MAHLE Powertrain, la filial de servicios de desarrollo de automoción de MAHLE, colaborará con Liebherr Machines Bulle SA en su investigación dirigida al desarrollo de motores de combustión interna para maquinaria pesada alimentados con hidrógeno. Este proyecto que implica el uso de un sistema de encendido por chorro de precámara desarrollado por MAHLE, denominado MAHLE Jet Ignition (MJI), el mismo ya se ha aplicado a motores de combustión convencionales.
“El uso de hidrógeno como combustible de combustión tiene el potencial de hacer que muchas aplicaciones pesadas y todoterreno sean climáticamente neutras rápidamente. Un gran número de estudios en las últimas décadas han demostrado que el hidrógeno se puede utilizar en motores de combustión interna sin ningún problema”.Peter Wieske, Director corporativo de Ingeniería Avanzada de MAHLE.
Las pruebas del motor han demostrado que mediante el uso de esta tecnología, la mezcla de hidrógeno y aire se puede encender y quemar con una elevada relación de compresión, haciendo que que la combustión sea muy eficiente y estable. Esto allana el camino para que el hidrógeno que se genera en procesos climáticamente neutros se utilice en aplicaciones para vehículos de carga pesada y todoterreno, excavadoras, vehículos de orugas y cargadoras de ruedas.
Para lograr un funcionamiento estable con una alta relación de compresión y evitando un golpe de motor y la preignición, los motores de hidrógeno deben funcionar con un gran exceso de aire. Por lo tanto la energía de una bujía convencional no es suficiente para encender dicha mezcla, ahí es donde entra en funcionamientos el sistema MAHLE Jet Ignition para resolver este problema.
“El desafío es detener el golpeteo del motor y el encendido prematuro sin reducir la relación de compresión y, por lo tanto, la eficiencia y el rendimiento. Nuestras pruebas conjuntas sugieren que hemos encontrado la solución correcta con MJI”.Mike Bunce, Jefe de Investigación de MAHLE Powertrain US.
Este sistema consiste en una pequeña precámara, instalada encima de la cámara de combustión principal del cilindro, en donde se alberga una bujía convencional y un inyector. Esta pequeña precámara quema una pequeña cantidad de mezcla inflamable y el plasma de gas resultante pasa hacia la cámara de combustión principal a través de pequeños orificios, generando chorros calientes a gran velocidad.
Los chorros generan múltiples puntos de ignición dentro de la cámara de combustión principal. Debido a su alto contenido de energía, la mezcla de hidrogeno y aire de la cámara principal se enciende rápida y uniformemente. Las pruebas realizadas con los motores diésel Liebherr H966 y H964 que han sido adaptados para su funcionamiento con hidrógeno han dado excelentes resultados en términos de velocidad de combustión, rendimiento, emisiones y una reducción de hasta un 10% en el consumo de combustible. Liebherr por ahora no ha anunciado las prestaciones máximas de estas nueva versiones de hidrógeno de sus motores.
“La experiencia de los equipos de ingeniería de Liebherr en la combustión de motores todoterreno y la investigación sobre combustibles alternativos ha sido fundamental en este proyecto. Subraya el enfoque abierto de Liebherr a todas las tecnologías, mediante el cual la empresa explora varios métodos de conversión de energía y los combustibles que más se adaptan a ellas.Bouzid Seba, director de predesarrollo de Liebherr Machines Bulle.
Los motores de hidrógeno son ideales para ciclos de alta carga con cambios repentinos de carga, estos son capaces de hacer frente a obstáculos como el calor, el polvo y las vibraciones. Algo que los convierte en una excelente opción para ser usados en aplicaciones pesadas y de terrenos extremadamente complicados, donde las pilas de combustible alcanzarían sus límites rápidamente.
MAHLE cuenta con una sólida experiencia en gestión del aire, filtración, gestión térmica y electrónica de potencia. El grupo ya cuenta con alrededor de 100 empleados que trabajan en proyectos relacionados con el hidrógeno. Además ha sido proveedor de vehículos de pila de combustible durante más de diez años y opera un centro de pruebas de hidrógeno en un sitio de 1,400 metros cuadrados en Stuttgart.
Cabe mencionar que existen más proyectos en este sector de vehículos y maquinaria pesada, ya que otras compañías se han sumado y se encuentran trabajando para reducir sus emisiones. La británica JCB es una de las que ya ha desarrollado una retroexcavadora que utiliza como base un motor diésel modificado para funcionar con hidrógeno, su objetivo es igualar en prestaciones y características a las máquinas existentes, reduciendo las emisiones de CO2 y las de óxidos de nitrógeno (NOx).
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