L IDROGENO per la sostenibilità urbana

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Rachele Salvadori
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1 L IDROGENO per la sostenibilità urbana Risultati della ricerca Dipartimento di Ingegneria Industriale

2800 Alimentazione Aria Alimentazione Carburante Aspirato Indiretta, Multi-Point,

2 Allestimento test su motore Motore IVECO 2800 cc, 4 cilindri, 4T Motore al banco Alesaggio (mm) 94,4 Corsa (mm) 100 Rapporto di Compressione 12,2:1 Cilindrata (cc) 2800 Alimentazione Aria Alimentazione Carburante Aspirato Indiretta, Multi-Point, Sequenziale, Fasata Coppia max rpm) 2200 Potenza max rpm) 3800

3 Allestimento test su motore Layout impianto

4 Allestimento test su motore Modifiche apportate al collettore di aspirazione Realizzazione: Sedi per iniettori; collegamenti a tenuta per adduzione combustibile; rail comune ai 4 iniettori addizionali

5 Allestimento test su motore Sostituzione ECU originale con ECU della EFI Technology Gestione 8 iniettori Combustione magra ed ultra-magra Variazione anticipo di accensione Calibrazione motore con "mappatura dinamica"

6 Metodologia di test Mapping motore in configurazione originale Utilizzo della centralina originale ed alimentazione a metano Pieno carico (λ=1) Curve full load Utilizzo della ECU modificata ed alimentazione a metano, idro-metano 20% e idro-metano 35% Punto fisso a carico parziale Motore funzionante ad un fissato regime di giri e carico Utilizzo della ECU modificata ed alimentazione a metano, idro-metano 20% e idro-metano 35% Verifica della stabilità della combustione al variare di λ Realizzazione mappatura dinamica

7 Mapping motore in conf. originale Combustibile: Metano Consumo specifico [g/kwh] NOx [ppm]

8 Risultati: pieno carico (λ=1) Valori nominali Potenza: rpm; Coppia: rpm

9 Punto motore: 2000 rpm; 4 bar di pme Risultati: punto fisso 340 Potenziale Riduzione del 18 % Consumo speci ifico [g/kwh] CH4 (MBT spark timing) H2-35% (MBT spark timing) 200 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 λ [-]

10 Risultati: punto fisso Punto motore: 2000 rpm; 4 bar di pme 5000 CH4 (MBT spark timing) H2-35% (MBT spark timing) 4000 Potenziale Riduzione del 85 % NOx [p ppm] ,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 λ [-]

11 Punto motore: 2000 rpm; 4 bar di pme 18 Limite max COV pm mi [%] Risultati: punto fisso CH4 (MBT spark timing) H2-35% (MBT spark timing) 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 λ [-]

12 Mappatura dinamica pme 100% λ = 1 Metano 100% 4 iniettori originali (X) Metano 100% (1-X) Idro-metano 35% 8 iniettori λ = 2 Idro-metano 35% 4 iniettori addizionali 0% rpm

13 H2 nella miscela [%] Mappatura dinamica Strategia di iniezione combustibile H2 in fuel TPS [deg] 10 8 C D λ [-] 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Andamento della pme 1250 rpm 2000 rpm Strategia per il lambda lambda (target) TPS [deg] A B pme [bar] TPS [deg]

14 Mappatura dinamica 2000 rpm Consumo spe ecifico [g/kwh] H2 blend (35% --> 0% variation) CH4 A B C D pme [bar]

15 Mappatura dinamica 2000 rpm H2 blend (35% --> 0% variation ) CH4 [ppm] NOx pme [bar]

16 Conclusioni e sviluppi futuri A pieno carico si evidenzia una lieve diminuzione delle prestazioni massime (basse percentuali massiche di H 2 ) Condizioni stechiometriche e metano puro A carico parziale si ottengono vantaggi nell operare il motore in magro con funzionamento regolare fino a valori di λ 2 (Idro-metano 35%) Riduzione del consumo specifico Riduzione delle emissioni di CO 2 Riduzione NOx di due ordini di grandezza rispetto allo stechiometrico a metano puro ATTIVITA IN CORSO Completamento ed affinamento della calibrazione motore al banco prova e su veicolo per tutti i punti motore Calibrazione orientata verso la massima riduzione delle emissioni inquinanti a valle del CAT tenendo presente la diminuzione dell effetto riducente della catalitica lontano dalle condizioni stechiometriche

17 GRAZIE PER L ATTENZIONE!

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