Influenza del turbocompound sul rendimento e sulle emissioni di NOx in un motore H2ICE

Al fine di perseguire gli obiettivi del Green Deal europeo, i motori a combustione interna a idrogeno (H2ICE) offrono un potenziale significativo nella riduzione delle emissioni di CO2. Il presente lavoro di tesi analizza l’influenza della tecnologia turbocompound (TCo) sulle prestazioni e sulle emissioni di un motore a combustione interna alimentato a idrogeno. L’obiettivo principale è valutare se il recupero energetico dai gas di scarico possa contribuire ad aumentare l’efficienza complessiva del sistema, anche in funzione dei limiti stringenti imposti sulle emissioni degli ossidi di azoto (NOx). Il modello numerico del motore, sviluppato in GT-POWER e calibrato sulla base di studi presenti in letteratura, è stato utilizzato per svolgere simulazioni in condizioni stazionarie, sia nella configurazione baseline sia in quella con turbocompound. I risultati sono stati successivamente elaborati per ottenere mappe di efficienza, consumo specifico ed emissioni di entrambe le configurazioni. L’analisi delle mappe ha portato ad attuare strategie di bypass del TCo per le condizioni giri-carico in cui non fosse possibile constatare vantaggi in termini di efficienza con l’adozione della tecnologia TCo. Le analisi hanno evidenziato che l’adozione del TCo consente un incremento dell’efficienza termica media di 0.59% rispetto alla configurazione baseline del motore, con benefici più marcati a medio–alto carico. L’introduzione del bypass permette di limitare gli svantaggi dovuti all’utilizzo del TCo principalmente per carichi bassi, preservando i guadagni in efficienza nelle aree favorevoli di funzionamento. Sul fronte delle emissioni, il turbocompound ha mostrato una riduzione fino al 9% degli NOx rispetto alla baseline, pur con una diminuzione del vantaggio al crescere delle restrizioni imposte. In conclusione, i risultati ottenuti confermano la validità del turbocompound come tecnologia di recupero energetico nei motori a idrogeno.