ZEROGO transformeert elke verbrandingsmotor in een hybride op waterstof!

De +H2a-technologie is een waterstof-op-aanvraagreactor die waterstofgas produceert via een elektrolyseproces. Deze technologie is getest, geverifieerd en gecertificeerd door onafhankelijke, geaccrediteerde laboratoria en testfaciliteiten wereldwijd.

Enkele kernpunten over de +H2a-technologie:

1. De +H2a-technologie omvat een elektrolyse-reactor met reservoirs en een elektrolyt. Deze reactor, met roestvrijstalen platen, wordt gevoed door elektriciteit van zonnepanelen en de batterij van het voertuig.
2. Het doel van de +H2a waterstof-op-aanvraagreactor is om waterstof- en zuurstofgas in de luchtinlaat van een dieselmotor te brengen. Dit leidt tot verminderd brandstofverbruik en lagere emissies. Zuiver waterstofgas verbetert de verbranding van dieselbrandstof, vooral vanwege de hoge vlamsnelheid, waardoor de diesel efficiënter kan verbranden bij lagere temperaturen.

Het systeemontwerp van +H2a is gebaseerd op bewezen wetenschappelijk onderzoek en techniek om emissiereducties en brandstofbesparing te realiseren. In laboratoriumtests op dieselmotoren heeft de on-demand gegenereerde waterstof (H2) minder dan 1% van de totale brandstofenergie bijgedragen, wat overeenkomt met gepubliceerde wetenschappelijke literatuur. Waterstof biedt superieure eigenschappen in verbrandingsmotoren ten opzichte van dieselbrandstof.

Tabel 1: Eigenschappen van verschillende brandstoffen.

1. Waterstof: Hoge energiedichtheid, milieuvriendelijk en efficiënt.
2. Dieselbrandstof: Traditioneel, maar minder efficiënt en met hogere emissies.
3. Andere brandstoffen: Variëren in eigenschappen en toepassingen.

De +H2a-technologie is een waterstof-op-aanvraagreactor die waterstofgas produceert via een elektrolyseproces. Deze technologie is getest, geverifieerd en gecertificeerd door onafhankelijke, geaccrediteerde laboratoria en testfaciliteiten wereldwijd.

Enkele kernpunten over de +H2a-technologie:

1. De +H2a-technologie omvat een elektrolyse-reactor met reservoirs en een elektrolyt. Deze reactor, met roestvrijstalen platen, wordt gevoed door elektriciteit van zonnepanelen en de batterij van het voertuig.
2. Het doel van de +H2a waterstof-op-aanvraagreactor is om waterstof- en zuurstofgas in de luchtinlaat van een dieselmotor te brengen. Dit leidt tot verminderd brandstofverbruik en lagere emissies. Zuiver waterstofgas verbetert de verbranding van dieselbrandstof, vooral vanwege de hoge vlamsnelheid, waardoor de diesel efficiënter kan verbranden bij lagere temperaturen.

Het systeemontwerp van +H2a is gebaseerd op bewezen wetenschappelijk onderzoek en techniek om emissiereducties en brandstofbesparing te realiseren. In laboratoriumtests op dieselmotoren heeft de on-demand gegenereerde waterstof (H2) minder dan 1% van de totale brandstofenergie bijgedragen, wat overeenkomt met gepubliceerde wetenschappelijke literatuur. Waterstof biedt superieure eigenschappen in verbrandingsmotoren ten opzichte van dieselbrandstof.

Tabel 1: Eigenschappen van verschillende brandstoffen.

1. Waterstof: Hoge energiedichtheid, milieuvriendelijk en efficiënt.
2. Dieselbrandstof: Traditioneel, maar minder efficiënt en met hogere emissies.
3. Andere brandstoffen: Variëren in eigenschappen en toepassingen.

Figuur 1: In deze grafiek worden de temperatuur en de duur van de vlam in een motorslag weergegeven. De blauwe lijn vertegenwoordigt de “normale” dieselverbranding, terwijl de groene lijn staat voor dieselverbranding waarbij waterstofgas is toegevoegd. Opvallend is dat de met waterstof versterkte vlam op een hogere temperatuur brandt, maar voor een kortere tijd. Het diagram is niet op schaal.

