Agosto 2024 vol. 11 num. 1 - XXXI Simpósio Internacional de Engenharia Automotiva

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Aumentando a eficiência de motores de combustão interna a hidrogênio: efeito da variação de razão de compressão

Enhancing Efficiency in Hydrogen SI Engine:Effects of Compression Ratio Variation

LANZANOVA, T. D. M. ; LANZANOVA, T. D. M. ; SILVEIRA, J. ; SILVEIRA, J. ; FAGUNDEZ, J. ; FAGUNDEZ, J. ; MARTINS, M. E. S. ; MARTINS, M. E. S. ; SALAU, N. P. G. ; SALAU, N. P. G. ;

Trabalho completo:

O uso futuro do hidrogênio como combustível tem o objetivo de reduzir as emissões de gases de efeito estufa provenientes dos combustíveis fósseis. No entanto, certas restrições para atender aos padrões de emissão zero apresentam desafios, como a gestão eficaz de alta carga em motores a hidrogênio em contraste com motores convencionais, devido à sua operação com mistura pobre. Um método para alcançar alta eficiência sob cargas elevadas envolve o aumento da razão de compressão. No entanto, as limitações de aumento de carga são evidentes devido ao aumento resultante na temperatura interna do cilindro durante a compressão, o que pode levar à combustão anormal. Testes foram realizados em um motor de pesquisa monocilíndrico com ignição por centelha Ricardo Proteus para avaliar os efeitos do aumento da razão de compressão de 10,0:1 para 12,2:1. Parâmetros relacionados à combustão e à eficiência foram analisados. A combustão anormal reduziu o potencial de enriquecimento na razão de compressão mais alta de λ=1,3 para λ=1,6. Por outro lado, a eficiência indicada foi melhorada em 0,9% mantendo as emissões de NOx próximas de zero para λ>2,2.

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The future use of hydrogen as a fuel is inherently connected to the goal of reducing greenhouse gas emissions from fossil fuels. Nevertheless, certain constraints in meeting zero-emission standards present challenges, such as effectively managing high load in hydrogen engines in contrast to conventional engines due to their lean operation. A method to achieve high efficiencies under heavy loads involves increasing the compression ratio. However, load increase limitations are evidenced due to the resulting increase in internal cylinder temperature during compression, which could lead to abnormal combustion. Tests were carried out on a Ricardo Proteus spark ignition single-cylinder research engine to assess the effects of increasing the compression ratio from 10.0:1 to 12.2:1. Parameters related to combustion and efficiency were analyzed. Abnormal combustion reduced the enrichment potential at a higher compression ratio from λ=1.3 to λ=1.6. On the other hand, the indicated efficiency was improved by 0.9% while keeping NOx emissions near zero for λ>2.2.

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DOI: 10.5151/simea2024-PAP95

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Como citar:

LANZANOVA, T. D. M.; LANZANOVA, T. D. M.; SILVEIRA, J.; SILVEIRA, J.; FAGUNDEZ, J.; FAGUNDEZ, J.; MARTINS, M. E. S.; MARTINS, M. E. S.; SALAU, N. P. G.; SALAU, N. P. G.; "Aumentando a eficiência de motores de combustão interna a hidrogênio: efeito da variação de razão de compressão", p. 512-516 . In: Anais do XXXI Simpósio Internacional de Engenharia Automotiva . São Paulo: Blucher, 2024.
ISSN 2357-7592, DOI 10.5151/simea2024-PAP95

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