Estudio de la influencia de la geometría de la tobera de inyección en la combustión y emisión de contaminantes de un motor diesel

Resumen

Los motores diesel son hoy en día la mayor fuente de energía para los vehículos de transporte pesado. En ellos, las estrictas normativas en cuanto a los límites máximos de emisiones de contaminantes, al mismo tiempo que las reducciones en el consumo de combustible impuestas por el mercado, hacen que sea necesario el aprovechar las ventajas que cada componente del motor pueda presentar. Entre estos componentes, la tobera de inyección es un elemento que presenta una importancia fundamental en el rendimiento de la combustión y en la emisión de contaminantes. Esto se debe a que estos últimos procesos se encuentran fuertemente vinculados con los de inyección, atomización y preparación de la mezcla del aire con el combustible, procesos sobre los cuales la tobera de inyección tiene una influencia directa. A pesar de la notable importancia de la tobera de inyección sobre estos procesos, aun quedan muchos aspectos cuyo efecto es incierto o contradictorio. En particular, se puede encontrar que el uso de orificios con diferente convergencia presenta tendencias contradictorias con respecto a lo que indica la intuición. Por ello, el presente estudio busca contribuir a la mejora del conocimiento de la influencia de la geometría de la tobera sobre los procesos de combustión y emisión de contaminantes. Con este propósito se analizan cinco toberas con diferentes convergencias. Con cada una de ellas se realizan, de un modo secuencial, estudios experimentales que permiten identificar su influencia sobre los procesos de inyección, formación de la mezcla, combustión y emisión de contaminantes. El estudio secuencial de cada uno de estos procesos permite que en cada paso se puedan obtener parámetros globales que ayudan a explicar los resultados de las etapas subsiguientes. De esta forma se llega a profundizar en los procesos que ocurren dentro de la cámara de combustión y cómo afecta la geometría de la tobera dentro de éstos. Con ello