Volgens Sean Bennett’s boek “Medium / Heavy Duty Truck Engines, Fuel & Computerized Management Systems (4e editie)”, hebben koolwaterstofemissies de neiging toe te nemen bij lagere verbrandingstemperaturen en een rijker lucht-brandstofmengsel. Aan de andere kant nemen de NOx-emissies toe bij een armer lucht-brandstofmengsel en hogere verbrandingstemperaturen. De +H2a-technologie streeft ernaar de verbrandingssnelheid en temperatuur te optimaliseren om beide emissies te verminderen. Een slimme benadering voor schonere en efficiëntere motoren! 🚗💧

NOx-reductie

In een motor ontstaat NOx als gevolg van de verbranding van stikstof en zuurstof die in de lucht aanwezig zijn bij hoge temperaturen. Vooral de warmte die tijdens de verbrandingsslag naar de zuigerkroon wordt overgebracht, leidt tot een verhoogde temperatuur in de verbrandingskamer tijdens de inlaatslag, waarbij NOx wordt gegenereerd uit de inlaatlucht. De NOx-productie is recht evenredig met de kamertemperatuur, die op haar beurt afhankelijk is van de warmte die vrijkomt tijdens de verbranding.

De toevoeging van waterstofgas zorgt voor een meer gecontroleerde vlam met minder turbulentie aan het vlamfront. Dit zorgt ervoor dat de meeste warmte naar het midden van de zuigerkom wordt geleid en vermindert de externe warmteoverdracht.

Bovendien vertraagt de toevoeging van waterstof de ontsteking van diesel met ongeveer 10-15° krukasrotatie. Hoewel de brandtijd van diesel in een met waterstof verrijkte omgeving sneller is, vindt het einde van de verbranding nog steeds plaats bij dezelfde krukasrotatie als zonder waterstof. Met waterstof verrijkte verbranding levert dezelfde hoeveelheid kracht als pure diesel, maar dan in een kortere tijd. Hierdoor is er minder tijd voor “heat soak” (overdracht van warmte die tijdens de verbranding wordt gegenereerd naar de zuigerkroon, zuigerveren en kamerwanden). Als gevolg hiervan blijft de zuigerkroon en de hele kamer bij de volgende inlaatslag op een lagere temperatuur.

Dit resulteert in minder NOx-productie tijdens de inlaatslag. Dit principe is bevestigd door tests van derden, uitgevoerd door TÜV-Nord, waarbij NOx-reducties van meer dan 88% werden vastgesteld.

Aanpassing van de ECU voor dieselmotoren

De computers die de werking van motoren of voertuigen regelen, worden niet direct bestuurd door een operator. Zodra de bestuurder het voertuig start, neemt de computer beslissingen op basis van de invoer van voertuigsensoren. De enige controle die de bestuurder over de computer heeft, is indirect, bijvoorbeeld wanneer hij of zij het gaspedaal indrukt, remt, van versnelling verandert of andere bedieningselementen op het dashboard gebruikt. Wanneer de motorprestaties veranderen, ontvangt de computer nieuwe informatie van de sensoren. Deze wijzigingen resulteren in aanpassingen van het uitgangssignaal om de nieuwe sensorinvoer te compenseren. Zo ontstaat een volledige werkingscyclus via de regelkring tussen de computer, het sensorapparaat en het uitvoerapparaat. Moderne voertuigen bevatten talrijke regelkringen, vaak met meerdere sensoren binnen elke kring.

Het motormanagement (ECU) leest en interpreteert continu sensorgegevens terwijl de motor draait. Typische sensoren zijn onder andere NOx, O2, temperaturen, debieten, enzovoort.

De ECU maakt gebruik van een reeks vooraf bepaalde zoektabellen (MAPS) om de brandstofsnelheid en -timing te regelen op basis van informatie van de verschillende sensoren in het voertuig. Deze tabellen bevatten meer dan een miljoen datapunten, waarmee de ECU de motor redelijk goed kan laten draaien en presteren. Elk datapunt is echter niet ideaal voor elke situatie, vandaar de omvangrijke database. Dit systeem, een vorm van kunstmatige intelligentie (“AI”), is ontwikkeld gedurende vele jaren van motorontwikkeling. Elke motorfabrikant heeft zijn eigen specifieke tabellen ontwikkeld die passen bij hun eigen motoren.

Tijdens de werking van de motor past de ECU zich aan op basis van de input van sensoren en maakt kleine aanpassingen in de MAPS (Motor Aanpassingsparameters) om de prestaties, het brandstofverbruik en de emissies te optimaliseren.

