Le SwRI dévoile des résultats prometteurs sur la durabilité des lubrifiants dans les moteurs à hydrogène.

Le Southwest Research Institute (SwRI) a publié de nouvelles conclusions sur la durabilité des lubrifiants dans les moteurs à combustion interne alimentés à l’hydrogène (H2 _– ICE). Présentée lors de la 78e réunion annuelle et exposition du STLE à Minneapolis, Minnesota, États-Unis, en mai 2024, l’étude explore l’impact de la combustion de l’hydrogène sur les performances et la longévité des lubrifiants.

SwRI a lancé le programme conjoint industriel (JIP) sur les moteurs à combustion interne à hydrogène (H2 _– ICE) pour développer et démontrer la faisabilité de moteurs à hydrogène pour les applications lourdes. SwRI a converti avec succès un moteur Cummins X15N pour fonctionner à l’hydrogène et l’a installé dans un véhicule lourd de classe 8, démontrant ainsi son potentiel à atteindre des émissions de gaz à effet de serre (GES) proches de zéro et des émissions ultra-faibles d’oxydes d’azote (NOx) et de particules.

Résultats de l’étude

• Interaction avec le lubrifiant : la recherche a mis en évidence que les moteurs à hydrogène ont une distance d’extinction de flamme beaucoup plus faible et une pénétration de flamme plus profonde dans la couche limite des parois du cylindre. Cela peut entraîner une augmentation de l’oxydation du lubrifiant et des émissions associées.
• Sous-produits de combustion : Les inquiétudes concernant la pénétration d’eau dans les lubrifiants et la formation potentielle d’acide nitrique corrosif ont été abordées. Cependant, l’étude a constaté une accumulation minimale d’eau dans les lubrifiants, ce qui démystifie les mythes sur la production excessive d’eau dans les moteurs à hydrogène.
• Test de durabilité : Réalisée sur un moteur Daimler DD15 modifié, l’étude a comporté un cycle de test de 350 heures. Les résultats ont montré que les performances du lubrifiant sont restées stables, avec des changements minimes de viscosité, d’indice d’acidité totale (TAN) et d’indice de base totale (TBN).

Informations techniques

• Modifications du moteur : des injecteurs personnalisés, une conception de collecteur d’échappement divisé et un système d’aspiration par soufflage ont été utilisés pour optimiser les performances et la sécurité.
• Cliquetis et pré-allumage : Le moteur a été étroitement surveillé pour détecter les cliquetis et le pré-allumage, avec plusieurs cas d’arrêts automatiques dus au pré-allumage.
• Cohérence des résultats : Malgré les attentes, les lubrifiants n’ont montré aucune dégradation significative.

Directions futures

Bien que l’étude ait confirmé la durabilité des lubrifiants dans les moteurs à hydrogène dans des conditions stables et chaudes, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre le comportement des lubrifiants dans des scénarios de basse température et de démarrage à froid.

Conclusion

Les recherches du SwRI représentent une étape importante vers l’intégration de l’hydrogène comme carburant viable pour les moteurs à combustion interne. En abordant les principaux défis liés aux performances des lubrifiants, cette étude soutient l’adoption plus large de la technologie de l’hydrogène dans le transport lourd, contribuant ainsi à un avenir énergétique plus propre et plus durable.

Pour lire la version complète de cet article, consultez l’édition numérique du numéro du troisième trimestre 2024 du magazine F+L.