REVIEW PAPER
Conversion of a diesel internal combustion engine to hydrogen power
1
Uniwersytet Bielsko-Bialski, Wydział Budowy Maszyn i Informatyki, Polska
2
Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Polska
Submission date: 2025-09-10
Final revision date: 2025-11-03
Acceptance date: 2025-11-23
Online publication date: 2025-12-31
Publication date: 2025-12-31
Corresponding author
Piotr Jan Pietras
Uniwersytet Bielsko-Bialski, Wydział Budowy Maszyn i Informatyki, Willowa 2, 43-300, Bielsko-Biała, Polska
Uniwersytet Bielsko-Bialski, Wydział Budowy Maszyn i Informatyki, Willowa 2, 43-300, Bielsko-Biała, Polska
Rail Vehicles/Pojazdy Szynowe 2025,3-4,3-14
KEYWORDS
TOPICS
ABSTRACT
The aim of this study was to devise and design the conversion of a compression-ignition engine, to a spark-ignition engine powered by hydrogen. The second objective of the present study is to expand research into the use of hydrogen in heavy-duty engines used in rail vehicles, ships and trucks. The engine would be used to measure exhaust emissions with hydrogen fuel, noise levels, and engine performance in a controlled setting. The initial section of the article comprises an examination of the extant literature pertaining to the historical and contemporary limitations imposed on the emission of greenhouse gases in railway and truck transport operations. The subsequent section delineates the challenges associated with the application of hydrogen in combustion engines. The third chapter details the complex process of converting, a diesel compression-ignition engine into a spark-ignition engine fuelled by a hydrogen–air mixture, and the necessary modifications to engine subsystems, including fueling, ignition and control. The final chapter presents the possibilities of using the converted engine in research and development of future transport.
REFERENCES (22)
1.
Brzeżański M, Adaptacja tłokowego silnika spalinowego do zasilania wodorem. Presentation of the research stand at the Cracow University of Technology. 2024. https://youtu.be/Symls3Kxxes?s....
2.
Brzeżański M., Mareczek M., Noga M. Conversion of an internal combustion engine to supply of hydrogen or other gaseous fuels. Combustion Engines. 2025;202(3):162-168. https://doi.org/10.19206/CE-20....
3.
Delphi – Factsheet “Compressed Natural Gas InjectorMultec©3.5 CNG PFI”. https://www.phinia.com/docs/ph....
4.
EEA – National air pollutant emissions data viewer 2005-2023 (online). https://www.eea.europa.eu/en/t....
6.
Gonzalez MS, Hernandez IS, Hydrogen embrittlement of metals and alloys in combustion engines. Tecnología en Marcha. 2018;31(2);3-13. https://doi.org/10.18845/tm.v3....
7.
ICCT Policy updates “European stage v non-road emission standards” 11.2016. https://theicct.org/wp-content....
8.
Judzińska-Kłodawska A, Analiza degradacji środowiska w aspekcie toksyczności spalin (in Polish). Autobusy – Ekologia i bezpieczeństwo. 2014;6. http://yadda.icm.edu.pl/baztec....
9.
Liu X, Liu F, Zhou L, Sun B, Schock HJ. Backfire prediction in a manifold injection hydrogen internal combustion engine. Int J Hydrogen Energy. 2008;33(14):3847-3855. https://doi.org/10.1016/j.ijhy....
10.
Ożóg M. Wymagania w zakresie ograniczenia emisji spalin przez tabor kolejowy i konsekwencje dla przedsiębiorstw kolejowych (in Polish). TTS Technika Transportu Szynowego. 2008;5-6:66-72. https://bibliotekanauki.pl/art....
12.
Reşitoğlu İA, Altinişik K, Keskin A, The pollutant emissions from diesel-engine vehicles and exhaust aftertreatment systems. Clean Techn Environ Policy. 2015;17:15-27. https://doi.org/10.1007/s10098....
13.
Rodak Ł. Wpływ parametrów tworzenia mieszanki wodorowo-powietrznej na przebieg procesu spalania w silniku z zapłonem iskrowym (in Polish). Doctoral Thesis. Cracow University of Technology, Cracow 2022. https://repozytorium.biblos.pk....
14.
Rudy W, Dąbkowski A, Porowski R, Teodorczyk A. Badania eksperymentalne samozapłonu wodoru podczas jego uwolnienia do powietrza (in Polish). Raport z wyników II etapu programu wieloletniego „Poprawa bezpieczeństwa i warunków pracy” finansowanego w latach 2011-2013 w zakresie badań naukowych i prac rozwojowych ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, Warszawa 2013.
15.
Rychter T, Teodorczyk A. Teoria silników tłokowych (in Pilish). Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Warszawa 2006.
16.
Stępień Z, Urzędowska W. Tłokowe silniki spalinowe zasilane wodorem – wyzwania. Nafta-Gaz. 2021;12:830-840. https://inig.pl/magazyn/nafta-....
17.
Szwaja S. Hydrogen resistance to knock combustion in spark ignition internal combustion engines. Combustion Engines. 2011;144(1):13-19. https://doi.org/10.19206/CE-11....
18.
Urbańczyk M, Czech P, Gustof P, Turoń K, Urbańczyk R, Kołdys K. Wpływ wybranych parametrów technicznych na zużycie paliwa w samochodzie z silnikiem spalinowym (in Polish). Autobusy – Bezpieczeństwo i ekologia, 2017;6:458-467. https://bibliotekanauki.pl/art....
19.
Wajand JA, Wajand JT. Tłokowe silniki spalinowe średnio- i szybkoobrotowe (in Polish). Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa 1993.
20.
Wei Y, Danesh Yazdi M, Ma T, Castro E, Liu CS, Qiu X et al. Additive effects of 10-year exposures to PM2.5 and NO2 and primary cancer incidence in American older adults. Environ Epidemiol. 2023;7(4):e265. https://doi.org/10.1097/EE9.00....
21.
Wiśniewski S. Obliczenia cieplne silników tłokowych (in Polish). Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Warszawa 1972.
22.
Wornalkiewicz W. Zasilanie alternatywne pojazdów samochodowych (in Polish). Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Technicznej w Katowicach. 2022;15. https://doi.org/10.54264/0044.
| eISSN: | 2719-9630 |
| ISSN: | 0138-0370 |
We process personal data collected when visiting the website. The function of obtaining information about users and their behavior is carried out by voluntarily entered information in forms and saving cookies in end devices. Data, including cookies, are used to provide services, improve the user experience and to analyze the traffic in accordance with the Privacy policy. Data are also collected and processed by Google Analytics tool (more).
You can change cookies settings in your browser. Restricted use of cookies in the browser configuration may affect some functionalities of the website.
You can change cookies settings in your browser. Restricted use of cookies in the browser configuration may affect some functionalities of the website.
