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Optimización de la Combustión de Hidrógeno en Motores Diésel: Un Enfoque Basado en CFD para una Mezcla Eficiente de Hidrógeno y Reducción de Emisiones

Autores: Suatean, Bogdan; Cican, Grigore; Guilain, Stephane; De-Paz-Alcolado, Guillermo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Optimización de la Combustión de Hidrógeno en Motores Diésel: Un Enfoque Basado en CFD para una Mezcla Eficiente de Hidrógeno y Reducción de Emisiones


Categoría

Energía

Subcategoría

Tecnología de combustibles

Palabras clave

Motores de combustión interna de hidrógeno
Emisiones
Modificaciones
Rendimiento del motor
Cambios en el diseño
Combustión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 90

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los motores de combustión interna (ICE) de hidrógeno han ganado una atención significativa como una solución prometedora para lograr emisiones de carbono cero en el sector del transporte. Este estudio investiga la conversión de un motor Diesel de 2 L en un motor de combustión interna de hidrógeno delgado, centrándose en desafíos clave como la mezcla de hidrógeno, la pre-ignición, el desarrollo de la llama de combustión y las emisiones de NOx. La novedad de esta investigación radica en las modificaciones específicas realizadas para optimizar el rendimiento del motor y reducir las emisiones mientras se utiliza la infraestructura existente del motor Diesel. El estudio identifica varios cambios de diseño importantes para la conversión exitosa de un motor Diesel a hidrógeno, incluyendo lo siguiente: Diseño del puerto de admisión: transición de un diseño de remolino a un diseño de caída para mejorar la mezcla de hidrógeno; Configuración de inyección y bujía: uso de un sistema de inyección lateral combinado con una bujía central para mejorar la combustión; Diseño del pistón: empleo de una forma de pistón lenticular con profundidad adaptable para mejorar la mezcla; Mitigación del efecto Coanda: prevención de problemas de hidrógeno en la bujía utilizando deflectores o tapas; y Diseño de la cabeza: mantenimiento de un diseño de cabeza plana para una mezcla eficiente, asegurando al mismo tiempo un enfriamiento adecuado para evitar la pre-ignición. Estos hallazgos destacan la importancia de modificaciones específicas para convertir motores Diesel a hidrógeno, proporcionando una base sólida para futuras investigaciones en motores de combustión interna alimentados por hidrógeno, que podrían contribuir a la reducción de emisiones de carbono y a una transición energética más sostenible.

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