Experimental characterization and 1D modelling of hydrogen internal cobustion engine for innovative heavy-duty propulsion sytems

This work explores innovative propulsion systems, centering on the hydrogen internal combustion engine (HICE) as a promising alternative for sustainable transportation. Hy- drogen, emerging as a clean energy carrier, holds the potential to decarbonize internal combustion engines, extending their time in the market. The study establishes an ex- perimental framework for characterizing a hydrogen-fueled internal combustion engine and develops a virtual model for efficient future research. Experimental tests examine the steady-state behavior of the HICE, analyzing power output, fuel consumption, and emissions. The empirical data provides a crucial foundation to evaluate the feasibility and challenges of hydrogen-based propulsion. The research virtual model framework to simulate and analyze HICE, enhancing understanding of combustion processes and over- all system performance. The integration of empirical data with simulations ease model refinement and future engine design optimization, contributing to sustainable transporta- tion solutions and underscoring the potential of hydrogen internal combustion engines for a cleaner future.

Questo lavoro esplora sistemi di propulsione innovativi, concentrandosi sul motore a combustione interna ad idrogeno (HICE) come promettente alternativa per il trasporto sostenibile. L’idrogeno, emergendo come un vettore energetico pulito, ha il potenziale per decarbonizzare i motori a combustione interna, prolungandone la presenza sul mercato. Lo studio stabilisce un quadro sperimentale per caratterizzare un motore a combustione interna alimentato ad idrogeno e sviluppa un modello virtuale per future ricerche effi- cienti. I test sperimentali esaminano il comportamento in stato stazionario dell’HICE, analizzando potenza erogata, consumo di carburante ed emissioni. I dati empirici for- niscono una base cruciale per valutare la fattibilità e le sfide della propulsione basata sull’idrogeno. La ricerca sottolinea un sofisticato framework di modellazione virtuale per simulare e analizzare l’HICE, migliorando la comprensione dei processi di combustione e le prestazioni complessive del sistema. L’integrazione di dati empirici con simulazioni facilita il perfezionamento del modello e l’ottimizzazione futura del design del motore, contribuendo a soluzioni di trasporto sostenibili e sottolineando il potenziale dei motori a combustione interna ad idrogeno per un futuro più pulito.