Estudio de la combustión de mezclas de gasolina-bioalcohol en un motor de compresión variable CFR

Rubio Gómez, Guillermo (2018) Estudio de la combustión de mezclas de gasolina-bioalcohol en un motor de compresión variable CFR. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

Vista previa

Texto 1080245627.pdf - Versión Aceptada Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives. Download (15MB) | Vista previa

Resumen

Durante los últimos años, la preocupación por los efectos perjudiciales del uso de combustibles fósiles en motores de combustión interna, tanto en términos de aumento de efecto invernadero como de perjuicios para la salud derivados de las emisiones generadas ha ido en aumento. Esto, ligado al carácter limitado de la materia ´ prima para su producción, ha generado un auge en el interés y la investigación en combustibles alternativos, especialmente aquellos de origen biológico (biocombustibles), que ayudan a reducir las emisiones netas de CO2, y en muchos casos permiten una combustión más limpia debido a su contenido en oxígeno. En el ´ámbito de los motores de encendido provocado, los biocombustibles de mayor interés son los bioalcoholes, debido a sus similitudes y la buena capacidad de mezcla que presentan con el combustible fósil típicamente utilizado en este tipo de motores: la gasolina. Dentro de los bioalcoholes, algunos como el metanol y el etanol ya han sido ampliamente utilizados en mezclas con gasolina e incluso de forma pura. Estos presentan propiedades de gran interés para el desempeño de los motores de ´ encendido provocado, como su capacidad de mitigar el fenómeno de la autoignición, una de las principales limitaciones para su rendimiento. Otro alcohol de gran interés reciente es el butanol, debido a su potencial para ser obtenido de forma biológica y su poder calorífico cercano al de la gasolina. En la presente investigación, se realiza un estudio comparativo de la combustión de mezclas de gasolina con cada uno de estos tres alcoholes, hasta una proporción del 20 % en volumen, respecto a la gasolina pura, en un motor monocilíndrico de compresión variable tipo CFR. La comparativa se realiza en términos de capacidad de reducir la autoignici´on, máxima presión en cámara y duración de la primera fase de la combustión. En la investigación se obtiene información relevante sobre cómo afecta al proceso de combustión el uso de tres de los principales combustibles alternativos a la gasolina. Se observa que aspectos pueden mejorar y/o empeorar cada uno de los combustibles, y se plantean sugerencias sobre qué tipo de mezclas pueden ser más ´útiles en términos prácticos de cara a futuras investigaciones. Abstract The last years, an increment has been seen in the concern about the perjudicial effects of the use of fossil fuels in internal combustion engines, in terms of growing greenhouse effect and health issues from its emissions. Additionally, the limited availability of crude oil for its production, has driven the interest and research in alternative fuels, specially those with biological origin, i.e. biofuels. Biofuels help reducing the net CO2 emissions and usually allow a cleaner combustion thanks to its oxygen content. In the context of spark ignition (SI) engines, biofuels of great interest are the bioalcohols, due to its similarities and blend capacities with the fossil fuel used in this engines, the gasoline. Among bioalcohols, some as methanol and ethanol has been already widely used in blends with gasoline and even in neat form. These present properties of great interest for the performance of SI engines, such as its anti-knocking capacities. Knock is one of the main limitations for the performance of SI engines. Another alcohol of great interest in the recent year is butanol, thanks to its potential of being produced as biofuel and its heat value closer to gasoline. In the present research, a comparative study of the combustion of gasolinebioalcohol blends, up to 20 % volume, and neat gasoline has been done. This research has been conducted in a monocylinder, variable compression relation, CFR type SI engine. The comparison is made in terms of knock reducing capacity, maximum chamber pressure and first phase combustion duration. Relevant information has been obtained related to the impact in the combustion process of the use of the three main alcohols used in blends with gasoline. The aspects of the combustion that can be improved or deteriorated with he use of the different alcohols has been observed. Different suggestions has been made related to which blends have more potential in practical terms for further research

Actions (login required)

Ver elemento