Mahle Powertrain e Liebherr collaborano per i motori alimentati a idrogeno

Liebherr Machines Bulle SA ha annunciato i primi risultati delle prove utilizzando la Mahle Jet Ignition (Mji) nello sviluppo di motori a combustione interna alimentati a idrogeno. Si è rivelato un esperimento di successo per l’idrogeno senza la necessità di ridurre i rapporti di compressione, sbloccando il potenziale dell’idrogeno come combustibile a emissioni zero per il settore dei motori pesanti.

“L’uso dell’idrogeno come combustibile ha il potenziale per una rapida decarbonizzazione di molti settori per il carico pesante e fuoristrada”, afferma Mike Bunce, a capo della ricerca per Mahle Powertrain US. “Una vasta ricerca negli ultimi decenni ha confermato la compatibilità dell’idrogeno con i motori a combustione interna. La sfida è stata farlo funzionare con una combustione stabile senza ricorrere a riduzioni dei rapporti di compressione per evitare detonazioni e preaccensione del motore. Il nostro lavoro insieme a Liebherr suggerisce che abbiamo la risposta”.

L’idrogeno è un combustibile a zero emissioni di carbonio che sta guadagnando rinnovata attenzione grazie alla sua crescente disponibilità e al fatto che può essere prodotto da fonti energetiche rinnovabili.

La sfida è che l’idrogeno come combustibile per la combustione è molto soggetto a una combustione anomala, che porta a detonazione e preaccensione del motore. Tipicamente, ciò richiede una riduzione del rapporto di compressione del motore. Tuttavia, una potenziale alternativa è quella di abbassare le temperature di combustione utilizzando alti livelli di diluizione, che è più favorevole a un funzionamento stabile, ma ciò richiederebbe una fonte di accensione ad alta energia. Originariamente sviluppata per applicazioni a benzina, la tecnologia di accensione a precamera di Mahle consente l’uso di miscele aria/carburante altamente diluite, rendendola ideale per l’uso nei motori alimentati a idrogeno. Per ottenere ciò, la Mji è stata adattata, principalmente modificando la precamera nella testata del cilindro contenente una candela, che accende una miscela carburante/aria. Il plasma di gas risultante viene forzato attraverso piccoli fori nella camera di combustione principale per accendere la miscela di combustione molto rapidamente e in modo uniforme.

“Insieme a Liebherr Machines Bulle SA, siamo stati in grado di adattare la tecnologia della precamera attiva ai motori Liebherr per impieghi gravosi, il che porta a migliorare la velocità di combustione, le prestazioni e le emissioni. Inoltre, la tecnologia semplificherà la struttura hardware dei motori”, spiega Mike Bunce. “Questo ci ha permesso di mitigare il rischio di declassamento del rapporto di compressione associato all’idrogeno, oltre a ridurre il consumo di carburante. L’esperienza dei team di ingegneri di Liebherr nelle aree della combustione pesante e della ricerca sui combustibili alternativi sono state entrambe importanti risorse in questo programma”, aggiunge Bouzid Seba, responsabile del presviluppo presso Liebherr Machines Bulle SA, sottolineando l’apertura di Liebherr alla tecnologia e al gruppo ricerca di approcci diversi alla conversione dell’energia e combustibili adeguati. Le due aziende stanno continuando la loro collaborazione per spingere verso veicoli a emissioni zero in grado di soddisfare le significative richieste dei settori heavy duty e off-road.