Controllo della combustione nei motori a combustione interna alimentati a idrogeno

L’obiettivo di questo elaborato è analizzare in modo sistematico le principali strategie di controllo della combustione nei motori a combustione interna alimentati a idrogeno, valutandone l’impatto su prestazioni, efficienza ed emissioni. L’idrogeno, in quanto combustibile privo di carbonio, rappresenta una valida alternativa ai carburanti fossili convenzionali, pur presentando sfide tecniche legate all’elevata reattività, alla formazione di ossidi di azoto (NOₓ) e alla stabilità della combustione. Dopo un’introduzione generale sulle proprietà chimico-fisiche dell’idrogeno e sulle differenze rispetto ai combustibili tradizionali, il lavoro analizza le tecnologie di iniezione PFI (Port Fuel Injection) e DI (Direct Injection), evidenziandone i rispettivi vantaggi in termini di potenza, efficienza volumetrica e contenimento del backfire. Successivamente, vengono studiate le principali leve di controllo della combustione: rapporto aria–combustibile, EGR (Exhaust Gas Recirculation), iniezione d’acqua, fasatura di iniezione e di accensione, con particolare attenzione agli effetti dell’anticipo di accensione sulle prestazioni e sulle emissioni. Infine, l’analisi si estende ai sistemi di post-trattamento dei gas di scarico, con un focus sui catalizzatori SCR (Selective Catalytic Reduction) a base di ammoniaca e idrogeno, valutandone l’efficacia nella riduzione degli NOₓ. I risultati confermano che la gestione combinata di iniezione diretta, EGR, controllo dell’anticipo e post-trattamento consente di ottenere un equilibrio ottimale tra efficienza e abbattimento delle emissioni, rendendo i motori a idrogeno una soluzione promettente nel percorso di transizione verso la neutralità climatica.