O SwRI turbina seu motor de combustão interna movido a hidrogênio.

O Southwest Research Institute (SwRI), uma organização independente, sem fins lucrativos, de pesquisa e desenvolvimento aplicados, sediada em San Antonio, Texas, tem trabalhado ativamente no desenvolvimento de um motor de combustão interna para veículos pesados (H2-ICE). Agora, anunciou a modernização de seu motor com um turbocompressor de última geração.

O SwRI possui uma equipe multidisciplinar dedicada a iniciativas de pesquisa em energia de hidrogênio, como o H2-ICE. (Foto: Southwest Research Institute)

Em 2023, o SwRI converteu um motor de combustão interna tradicional movido a gás natural para funcionar exclusivamente com hidrogênio, com modificações mínimas. Ele foi integrado a um caminhão Classe 8 como parte do projeto H2-ICE do instituto, com o objetivo de demonstrar um motor movido a hidrogênio de baixo custo como opção para o transporte pesado com zero emissão de dióxido de carbono (CO2).

Os motores a hidrogênio frequentemente têm dificuldade em manter o fluxo de ar necessário durante acelerações rápidas para eliminar a pré-ignição e minimizar as emissões de NOx. O SwRI afirmou ter resolvido esse desafio trabalhando com um fornecedor comercial que projetou um novo turbocompressor de acordo com as especificações do SwRI. O eixo do turbocompressor está mecanicamente conectado ao virabrequim por meio de um acionamento variável, permitindo que ele forneça a pressão de sobrealimentação necessária sob demanda.

A nova unidade de turbocompressor aumenta o desempenho do caminhão, elevando o torque máximo de 1.494 para 1.760 lb-ft e a potência máxima de 370 para 440 hp. Os modernos motores para serviço pesado de longa distância variam de 1.450 a 1.850 lb-ft e de 400 a 500 hp, observou o SwRI.

“A atualização deste turbocompressor acionado nos proporcionou o fluxo de ar necessário para continuarmos aprimorando o desempenho do motor”, disse Chris Bitsis, diretor assistente do Departamento de Engenharia de Sistemas de Propulsão do SwRI, que supervisiona os programas de pesquisa de combustão. “Por exemplo, além dos ganhos de torque e potência, a eficiência máxima do motor também melhorou para 44,0%, o que é líder na categoria para um motor de ignição por faísca.”

Bitsis afirmou que os níveis de torque e potência do motor agora são comparáveis aos dos caminhões a diesel atualmente em circulação, permitindo ao mesmo tempo emissões de escapamento praticamente nulas.

“Este é um marco significativo na história do programa de motores de combustão de hidrogênio do SwRI e fornece mais evidências da prontidão da tecnologia”, disse Bitsis. “Estamos entusiasmados em continuar impulsionando essa tecnologia para um futuro sustentável.”

O veículo de demonstração Classe 8 foi desenvolvido como parte do consórcio H2-ICE do SwRI. O veículo de demonstração Classe 8 H2-ICE concluído pelo consórcio foi projetado para oferecer ao mercado de caminhões de longa distância mais uma opção com zero emissão de gases de efeito estufa.

“Tenho orgulho da nossa equipe no SwRI por demonstrar que existe uma solução de transporte de alta eficiência e emissão zero disponível para ajudar a reduzir o CO2 e os poluentes atmosféricos”, disse Daniel Stewart, vice-presidente da Divisão de Engenharia de Sistemas de Propulsão do SwRI. “Os EUA possuem as fábricas de motores e as cadeias de suprimentos necessárias para colocar essa tecnologia em produção hoje mesmo.”