Emissioni e consumo totale di energia di un motore a pistoni multicilindrico che funziona con benzina e una miscela di idrogeno e benzina
- John F. Cassidy
- NASA - National Aeronautics and Space Administration
Cleveland, Ohio 44135
Effetto dell'aggiunta di gas idroxy (HHO) sulle prestazioni e sulle emissioni di scarico nei motori ad accensione per compressione
- Department of Mechanical Engineering, Çukurova University, 01330 Adana, Turkey
In questo studio, il gas idroxy (HHO) è stato prodotto mediante il processo di elettrolisi di diversi elettroliti (KOH(aq), NaOH(aq), NaCl(aq)) con diverse configurazioni di elettrodi in un reattore in plexiglass a tenuta stagna (generatore di idrogeno). Il gas idroxy è stato utilizzato come carburante supplementare in un motore ad accensione per compressione (CI) a quattro cilindri e quattro tempi, senza alcuna modifica e senza la necessità di serbatoi di stoccaggio. Sono state investigate le sue influenze sulle emissioni di scarico e sulle caratteristiche prestazionali del motore. Gli esperimenti hanno mostrato che un flusso costante di HHO a basse velocità del motore (sotto la velocità critica di 1750 rpm per questo studio sperimentale) ha trasformato i vantaggi del sistema HHO in svantaggi per la coppia del motore, le emissioni di monossido di carbonio (CO), idrocarburi (HC) e il consumo specifico di carburante (SFC). Le indagini hanno dimostrato che il flusso di HHO doveva essere diminuito in relazione alla velocità del motore al di sotto di 1750 rpm a causa del lungo tempo di apertura dei condotti di aspirazione a basse velocità. Ciò causava una eccessiva occupazione di volume da parte dell'idroxy nei cilindri, impedendo l'ingresso corretto dell'aria nelle camere di combustione e di conseguenza, una diminuzione dell'efficienza volumetrica era inevitabile. La diminuzione dell'efficienza volumetrica influenzava l'efficienza di combustione, con effetti negativi sulla coppia del motore e sulle emissioni di scarico. Pertanto, è stato progettato e realizzato un'unità di controllo elettronico per l'idroxy (HECU) al fine di ridurre il flusso di HHO diminuendo automaticamente tensione e corrente mediante la programmazione del data logger per compensare gli svantaggi del gas HHO sul SFC, sulla coppia del motore e sulle emissioni di scarico a una velocità del motore di 1750 rpm. Il flusso di HHO è stato misurato utilizzando diverse quantità di KOH, NaOH, NaCl (catalizzatori). Questi catalizzatori sono stati aggiunti all'acqua per diminuire i legami idrogeno-ossigeno e il NaOH è stato identificato come il catalizzatore più appropriato. Si è osservato che se la molalità di NaOH nella soluzione superava l'1% in massa, la corrente elettrica fornita dalla batteria aumentava notevolmente a causa della riduzione eccessiva della resistenza elettrica.
L'aggiunta del sistema HHO al motore senza alcuna modifica ha comportato un aumento medio della coppia del motore del 19,1%, una riduzione media delle emissioni di CO del 13,5%, delle emissioni di HC del 5% e del SFC del 14%.
Figure e tabelle:
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Fig. 1. Schematic diagram of the hydroxy electronic control unit (HECU).
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Fig. 2. General view of the experimental set-up.
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Fig. 3. Variation of engine torque with engine speed.
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Fig. 4. Variation of specific fuel consumption (SFC) with engine speed.
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Fig. 5. Variation of hydrocarbon (HC) emissions with engine speed.
Progettazione e applicazioni del sistema idroxy (HHO)
La tesi sopra citata è stata esaminata e approvata per il conseguimento del titolo di Master of Science
- Department of Mechanical Engineering, Çukurova University, 01330 Adana, Turkey