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Tesis:

Influencia de la fracción de gases residuales en la contaminación, el consumo de mbustible y las oscilaciones cíclicas de la presión en un motor de ignición forzada

  • Autor: PALACIN SOTERAS, José Francisco

  • Título: Influencia de la fracción de gases residuales en la contaminación, el consumo de mbustible y las oscilaciones cíclicas de la presión en un motor de ignición forzada

  • Fecha: 1998

  • Materia: Sin materia definida

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS AERONAUTICOS

  • Departamentos: MOTOPROPULSION Y TERMOFLUIDODINAMICA

  • Acceso electrónico:

  • Director/a 1º: VARELA ARROYO, Emilio

  • Resumen: Este trabajo estudia la influencia de la fracción de gases residuales, f, en el consumo específico indicado, las emisiones de óxido de carbono, anhídrido carbónico e hidrocarburos inquemados, y las oscilaciones cíclicas de la presión dentro de la cámara de combustión de un motor de ignición forzada, (M.I.F), para regímenes de giros bajos, propios de la conducción en ciudad. Para conseguir los objetivos del estudio se ha construido una instalación experimental que consta fundamentalmente de un motor Citroën Visa de dos cilindros con su transmisión, freno y equipos para: El sangrado de gases de la cámara de combustión y el análisis de los mismos. La inyección de combustible. La medida de los gastos de combustible y de aire. La medida instantánea de la presión en la cámara de combustión. La variación de la fracción de gases residuales en uno de los dos cilindros, que llamaremos cilindro de prueba, se logra desconectando este cilindro del carburador, para alimentarlo con un inyector controlado electrónicamente. Este equipo permite suministrar combustible al cilindro de prueba en todos los ciclos, en uno de cada dos ciclos o bien en uno de cada tres ciclos. Cada ciclo sin inyección barre buena parte de los gases residuales del ciclo anterior. Inyectando en un ciclo de cada tres el barrido de los gases residuales es prácticamente completo. El otro cilindro es alimentado por el carburador, produciendo cierta regularidad del régimen de giro del motor cuando en el cilindro de prueba no se inyecta combustible en todos los ciclos. Para medir la fracción de gases residuales es preciso extraer gas de la cámara de combustión. Con este fin se ha taladrado la culata y se ha fabricado una válvula de extracción de gas modificando un inyector de gasolina. El instante y la duración de su apertura y de su cierre se controlan mediante el equipo electrónico de inyección IC 5160 y su periférico. Este periférico ha sido fabricado ex-profeso para la realización de esta Tesis. La instalación descrita permite conocer, en función de la fracción de gases residuales f, el consumo específico indicado, las emisiones de óxido de carbono, dióxido de carbono e hidrocarburos sin quemar, y también la evolución temporal de la presión en la cámara de combustión. Se han realizado dos series de medidas: En la primera serie se comprobó que el funcionamiento de la instalación era correcto, y se detectaron dos problemas no previstos en un principio, que fueron resueltos: 1. El comportamiento del parámetro que mide la oscilación cíclica de las presiones no era el esperado cuando no se inyectaba en todos los ciclos. Se logró demostrar que dependía del instante en el que comenzaba la inyección de combustible. Por lo que todas las medidas de la segunda serie se realizaron comenzando la inyección de combustible en la misma posición del ciclo termodinámico. 2. Cuando no se inyectaba combustible en todos los ciclos, parte de la gasolina inyectada quedaba retenida en la pared del colector de admisión, de modo que el dosado del ciclo activo era desconocido. La solución de este problema está descrita en el punto 6.4. En la segunda y definitiva serie de medidas se eligieron tres regímenes de giro: 1.200 r.p.m., 1.600 r.p.m. y 2.000 r.p.m. En cada uno de ellos se trabajó con tres grados de admisión; y en cada régimen y grado de admisión con tres dosados distintos. Como se media inyectando en todos los ciclos, en uno de cada dos ciclos y en uno de cada tres ciclos, se obtuvieron medidas para un total de 81 condiciones de funcionamiento del motor. Estas medidas se dispusieron en tablas para su representación gráfica. Realizada esta y estudiadas las curvas correspondientes se obtuvieron las siguientes conclusiones: Emisión de hidrocarburos inquemados (HC). Crece mucho con la fracción de gases residuales para un régimen de 1.200 pm, crece menos para 1.600 r.p.m. y es prácticamente independiente de la fracción de gases residuales para un régimen de 2.000 rpm. Emisión de óxido de carbono (CO). Para los tres regímenes en que se ha medido es creciente con la fracción de gases residuales, pero esta dependencia es pequeña. Emisión de dióxido de carbono (CO2). Decreciente con la fracción de gases residuales, para todos los regímenes de medida, pero esta dependencia es también pequeña. Presión máxima del ciclo termodinámico. Decreciente con la fracción de gases residuales. La disminución es mayor en la zona de los valores grandes de f que en la región de los f pequeños. Oscilación cíclica de las presiones. Creciente siempre con f. En la zona de las f mínimas la influencia es pequeña. Consumo específico indicado. Decreciente con f. En la región de las f máximas la disminución del consumo específico indicado es grande