Настройка тока водородного генератора через понижающий DC-DC конвертор
На примере бензинового легкового автомобиля
Правильная настройка HHO-системы начинается не с вопроса «сколько газа можно получить», а с другого: какую дополнительную электрическую нагрузку автомобиль может безопасно отдать системе? Для бензинового легкового автомобиля в H2 System используем правило: нагрузка HHO-системы — не более 6% от номинала штатного генератора автомобиля. Но есть важное уточнение: 6% — это не цель настройки, а верхний предел. Если сам понижающий DC-DC конвертор достигает своего рабочего предела раньше, ориентируемся уже на него.
Сначала считаем возможности автомобиля Если штатный генератор автомобиля рассчитан на 100 А, то 6% от его номинала — это 6 А. Но рабочее значение лучше оставить немного ниже — примерно 5,5–5,6 А. Если генератор рассчитан на 120 А, то 6% составляют 7,2 А. Рабочий ориентир — около 6,7 А. Если генератор 150 А, то 6% — это 9 А. Рабочий ориентир — около 8,5 А. Если генератор автомобиля 180 А, математически 6% дают 10,8 А. Но в этом случае уже нужно учитывать ограничение самого понижающего DC-DC конвертора мощностью около 150 Вт. Поэтому при генераторе 180 А мы не выводим систему на 10,8 А. Практический предел с таким конвертором — примерно 9–9,5 А.
Главное правило: ориентируемся не только на 6% от генератора автомобиля, но и на предел самого DC-DC конвертора. Берём меньшее из двух значений.
Почему 6% — не единственное ограничение В системе есть ещё один важный элемент — понижающий DC-DC конвертор, или, как его часто называют мастера, «понижайка».
Используемый нами 30-амперный конвертор имеет мощность около 150 Вт. Поэтому даже если штатный генератор автомобиля позволяет по правилу 6% взять больше 10 А, это ещё не означает, что нужно заставлять конвертор работать в таком режиме.
При высокой нагрузке он сильнее нагревается, выходное напряжение может проседать, а вместо примерно 5 В можно увидеть 4,8–4,5 В. Стабильность работы при этом ухудшается.
Поэтому для такого конвертора практический предел на бензиновом автомобиле — примерно 9–9,5 А, и желательно не переходить 10 А.
Главное правило: берём меньшее из двух значений — предел автомобиля или предел установленного DC-DC конвертора.
Что делает DC-DC конвертор В бортовой сети работающего автомобиля обычно около 13,5–14,5 В. Электролизёру такое напряжение напрямую не требуется, поэтому понижающий DC-DC конвертор снижает его примерно до рабочего уровня — около 5В.
Схема получается простой: штатный генератор автомобиля → бортовая сеть → DC-DC конвертор → электролизёр ВГА.
При этом входной и выходной ток конвертора могут различаться. Поэтому важно всегда понимать, в какой точке системы мы измеряем ток. Подробнее о том, как работает HHO-система в автомобиле, можно посмотреть в отдельном разделе сайта H2 System.
Водородный генератор и электролизёр — что правильно? В разговоре мы используем понятные названия: водородный генератор, HHO-генератор, ВГА. Технически рабочая ячейка, в которой идёт электролиз воды, называется электролизёром. В воду добавляется электролит — гидроксид натрия NaOH или гидроксид калия KOH. Изменяя концентрацию электролита, мы меняем проводимость раствора и тем самым рабочий ток системы.
Именно поэтому ток ВГА настраивается в том числе концентрацией электролита, а не только самим конвертором.
Холодная и горячая настройка — это разные вещи Это один из самых важных моментов всей настройки. Если на холодном электролизёре сразу выставить конечный рабочий ток, после прогрева ток может заметно вырасти. Поэтому система настраивается в два этапа.
Этап 1. Настройка на холодную Допустим, для автомобиля с генератором 100 А мы хотим получить после прогрева 5,5–5,6 А.
На холодной системе сразу выставлять 5,5 А не нужно. По практике H2 System сначала задаём примерно две трети будущего рабочего тока.
В нашем примере это около 3,5 А на холодную. Температура при первоначальной настройке может быть разной: летом +25 °C, зимой около 0 °C или ниже. Поэтому настройка только по холодному значению ещё не показывает, какой ток будет у прогретой системы.
Этап 2. Прогрев электролизёра После первоначальной настройки закрываем капот. Дальше автомобиль может поработать на месте или проехать в обычном режиме.
Обычно для проверки достаточно примерно 30–40 минут. За это время нагревается подкапотное пространство и сам электролизёр. По нашим наблюдениям, рабочая температура HHO-генераторов в разных автомобилях обычно находится примерно в диапазоне 50–62 °C.
