Desafios da Combustão HCCI

Desafios da combustão HCCI

 Apesar das muitas vantagens do motor HCCI, já mencionadas anteriormente, o mesmo ainda possui alguns desafios a serem superados conforme mostrado abaixo:

• Falta de controle da fase de combustão

O HCCI possui uma vantagem durante a combustão pois o combustível pode entrar mais frio na câmara de combustível, diminuindo as emissões de derivados de nitrogênio (gases NOX) e a emissão de particulados, entretanto o problema é que é difícil controlar exatamente quando a ignição ocorrerá no interior do cilindro desse motor. Assim, se a ignição não ocorrer quando o pistão estiver no ponto certo, o resultado será um motor com um funcionamento muito desregulado, que explode e apaga a todo instante.

Dois fatores são essenciais nesse processo: a temperatura de funcionamento do motor e a qualidade do combustível. Ambos muito difíceis de se prever e controlar. Esse é um dos motivos que mesmo tendo um funcionamento satisfatório nas bancadas dos laboratórios, os motores HCCI têm dificuldades para serem utilizados nos carros.

• Altos níveis de ruído e emissões de UHC e CO

Os motores HCCI trabalham em temperaturas baixas de combustão, as quais, junto à quantidade de combustível retido nas fendas, geram incrementos significantes de   emissões de hidrocarbonetos não queimados (UHC) e monóxido de carbono (CO) no escapamento. Se a temperatura de combustão é menor que 1500 K não se consegue oxidar o CO para CO2 (geralmente em baixas cargas) deteriorando-se fortemente a eficiência. Em altas cargas, os incrementos nas taxas de elevação da pressão podem gerar níveis de ruído inaceitáveis e danos ao motor.

• Faixa de Operação

Um dos desafios do motor HCCI é estender a faixa de operação mantendo todos os benefícios do HCCI; para baixas e altas cargas a diferentes velocidades.

• Arranque em frio

O diferencial de temperatura presente no arranque (ao interior da câmara de combustão e entre as paredes da mesma) gera altas perdas de calor, o qual dificulta muito arrancar diretamente em HCCI. Para solucionar o problema, tem-se utilizado processos convencionais (SI ou CI).

• Preparação da mistura homogênea

O mais indicado para atingir altas eficiências e redução das emissões é evitar a interação da mistura com as paredes do cilindro. A preparação de uma boa mistura homogênea é dificultada se o combustível apresenta baixa volatilidade. Porém tem-se mostrado que misturas não homogêneas (estratificação) podem ter vantagens similares ao HCCI.