Mezcla gaseosa rica en hidrógeno para una combustión mejorada en un motor de combustible flexible: un análisis experimental
Autores: Amaral, Lucimar Venancio; Teixeira Malaquias, Augusto César; Araújo, Gabriel Heleno de Paula; Torres Filho, Marcos de Carvalho; Fraga, Marco André; Belchior Torres, Ricardo; Sebastião, Rita de Cássia de Oliveira; Pujatti, Fabricio José Pacheco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Mezcla gaseosa rica en hidrógeno para una combustión mejorada en un motor de combustible flexible: un análisis experimental
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Estudio experimental
Mezcla gaseosa sintética enriquecida con hidrógeno
Eficiencia de combustión
Eficiencia de conversión de combustible
Motor de investigación de un solo cilindro
Motores de combustible flexible
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio experimental examina el efecto de añadir una mezcla gaseosa sintética enriquecida con hidrógeno (HGM") en la combustión y la eficiencia de conversión de combustible de un motor de investigación de un solo cilindro (SCRE). El trabajo evalúa la viabilidad de utilizar esta mezcla como un combustible suplementario para motores de combustible flexible que operan bajo condiciones de conducción urbana. Se empleó un SCRE, el modelo AVL 5405, que funcionó con etanol y gasolina como combustibles principales a través de inyección directa (DI) y una relación de compresión volumétrica de 11.5:1. El HGM" se añadió en la entrada del motor mediante fumigación (FS), con proporciones volumétricas que oscilaban entre el 5% y el 20%. Las pruebas se realizaron a 1900 rpm y 2500 rpm, con presiones medias efectivas indicadas (IMEPs) de 3 y 5 bar. Cuando se aplicó un 5% v/v de HGM a 2500 rpm, se observó una presión media efectiva indicada de 3 bar. Se observó una disminución del 21% y del 16.5% en el ISFC al utilizar gasolina y etanol como combustibles principales, respectivamente. El uso de un HGM" combinado con gasolina o etanol demostró ser una estrategia relevante y económicamente accesible para mejorar la eficiencia de conversión de los combustibles de combustión, dado que esta mezcla gaseosa podría obtenerse a través de la reformación vapor-catalítica de etanol, renunciando al uso de turbocompresores o estrategias de combustión pobre y ultra-pobre. Estos resultados demostraron el potencial de utilizar HGM" como una alternativa efectiva para aumentar la eficiencia de los motores de combustible flexible.
Descripción
Este estudio experimental examina el efecto de añadir una mezcla gaseosa sintética enriquecida con hidrógeno (HGM") en la combustión y la eficiencia de conversión de combustible de un motor de investigación de un solo cilindro (SCRE). El trabajo evalúa la viabilidad de utilizar esta mezcla como un combustible suplementario para motores de combustible flexible que operan bajo condiciones de conducción urbana. Se empleó un SCRE, el modelo AVL 5405, que funcionó con etanol y gasolina como combustibles principales a través de inyección directa (DI) y una relación de compresión volumétrica de 11.5:1. El HGM" se añadió en la entrada del motor mediante fumigación (FS), con proporciones volumétricas que oscilaban entre el 5% y el 20%. Las pruebas se realizaron a 1900 rpm y 2500 rpm, con presiones medias efectivas indicadas (IMEPs) de 3 y 5 bar. Cuando se aplicó un 5% v/v de HGM a 2500 rpm, se observó una presión media efectiva indicada de 3 bar. Se observó una disminución del 21% y del 16.5% en el ISFC al utilizar gasolina y etanol como combustibles principales, respectivamente. El uso de un HGM" combinado con gasolina o etanol demostró ser una estrategia relevante y económicamente accesible para mejorar la eficiencia de conversión de los combustibles de combustión, dado que esta mezcla gaseosa podría obtenerse a través de la reformación vapor-catalítica de etanol, renunciando al uso de turbocompresores o estrategias de combustión pobre y ultra-pobre. Estos resultados demostraron el potencial de utilizar HGM" como una alternativa efectiva para aumentar la eficiencia de los motores de combustible flexible.