Progetto H 2 Filiera Idrogeno

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1 WP 4 MOTORI AD IDROGENO CON INIEZIONE DIRETTA A BASSA PRESSIONE

2 Un ostacolo all uso dell idrogeno negli autoveicoli è portarne a bordo la quantità necessaria per una ragionevole autonomia. La densità energetica dell idrogeno è infatti meno di un terzo di quella, già bassa, del metano (a pari volume e pressione) e le norme italiane non consentono di superare 200 bar. È quindi basilare utilizzare l idrogeno fino a basse pressioni residue e convertire la sua energia potenziale in energia meccanica con alto rendimento.

3 SISTEMA D INIEZIONE DIRETTA D IDROGENO IN DUE STADI Il sistema d iniezione d idrogeno studiato e brevettato unisce i vantaggi dell iniezione diretta (alta potenza specifica, nessun ritorno di fiamma nei condotti d aspirazione, alto rendimento) con quelli dell iniezione indiretta (economicità del sistema, sfruttamento della pressione residua nel serbatoio fino a 12 bar).

4 SISTEMA D INIEZIONE DIRETTA D IDROGENO IN DUE STADI Nel primo stadio l idrogeno viene immesso in una piccola precamera nella quantità voluta grazie ad un elettroiniettore convenzionale la cui portata è sufficiente perché può essere tenuto aperto anche per l intero ciclo motore. Nel secondo stadio l idrogeno viene iniettato con fase opportuna nel cilindro per mezzo di una valvola a fungo, la quale consente di far passare il relativamente alto volume in un tempo molto breve. Valvola Valvola d iniezione d iniezione Precamera Precamera Elettroiniettore

5 Progetto H2 Filiera Idrogeno SISTEMA D INIEZIONE DIRETTA D IDROGENO IN DUE STADI Dopo un approfondita attività di simulazione numerica è stato allestito un prototipo sperimentale modificando il motore motociclistico Aprilia-Rotax 650 cm3.

6 Progetto H2 Filiera Idrogeno SISTEMA D INIEZIONE DIRETTA D IDROGENO IN DUE STADI La sperimentazione al banco ha dimostrato il funzionamento del tutto corretto del prototipo, che ha fornito una potenza massima superiore a quella ottenuta con alimentazione a benzina ed un rendimento massimo molto alto (36% all uscita del cambio).

7 SISTEMA D INIEZIONE DIRETTA D IDROGENO IN DUE STADI

8 Progetto H2 Filiera Idrogeno SISTEMA D INIEZIONE DIRETTA D IDROGENO AD UN SOLO STADIO È stato studiato e sperimentato anche un sistema d iniezione diretta a bassa pressione ad un solo stadio, soluzione resa possibile utilizzando elettroiniettori di nuova generazione in origine destinati all iniezione diretta di benzina assistita da aria.

9 SISTEMA D INIEZIONE DIRETTA D IDROGENO AD UN SOLO STADIO Il prototipo è stato realizzato modificando un motore Lombardini monocilindrico di 500 cm 3, che tra l altro si presta come range extender di un piccolo veicolo elettrico.

10 Progetto H2 Filiera Idrogeno SISTEMA D INIEZIONE DIRETTA D IDROGENO AD UN SOLO STADIO Un sistema di ricircolo di gas combusti raffreddati ha consentito una riduzione fino al 98% della produzione di ossidi di azoto, confermando che un motore a combustione interna ad idrogeno può dar luogo ad emissioni inquinanti prossime allo zero.

11 ATTIVITÀ IN CORSO È in preparazione una seconda fase di attività sperimentale, volta ad un più approfondito studio dell influenza di alcuni parametri sul funzionamento dei motori ad idrogeno. Da qualche tempo è inoltre cominciato lo studio di una motorizzazione pluricilindrica ad idrogeno destinata ad un veicolo da trasporto urbano.

12 CONCLUSIONI Sono stati studiati, realizzati e sperimentati due motori prototipo con iniezione diretta d idrogeno a bassa pressione che consente lo sfruttamento pressoché totale del contenuto del serbatoio. I motori hanno dimostrato di funzionare in modo del tutto corretto fornendo risultati pari a quelli ottenuti da altri ricercatori con iniezione diretta d idrogeno ad alta pressione. Con l iniezione diretta d idrogeno si sono potuti ottenere ottenere una potenza massima superiore a quella ottenibile con la benzina ed un rendimento massimo molto elevato. Il maggior pregio di un motore a combustione interna alimentato con idrogeno consiste nel non emettere né anidride carbonica, né inquinanti, con l eccezione degli ossidi di azoto, dei quali è però stato possibile far scendere la produzione a valori molto modesti,.grazie al semplice ricircolo di gas combusti raffreddati.

13 Grazie per l attenzione Progetto H 2 Filiera Idrogeno

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