Experimental investigation of load control methods for a port fuel injected hydrogen spark ignition engine
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | eng |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Santa Maria
Brasil Engenharia Mecânica UFSM Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Centro de Tecnologia |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/34378 |
Resumo: | Este trabalho investiga experimentalmente os métodos de controle de carga em um motor de combustão interna a hidrogênio de ignição por centelha (SI) com injeção de combustível na porta, sob diferentes níveis de carga, razões de excesso de ar e pressões de admissão, aplicando estratégias de desestrangulamento e sobrealimentação. Os experimentos foram realizados em um motor monocilíndrico de pesquisa para avaliar os parâmetros de desempenho, características de combustão e níveis de emissões na combustão de hidrogênio. Além disso, buscou-se explorar a obtenção de maior eficiência, investigar as fontes de perdas com o auxílio de modelos computacionais, alcançar emissões quase nulas de NOx e aumentar a carga por meio de estratégias de sobrealimentação. Os resultados demonstraram um aumento na eficiência em todos os pontos testados com o desestrangulamento, em comparação à operação estrangulada, atingindo cerca de 39% de eficiência térmica indicada na razão ar-combustível relativa (λ) de 2,6. Também foi observado que os níveis de NOx foram reduzidos a NZE para λ acima de 2,2. Adicionalmente, as principais perdas associadas à operação com hidrogênio nas condições testadas foram identificadas como perda de entalpia dos gases de exaustão em combustão ultra pobre e perda por transferência de calor em combustão próxima da estequiométrica. Esses resultados foram validados por meio de modelos computacionais de transferência de calor, termodinâmica e dinâmica dos fluidos utilizando o software GT-ISE da Gamma Technologies. Por fim, esta pesquisa oferece dados valiosos para aperfeiçoar o desempenho de motores a hidrogênio por meio das estratégias de desestrangulamento e sobrealimentação, destacando a possibilidade de alcançar alta eficiência e emissões quase nulas de NOx. |