Motorkoelvloeistoftemperatuursensoren (MKTS) bevinden zich in een van de bovenste motordoorgangen waar koelvloeistof doorheen stroomt. Met de temperatuurgegevens die deze sensoren leveren, kan de ECU de koelventilator regelen. Deze gegevens waarschuwen de ECU voor mogelijke gevaren in verband met hoge bedrijfstemperaturen. Bovendien tonen ze de temperatuur op het dashboard.

In sommige motorontwerpen vertrouwt de ECU op olietemperatuurgegevens van de motorolietemperatuursensor (MOTS) om deze taken uit te voeren. Zowel motorkoelvloeistof- als olietemperatuursensoren zijn meestal van het thermistor-type.

De ECU regelt de brandstoftoevoer zeer nauwkeurig, zelfs bij kleine verschillen in brandstofdichtheid als gevolg van veranderingen in brandstoftemperatuur. De brandstoftemperatuursensor (BTS), meestal een thermistor op de inkomende brandstofleiding of het filter, levert gegevens voor deze aanpassingen.

Veel temperatuursensoren stellen de ECU in staat om de toegevoerde brandstofhoeveelheid nauwkeurig te bepalen op basis van de motorbelasting. Dit is een effectieve manier om de motoremissies indirect te verminderen. Sensoren die de temperatuur op verschillende locaties in het uitlaatsysteem bewaken, maken directe ECU-regeling van verschillende emissiebeperkende systemen mogelijk.

Luchtdruksensoren en verschildruksensoren in motoren

Luchtdruksensoren, ook wel barometers genoemd, meten de luchtdruk buiten de motor en geven deze gegevens door aan de ECU (Electronic Control Unit). De atmosferische druk, die van buitenaf komt, varieert met de weersomstandigheden en de hoogte. De ECU vertrouwt op de informatie van de barometer om de brandstofhoeveelheid en timing aan te passen. Bovendien kan het de positie van de EGR-klep (Exhaust Gas Recirculation) beïnvloeden.

Een verschildruksensor vergelijkt twee drukwaarden die van belang zijn voor de ECU en levert gegevens over het verschil tussen deze twee waarden. Bijvoorbeeld, de EGR-verschildruksensor (EGR Delta P) vergelijkt de druk aan beide zijden van de EGR-klep en geeft het gemeten verschil door aan de ECU. De ECU gebruikt deze gegevens om de snelheid te bepalen waarmee uitlaatgassen door de klep stromen en vergelijkt deze berekende waarde met het voorgeprogrammeerde ideaal. Als de huidige waarde afwijkt van het voorgeprogrammeerde ideaal, past de ECU de positie van de EGR-klep en/of de variabele geometrie van de turbocompressor aan om dit te corrigeren.

Op vergelijkbare wijze bewaakt een verschildruksensor beide zijden van het nabehandelingsdieselroetfilter (DPF Delta P). Dit uitlaatgasnabehandelingssysteem vangt roetdeeltjes op in een honingraatkamer die bestand is tegen zeer hoge temperaturen. Het filter regenereert tijdens normaal motorbedrijf, hetzij door verbranding van het ingesloten roet (passieve regeneratie), hetzij door de injectie van dieselbrandstof (actieve regeneratie). De ECU controleert de werking van het DPF gedeeltelijk door de druk aan beide zijden van dit filter te vergelijken. Als de drukval over het filter de toegestane limiet overschrijdt en de ECU vaststelt dat het filter verstopt is, stuurt het de brandstofinjectie aan om het filter nat te maken en het actieve regeneratieproces te versnellen.

De gaspedaalpositiesensor (GPS) speelt een cruciale rol in het regelen van de motorprestaties. Het meet de positie van het gaspedaal en communiceert deze informatie naar de ECU (Electronic Control Unit). Hierdoor kan de ECU het gewenste motortoerental en het benodigde vermogen bepalen op basis van de bestuurder zijn input. Wanneer de GPS-sensor uitvalt, kan dit ernstige problemen veroorzaken. Gelukkig maken moderne ontwerpen gebruik van meerdere sensoren, waardoor de ECU kan vergelijken welke waarden elke sensor levert. Als de signalen van verschillende sensoren niet overeenkomen, kan de brandstoftoevoer teruggaan naar een standaard stationair toerental of een andere storingsvrije bedrijfsmodus.

