Estrategias para promover la fase de combustión en premezcla en motores diésel para la reducción simultánea de las emisiones de nox y de hollín

Abstract

La combustión por compresión de una mezcla pobre homogénea, o premezclada, ha surgido en los últimos años como una alternativa para la reducción simultánea de la emisión de óxidos de nitrógeno (NOx) y partículas (PM) en los motores de combustión interna. El trabajo descrito en esta tesis se enfoca en el análisis de diferentes estrategias para promover la fase de combustión premezclada en un motor diesel de gran cilindrada, típico de los utilizados en el transporte por carretera, con el fin de reducir simultáneamente la emisión de NOx y de PM.La metodología empleada en este trabajo se basa en el estudio paramétrico experimental de las diferentes estrategias. A partir de la medida de presión en el cilindro y las condiciones de operación del motor se realiza un diagnóstico del proceso de combustión, obteniéndose parámetros como la evolución de la presión, de la temperatura media de los gases y de la temperatura adiabática de llama, la tasa de liberación de energía, el tiempo de retraso de la combustión, la duración del proceso de combustión, la fracción de masa quemada en premezcla, el centro de gravedad de la combustión, etc. La obtención sistemática de todos estos parámetros permite analizar la forma en que las condiciones de operación del motor afectan al proceso de combustión y la relación entre estos parámetros y las prestaciones del motor (rendimiento y emisiones).A pesar de que no se ha logrado alcanzar una combustión completamente premezclada, las estrategias estudiadas han demostrado ser efectivas en la reducción simultánea de las emisiones de NOx y de PM, aunque con un incremento en las emisiones de HC y de CO, y una penalización en el consumo de combustible.