Hacia unos vehículos ligeros diesel más respetuosos con el medio ambiente
Los últimos avances en los motores diesel de automóviles han conseguido un funcionamiento altamente eficiente y con un nivel bajo de emisiones de CO2. Sin embargo, las normas europeas obligan a reducir aún más las emisiones de CO, HC, NOx y materia particulada. Motivado por esta necesidad, este proyecto trató de desarrollar un proceso de combustión homogénea para los vehículos ligeros de motor diesel. El denominado proceso de ignición por compresión de carga homogénea (HCCI - Homogeneous Charge Compression Ignition) puede conseguir unos niveles ultra bajos de emisiones de NOx y material particulada sin que ello afecte al rendimiento del motor diesel. Parte del proyecto consistió en investigar las bases del comportamiento del turbocargador y la formación de la pulverización en el funcionamiento de un motor diesel HCCI a media carga. Usando simulaciones numéricas, se analizaron diferentes configuraciones de motor-turbocargador. Una de las cuestiones más importantes fue ajustar el turbo, ya que en condiciones de funcionamiento a media carga en modo HCCI se necesitan índices de recirculación de gases de escape (EGR - Exhaust Gas Recirculation) y refrigerar la carga. Los sistemas EGR son técnicas efectivas para reducir el nivel de las emisiones perjudiciales de NOx de un motor diesel introduciendo gas de escape en el sistema de entrada del motor. Sin quemarse, el gas de escape ocupa parte del espacio de la cámara de combustión, y reduce la temperatura y las emisiones de NOx. En un motor turbocargado, unos índices altos de EGR pueden provocar la reducción del flujo de masa e impulsar el índice de compresión. Para realizar previsiones eficaces y fiables de las condiciones de funcionamiento del turbocargador y, por tanto, del rendimiento del motor en modo HCCI, se generó un modelo informático. Además, se realizó la caracterización de un nuevo sistema de inyección en un dispositivo de pruebas experimental. Con ayuda de técnicas de obtención de imágenes con láser, se pudo controlar y analizar la formación de la pulverización reproduciendo las mismas condiciones termodinámicas que se crean en la inyección avanzada de combustible. También se estudiaron las analogías hasta ahora desconocidas entre los parámetros, como la presión del combustible, la duración del pulso de inyección, la densidad del aire, la temperatura del aire y la penetración de la pulverización. Se buscan colaboraciones entre centros de investigación y/o fabricantes de automóviles y motores de gran potencia con experiencia en la formación de modelos de pulverización en el modo de combustión HCCI y/o en ajustes de turbo-motor.
