一提到氫氣，很容易讓國人想起我們國家在上個(gè)世紀(jì)60年代震驚世界的關(guān)于氫彈的核試驗(yàn)。它的出現(xiàn)，直接改變了世界軍事力量的格局。
同樣，作為大自然最為豐富的氫元素，一旦輕易被分離和使用，同樣將改變世界一直被碳元素壟斷的能源格局。
氫氣，百度上這樣的描述的：危險(xiǎn)特性：第2.1類易燃?xì)怏w。與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱或明火即爆炸。氣體比空氣輕，在室內(nèi)使用和儲存時(shí)，漏氣上升滯留屋頂不易排出，遇火星會引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應(yīng)。爆炸極限：4.1～74.1%（V/V），說明氫氣在空氣中的含量在此范圍時(shí)，遇到火源就有爆炸的可能。
當(dāng)項(xiàng)目立項(xiàng)之后，想了解氫氣發(fā)動機(jī)在國內(nèi)使用情況，經(jīng)過一番查找后了解到，竟然沒有一家公司生產(chǎn)過類似的發(fā)動機(jī)，有兩家公司號稱能生產(chǎn)，但是提出要求看樣機(jī)時(shí)就態(tài)度180轉(zhuǎn)變，想必僅僅是號稱。后經(jīng)朋友介紹，有兩家可以合作開發(fā)，心中大喜，但是試驗(yàn)的過程并不順利，努力了半年困難重重，最終避免不了失敗的結(jié)局。此時(shí)，心頭不僅冒冷汗，定金已收，客戶的項(xiàng)目已經(jīng)上馬，如果現(xiàn)在關(guān)停項(xiàng)目，將對客戶造成重大損失，開弓沒有回頭箭了，只能靠自己硬著頭皮搞開發(fā)了。
燃燒速度快，爆炸極限寬泛是氫氣最大的特點(diǎn)，要想駕馭這個(gè)速度極快，脾氣暴躁的家伙，我們在部件的選型上，方案的設(shè)計(jì)上,在測試過程中遇到極大的挑戰(zhàn)。
首先在混合氣體的采購上，就遇到很大的阻力。
我們找到很多的氣體供應(yīng)商不愿意提供該燃?xì)猓驗(yàn)閮煞N混合氣體配裝到一個(gè)高壓容器是非常危險(xiǎn)的過程。在灌輸?shù)倪^程，其他氣體很容易混入而可能導(dǎo)致爆炸的可能。同樣，運(yùn)輸時(shí)候也要非常嚴(yán)格，裝滿氫氣瓶的運(yùn)輸車就像一個(gè)流動威力強(qiáng)大的炸彈，一旦發(fā)生交通事故后果將不堪設(shè)想。
在動力的選擇上，歷經(jīng)多次的方案改變。
我們首先采用的是缸內(nèi)直噴的發(fā)動機(jī)作為動力，但是，由于市場沒有可以選擇高性能的直噴發(fā)動機(jī)進(jìn)行改造，故用普通型的發(fā)動機(jī)進(jìn)行改造而成。缸內(nèi)直噴對發(fā)動機(jī)的部分硬件要求強(qiáng)度很高，特別是缸內(nèi)部分的噴嘴，此部位工作環(huán)境特別惡劣，溫度較高，同時(shí)對于燃燒室的形狀有不同工作要求。
我們嘗試此方案的初衷是缸內(nèi)直噴的工作效率比其他進(jìn)氣方式效率可以提高10%-15%左右，同時(shí)是縮短易燃易爆的氫氣在發(fā)動機(jī)內(nèi)部所走的路程，盡力縮小其在發(fā)動機(jī)內(nèi)部的活動范圍。但是由于部分零部件的工藝和強(qiáng)度達(dá)不到要求，最后不得不放棄此方案。
后來又嘗試了簡單的不帶中冷和增壓的發(fā)動機(jī)。這種發(fā)動機(jī)有一好處就是部件少，故障率和穩(wěn)定性提高了，但是對于熱值較低高氫混合氣來說，機(jī)組的功率又很難提上去。在中國，按照發(fā)動機(jī)重量計(jì)算成本的現(xiàn)實(shí)中，采用笨重的發(fā)動機(jī)往往就意味著你的產(chǎn)品性價(jià)比不高，對于今后市場化產(chǎn)生很大的阻力，這是一個(gè)非?，F(xiàn)實(shí)的矛盾。
同樣我們也采用國產(chǎn)性價(jià)比高、市場保有量高的帶增壓中冷型發(fā)動機(jī)的方案，主要的原因有幾個(gè)。1，發(fā)動機(jī)的技術(shù)不算先進(jìn)，但是技術(shù)相對成熟.2，發(fā)動機(jī)價(jià)格低，市場保有量大，零部件供應(yīng)方便并且速度快，調(diào)整方案也十分方便。
在發(fā)動機(jī)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)選型上，也經(jīng)歷多次的方案改變。
開始我們采用了增壓前預(yù)混的燃?xì)膺M(jìn)氣方式，氫氣所通過的是包括增壓器，中冷器，進(jìn)氣支管等很長的路徑。預(yù)混后的混合氣是在爆炸極限內(nèi)的，所以發(fā)電機(jī)組在啟動和關(guān)停時(shí)放炮最為頻繁，在測試的過程中同時(shí)損壞多個(gè)混合器。可以想象，這個(gè)方案最終無法成功。
經(jīng)過多倫的驗(yàn)證和測試，最終我們選用了在離氣缸最近地方的燃料供應(yīng)與控制系統(tǒng)，采用針準(zhǔn)和可調(diào)的燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)。經(jīng)過多倫的測試之后，這個(gè)方案非常成功，效果十分明顯。
在安全保護(hù)系統(tǒng)上，我們一開始就高規(guī)格配置。
在測試過程中，經(jīng)歷不少驚險(xiǎn)場面。剛開始由于防爆閥不工作，發(fā)電機(jī)組一啟動就回火放炮，此過程中炸壞5個(gè)混合器和兩次的進(jìn)氣管路被頂開，
雖然在測試的過程中，放炮聲多次出現(xiàn)，但是在安全上我們做足了功夫。我們主要是主要在三個(gè)方面進(jìn)行防備：在發(fā)動機(jī)上，我們在進(jìn)氣支管安裝多個(gè)泄壓式防爆裝置，在進(jìn)氣管路安裝防爆型截止閥，安裝氫氣專用阻火器等，在關(guān)鍵時(shí)刻可以快速關(guān)停發(fā)動機(jī)和卻斷燃?xì)夤?yīng)。在輸氣方面：匯流排我們采用全銅的材質(zhì)，并將氫氣瓶移離到房子外面通風(fēng)處進(jìn)行放置。在測試的現(xiàn)場，我們采用兩個(gè)20KW大風(fēng)機(jī)進(jìn)行抽排，確保測試機(jī)房氫氣的濃度。
氫氣一役，天下天平。
關(guān)于高氫氣發(fā)電機(jī)組的測試成功，公司付出極大的時(shí)間成本和大筆的研發(fā)費(fèi)用，對于一個(gè)勢單力薄的民營公司來說，亞歷山大！但是我們不后悔，制造高性能的新能源發(fā)電產(chǎn)品，我們此志不渝，不輕言放棄。
氫氣發(fā)動機(jī)、氫氣發(fā)電機(jī)組的測試成功，離不開公司的工程師和同事無畏付出和大膽的設(shè)想，同樣離不開中科院和北京大學(xué)相關(guān)技術(shù)人員的大力支持。再次感恩！
