Lubrificantes em motores a hidrogênio
Lubrificantes em motores a hidrogênio – O Southwest Research Institute (SwRI) divulgou novas descobertas sobre a durabilidade de lubrificantes em motores de combustão interna movidos a hidrogênio (H2-ICE). Apresentado na 78ª Reunião e Exposição Anual da STLE em Minneapolis, Minnesota, EUA, em maio de 2024, o estudo explora o impacto da combustão de hidrogênio no desempenho e na longevidade do lubrificante.
O SwRI lançou o Programa Conjunto da Indústria (JIP) do Motor de Combustão Interna de Hidrogênio (H2-ICE) para desenvolver e demonstrar a viabilidade de motores movidos a hidrogênio para aplicações pesadas. O SwRI converteu com sucesso um motor Cummins X15N para funcionar com hidrogênio e o adaptou a um veículo pesado Classe 8, demonstrando seu potencial para atingir emissões de gases de efeito estufa (GEE) quase nulas e emissões ultrabaixas de óxidos de nitrogênio (NOx) e material particulado.
Descobertas do estudo
Interação do lubrificante: a pesquisa destacou que os motores a hidrogênio têm uma distância de extinção de chama muito menor e penetração de chama mais profunda na camada limite das paredes do cilindro. Isso pode levar ao aumento da oxidação do lubrificante e emissões associadas.
Subprodutos da combustão: preocupações sobre a entrada de água em lubrificantes e a potencial formação de ácido nítrico corrosivo foram abordadas. No entanto, o estudo encontrou acúmulo mínimo de água em lubrificantes, desmascarando mitos sobre a produção excessiva de água em motores a hidrogênio.
Teste de durabilidade: conduzido em um motor Daimler DD15 modificado, o estudo envolveu um ciclo de teste de 350 horas. Os resultados mostraram que o desempenho do lubrificante permaneceu estável, com alterações mínimas na viscosidade, Número de acidez total (TAN) e Número de base total (TBN).
Insights técnicos
Modificações no motor: Injetores personalizados, um design de coletor de escape dividido e um sistema de sucção blow-by foram usados para otimizar o desempenho e a segurança.
Detonação e pré-ignição: O motor foi monitorado de perto para detonação e pré-ignição, com várias instâncias de desligamentos automatizados devido à pré-ignição.
Consistência nos resultados: Apesar das expectativas, os lubrificantes não apresentaram degradação significativa.
Direções futuras
Embora o estudo tenha confirmado a durabilidade dos lubrificantes em motores a hidrogênio em condições quentes e estáveis, mais pesquisas são necessárias para entender o comportamento do lubrificante em cenários de baixa temperatura e partida a frio.
Conclusão
A pesquisa do SwRI representa um passo significativo em direção à integração do hidrogênio como um combustível viável para motores de combustão interna. Ao abordar os principais desafios relacionados ao desempenho do lubrificante, este estudo apoia a adoção mais ampla da tecnologia de hidrogênio no transporte pesado, contribuindo para um futuro energético mais limpo e sustentável