Recente upgrades van dieselmotoren omvatten systemen zoals EGR (Exhaust Gas Recirculation) en SCR (Selective Catalytic Reduction) om het NOx-niveau in de uitlaat te verminderen. Het is essentieel om te begrijpen hoe afhankelijk de ECU is van sensorinvoer bij het regelen van gerelateerde systemen. NOx-sensoren bevinden zich in de uitlaatgasstroom en evalueren chemisch het uitlaatgasmonster om de hoeveelheid stikstofoxiden (NOx) in de uitlaat te bepalen. Vooral in voertuigen met SCR-systemen is het meten van NOx kritischer geworden. In een met SCR uitgerust voertuig bevindt zich meestal een NOx-sensor vóór en achter het SCR-systeem. De sensor voor het SCR-systeem geeft gegevens aan de ECU om te bepalen hoeveel dieseluitlaatvloeistof (DEF / AdBlue) moet worden toegevoegd aan de uitlaatstroom via de AdBlue-doseerinjector.

Met onze +H2a-technologie voegen we waterstof en zuurstof als katalysatoren toe aan de inlaatluchtstroom. Dit heeft invloed op veel van de sensoren in de motor. De luchtdichtheid verandert en de verbrandingscyclus heeft effect op de NOx-sensorwaarden die door de ECU worden uitgelezen. Doordat er tijdens de verbranding minder NOx wordt geproduceerd, is er minder AdBlue nodig in het SCR-systeem. Bovendien zorgt de meer volledige verbranding ervoor dat er minder roet of koolstof wordt geproduceerd, wat de impact op het roetfilter vermindert.

Hoe beïnvloedt dit de werking?

De toevoeging van waterstof kan op korte termijn een negatief effect hebben op het brandstofverbruik, afhankelijk van de huidige motoraanpassingen in de MAPS-tabel. De ECU past zich aan op basis van bedrijfsparameters zoals beladingsgraad, brandstofkwaliteit en snelheid over de afgelopen +1.000 km. Het duurt even voordat de AI-logica alle parameters tijdens het gebruik in overweging heeft genomen en de MAPS langzaam naar nieuwe waarden verschuift. Dit proces verloopt langzaam omdat de AI niet onmiddellijk reageert op elke verandering. Het kan tot 300 bedrijfsuren duren voordat de ECU zich stabiliseert.

Dit aanpassingsproces is essentieel voor de ECU. Bijvoorbeeld, als het inlaatluchtfilter verstopt raakt en de luchtbeperking toeneemt, past de ECU de wastegate van de turbocompressor aan om de vuldruk te verlagen en het luchtvolume voor de motor te verminderen. Tegelijkertijd past het de brandstofinjectie aan om aan emissienormen te voldoen. Na het vervangen van het luchtfilter zal de motor een lagere luchtbeperking ervaren en zullen de aangepaste waarden geleidelijk weer veranderen.

Hetzelfde proces vindt plaats wanneer we de +H2a-technologie toevoegen. Het verbrandingsproces verandert, wat resulteert in een schonere verbranding en lagere temperatuur, waardoor het brandstofverbruik wordt verbeterd en de NOx-emissiewaarden worden verlaagd.

Gebeurt deze aanpassing in alle motoren?

Absoluut! Als de aangepaste waarden binnen het tolerantievenster van de ECU vallen voor gebruik met de +H2a-technologie, ziet u een verbetering na installatie van het +H2a-systeem. Na de installatie van +H2a blijft de ECU continu alle sensoren monitoren en vindt er een verbeterde aanpassing plaats.

!+H2A hoofd blok diagram

Literatuurondersteuning voor “katalytische” laag-niveau waterstof toevoeging

De toevoeging van waterstof aan ontstekings- en compressiemotoren gaat al meer dan 100 jaar terug, vanwege de aantrekkelijke eigenschappen. Er zijn twee hoofdwerkingsmodi te onderscheiden:

1. Werking van een dual-fuel motor: Hierbij wordt voldoende waterstof aan een diesel- (of benzine-) motor toegevoegd om ten minste ~5% van de totale brandstofenergie te leveren. Het doel is om brandstofefficiëntie en emissievoordelen te bieden.
2. Werking van een verbrandingsmotor met “katalytische” toevoegingen van waterstof als brandstofversterker: Bij deze modus maakt de waterstoftoevoeging veel minder dan ~5% van de totale brandstofenergie uit. Het doel is nog steeds om brandstofefficiëntie en emissievoordelen te bereiken.

Het +H2a-systeem valt in de categorie (ii). De focus ligt op het leveren van on-demand opgewekte waterstof om de verbranding te verbeteren en het brandstofverbruik en de uitstoot van verbrandingsmotoren te verminderen.

