations were conducted for the piston (AK12M2 alloy) and exhaust valve (EP 303 steel), showing lower operational temperatures with hydrogen-enhanced combustion. This promotes greater reliability and durability of the engine components. Among several possible hydrogen delivery methods, onboard electrolysis with manifold injection was selected as the safest and most feasible for research applications. The optimal fuel configuration was determined as 10–15% hydrogen with α = 1 — a balance that improves efficiency without increasing detonation risk or requiring structural changes to the engine. This work serves as a foundation for further research in green retrofitting of ICEs, educational programs, and pilot projects involving hybrid fuel strategies.