Conversión de un automóvil de pasajeros de tamaño pequeño a abastecimiento de hidrógeno: simulación de CCV y evaluación del desequilibrio del cilindro
Autores: Irimescu, Adrian; Vaglieco, Bianca Maria; Merola, Simona Silvia; Zollo, Vasco; De Marinis, Raffaele
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Conversión de un automóvil de pasajeros de tamaño pequeño a abastecimiento de hidrógeno: simulación de CCV y evaluación del desequilibrio del cilindro
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Hidrógeno
Gasolina
Motores de encendido por chispa
Desequilibrio en los cilindros
Variabilidad de ciclo a ciclo
Química del combustible
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
En los esfuerzos por lograr un transporte de cero emisiones, el hidrógeno ofrece una opción válida como reemplazo completo de la gasolina. La adaptación de motores de encendido por chispa (SI) a este combustible alternativo se puede implementar con cambios relativamente menores y una inversión limitada en componentes adicionales. La conversión de un automóvil de pasajeros de pequeño tamaño a combustible de hidrógeno se evaluó inicialmente desde la perspectiva de la autonomía alcanzable y la potencia máxima. En general, se encontró que el concepto era factible y comparable a la versión totalmente eléctrica del vehículo. Se descubrió que el desequilibrio en los cilindros era uno de los posibles problemas en comparación con la operación a gasolina. Este estudio analiza con más detalle la variabilidad ciclo a ciclo (CCV) y cómo esto podría influir en la dinámica del vehículo, así como en el ruido, la dureza y la vibración (NHV). La CCV se simuló con un enfoque 0D/1D en condiciones de velocidad y carga del motor relevantes para el vehículo. Se implementó un submodelo de velocidad de llama laminar dedicado para incluir los efectos de la química del combustible, mientras que la CCV se simuló induciendo perturbaciones en las etapas iniciales de combustión y en las características del sistema de combustible, así como variaciones en la relación aire-combustible a lo largo de la propagación de la llama. Se predijo una mejora significativa en la estabilidad con hidrógeno, mientras que el desequilibrio en los cilindros se encontró como una de las principales fuentes de variabilidad. Aplicar algoritmos que compensen el desequilibrio a través de la regulación individual de las válvulas de inyección puede no ser suficiente para mitigar el problema identificado, y podrían ser necesarios cambios más extensos en las estrategias de control. Es posible que sea necesario adaptar los ajustes de inicio de inyección para cada condición de operación para maximizar el efecto de la estabilización de la combustión de H.
Descripción
En los esfuerzos por lograr un transporte de cero emisiones, el hidrógeno ofrece una opción válida como reemplazo completo de la gasolina. La adaptación de motores de encendido por chispa (SI) a este combustible alternativo se puede implementar con cambios relativamente menores y una inversión limitada en componentes adicionales. La conversión de un automóvil de pasajeros de pequeño tamaño a combustible de hidrógeno se evaluó inicialmente desde la perspectiva de la autonomía alcanzable y la potencia máxima. En general, se encontró que el concepto era factible y comparable a la versión totalmente eléctrica del vehículo. Se descubrió que el desequilibrio en los cilindros era uno de los posibles problemas en comparación con la operación a gasolina. Este estudio analiza con más detalle la variabilidad ciclo a ciclo (CCV) y cómo esto podría influir en la dinámica del vehículo, así como en el ruido, la dureza y la vibración (NHV). La CCV se simuló con un enfoque 0D/1D en condiciones de velocidad y carga del motor relevantes para el vehículo. Se implementó un submodelo de velocidad de llama laminar dedicado para incluir los efectos de la química del combustible, mientras que la CCV se simuló induciendo perturbaciones en las etapas iniciales de combustión y en las características del sistema de combustible, así como variaciones en la relación aire-combustible a lo largo de la propagación de la llama. Se predijo una mejora significativa en la estabilidad con hidrógeno, mientras que el desequilibrio en los cilindros se encontró como una de las principales fuentes de variabilidad. Aplicar algoritmos que compensen el desequilibrio a través de la regulación individual de las válvulas de inyección puede no ser suficiente para mitigar el problema identificado, y podrían ser necesarios cambios más extensos en las estrategias de control. Es posible que sea necesario adaptar los ajustes de inicio de inyección para cada condición de operación para maximizar el efecto de la estabilización de la combustión de H.