Bovendien hebben we vastgesteld dat de motor de meest significante prestatieverbeteringen vertoont na ongeveer 300 uur continu gebruik van +H2a. Onze testresultaten weerspiegelen dit, hoewel dit aspect vaak niet wordt meegenomen in de meeste onderzoeken. Het is een van de redenen waarom we zulke sterke resultaten hebben gezien in onze verificatietests.

Tabel 2 uit het onderzoek toont de veranderingen in meetwaarden voor motorprestaties (brandstofverbruik en emissies) bij toevoeging van verschillende hoeveelheden waterstof (0,2, 0,4, 0,6 en 0,8 LPM) in vergelijking met de nulmeting (geen toegevoegde waterstof).

De +H2a-technologie, wanneer gebruikt met het +H2a-systeem, leidt tot aanzienlijke vermindering van de uitstoot, waaronder kooldioxide, koolmonoxide en stikstofoxiden in de uitlaatgassen van dieselmotoren.

Natuurlijk! Hier is de herschreven tekst:

De waarden in deze tabel zijn gemeten bij een 6-cilinder motor van fase 5 met EGR, DPF en SCR. Andere motoren kunnen variëren.

De voornaamste reden om waterstof toe te voegen aan verbrandingsmotoren is het bevorderen van een efficiëntere verbranding. Wanneer het mengsel in de cilinder beter verbrandt, leidt dit tot minder roetvorming en lagere uitstoot. Bovendien resulteert dit in een soepelere motorwerking. Waterstof draagt ook bij aan het herstel en de verbetering van het oorspronkelijke vermogen van de motor, terwijl het brandstofverbruik aanzienlijk wordt verminderd. 😊

Er zijn verschillende redenen waarom een motor zonder waterstofverrijking kan vervuilen:

1. Snelheidslimieten: Het rijden op hoge snelheden kan de motor belasten en leiden tot een ophoping van roet en koolstofafzettingen.
2. Moeilijke rijomstandigheden: Rijden in stadsverkeer, stop-and-go-verkeer of bergachtige gebieden kan de motor extra belasten en vervuiling veroorzaken.
3. Brandstofkwaliteit: Lage kwaliteit brandstof kan onvolledige verbranding veroorzaken en bijdragen aan vervuiling.
4. Vaak starten en stoppen: Frequent starten en stoppen van de motor kan leiden tot onvolledige verbranding en ophoping van roet.

Deze symptomen worden gekenmerkt door een blokkade van de EGR-klep (Exhaust Gas Recirculation) en verstopte DPF (Diesel Particulate Filter), kleppen en turbo. Waterstoftoevoeging kan helpen om deze problemen te verminderen en de motorprestaties te verbeteren.

ZeroGo: Geavanceerde Technologie voor Motorreiniging

Na jaren van ontwikkeling presenteren we ZeroGo, een geavanceerde en kosteneffectieve technologie.

ZeroGo is speciaal ontworpen voor de interne reiniging van motoren die verstopt zijn geraakt door ongunstig gebruik. Denk hierbij aan situaties zoals het rijden met hoge snelheden, frequente starts en stops, variabele brandstofkwaliteit en andere factoren die de motorprestaties beïnvloeden. Verstoppingen uiten zich vaak in foutmeldingen van de boordcomputer, abnormale vervuiling of storingen in het emissiesysteem. Overmatige rook bij het starten van de motor, vermogensverlies tijdens acceleratie of zelfs het overschakelen naar de noodloop-modus (waarbij het motortoerental beperkt wordt tot 3.000 tpm) zijn veelvoorkomende symptomen. Roet, ook wel bekend als koolstof (het restproduct van onvolledige brandstofverbranding), hoopt zich op in strategische delen van de motor en belemmert een optimale werking.

De meest aangetaste onderdelen zijn doorgaans de EGR-klep, het partikelfilter (DPF), de turbo, de injectoren en de kleppen. Al deze componenten zijn essentieel voor een goed functionerende motor. ZeroGo zorgt ervoor dat je auto weer voldoet aan de emissie-eisen van de APK, vermindert het brandstofverbruik tot wel 15%, herstelt en verbetert het koppel (wat resulteert in betere acceleratie) en verlengt de levensduur van de motor, zonder dat dit gepaard gaat met kostbare reparaties. Een win-winsituatie voor jou en je auto! 😊