Точное значение зависит от места установки, температуры воздуха, вентиляции подкапотного пространства, размера и модели ВГА.
После прогрева измеряем ток ещё раз Предположим, на холодную получили 3,5 А, а после прогрева — 5,5 А. Значит, настройка закончена.
Если после прогрева получили, например, 4,5 А, 4,8 А или 5 А, добавляем совсем немного концентрата KOH или NaOH и снова проверяем ток.
То есть окончательную настройку делаем уже на горячей системе.
Именно здесь особенно важно работать не «ложками», а измерением. Используем DC-токовые клещи и смотрим фактический ток.
Почему мы чаще предпочитаем KOH И NaOH, и KOH могут использоваться в качестве электролита. Но по нашей практике KOH удобнее по температурной стабильности.
На NaOH изменение тока при прогреве системы может быть более заметным.
Поэтому независимо от выбранной щёлочи действует одно правило: сначала холодная настройка ниже рабочего значения, затем прогрев и окончательная корректировка на горячую.
Почему нельзя перегружать автомобиль Электричество в автомобиле не появляется бесплатно.
Когда водитель включает обогрев заднего стекла, обогрев сидений, фары, климатическую установку, вентиляторы и другое мощное оборудование, штатный генератор получает дополнительную нагрузку.
Чтобы генератор выработал больше электрической мощности, двигатель должен затратить на его вращение больше механической энергии. Система управления двигателем поддерживает необходимый режим работы, и при увеличении нагрузки может увеличиваться расход топлива.
Поэтому если сама HHO-система начинает забирать слишком много электрической мощности, мы можем получить парадокс: часть эффекта от HHO будет потрачена на производство электричества для самого HHO.
Именно поэтому для бензинового легкового автомобиля мы ставим предел: не более 6% от номинала штатного генератора — и желательно меньше, если нужный результат получается на меньшей нагрузке.
Водорода должно быть достаточно, а не максимально много HHO — не основное топливо автомобиля. Его задача не заменить бензин.
Мы используем небольшое количество HHO для поддержки процесса сгорания основной смеси и более благоприятных условий работы камеры сгорания и поршневой группы.
Поэтому максимальный ток нам не нужен сам по себе.
Главный принцип: достаточно HHO при минимально необходимой нагрузке на автомобиль. Где измерять ток При настройке нельзя смешивать два разных значения.
Ток со стороны автомобиля — это нагрузка, которую DC-DC конвертор берёт из бортовой сети. Именно здесь действует правило 6% для бензинового легкового автомобиля.
Ток со стороны электролизёра — это уже выход DC-DC конвертора на ВГА. Из-за преобразования напряжения эти значения не обязаны быть одинаковыми.
Поэтому всегда фиксируем, где именно установлены токовые клещи и какое значение мы сейчас контролируем.
Пример: генератор автомобиля 100 А Штатный генератор — 100 А. Максимум по правилу 6% — 6 А. Рабочая цель — 5,5–5,6 А на прогретой системе.
Последовательность настройки:
Заливаем подготовленную дистиллированную воду.
Постепенно добавляем концентрат KOH или NaOH.
На холодную выводим ток примерно на 3,5 А.
Закрываем капот.
Даём автомобилю поработать или проезжаем 30–40 минут.
Снова измеряем ток.
Получили 5,5–5,6 А — останавливаемся.
Получили меньше — понемногу добавляем концентрат и снова измеряем.
6 А не является целью. Это потолок. Пример: генератор автомобиля 150 А
Расчёт: 150 × 6% = 9 А. Рабочая цель — около 8,5 А. Принцип тот же: сначала выставляем примерно две трети на холодную, затем прогреваем, измеряем и при необходимости немного корректируем концентрацию.
А если генератор автомобиля 180 А? Математически: 180 × 6% = 10,8 А. Но с используемым DC-DC конвертором около 150 Вт мы не выводим систему на 10,8 А.
Практический потолок — примерно 9–9,5 А. Потому что здесь первым ограничением становится уже сам DC-DC конвертор, а не штатный генератор автомобиля.
Очень важный принцип настройки: не нужно использовать весь разрешённый запас автомобиля, если оборудование достигает своего рабочего предела раньше.
Правильная последовательность настройки
Вся логика укладывается в одну цепочку: узнали номинал штатного генератора → рассчитали 6% → проверили предел DC-DC конвертора → выбрали меньшее значение → определили рабочий ток с запасом → на холодную выставили примерно две трети → прогрели систему → измерили ток → на горячую аккуратно скорректировали концентрацию.
Для дизельного легкового автомобиля правила электрической нагрузки другие, и настройку там нужно рассматривать отдельно. Следующий материал будет именно об этом: «Настройка тока водородного генератора на дизельном легковом автомобиле».