Influencia del recubrimiento de barrera térmica de cerámica en el rendimiento del motor diésel que utiliza biodiésel...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería de la combustión
• Ciencias de los materiales
• Energía sostenible

Sus antecedentes:

• Los motores diésel enfrentan desafíos con la eficiencia térmica y las emisiones.
• Las mezclas de biodiésel ofrecen una alternativa renovable, pero requieren una optimización del motor.
• Los recubrimientos de barrera térmica (TBC) pueden mitigar la pérdida de calor en las cámaras de combustión.

Objetivo del estudio:

• Investigar los efectos sinérgicos de los TBC mullita y de las relaciones de compresión variables (CR) en el rendimiento del motor diesel.
• Evaluar el impacto en las características de combustión y las emisiones utilizando mezclas de biodiésel de éster metílico de aceite de espuma (SOME).
• Identificar las condiciones de funcionamiento óptimas para el funcionamiento sostenible del motor diésel.

Principales métodos:

• Pulverización de plasma de cerámica mullita (3Al2O3·2SiO2) en las coronas de los pistones, cabezas de los cilindros y válvulas.
• Prueba experimental de un motor diésel de relación de compresión variable (VCR) con componentes recubiertos y sin recubrimiento.
• Funcionamiento con diésel convencional y mezclas SOME (B20-B100) en CR de 16,0, 17,5 y 19,0.
• Análisis del rendimiento (BTE, BSFC), los parámetros de combustión (presión, liberación de calor, retraso de la ignición) y las emisiones (CO, HC, humo, NOx, CO2).

Principales resultados:

• El motor revestido en CR 19 mostró una mejora de la eficiencia térmica de frenado (BTE) del 7,51% para el diésel y del 5,75% para el B20, con un consumo de combustible específico de frenado (BSFC) reducido.
• Se observó una mayor presión en el cilindro, la velocidad de liberación de calor y la eficiencia de la combustión, junto con un menor retraso de ignición y duración de la combustión.
• Se registraron reducciones significativas de las emisiones de CO, HC y humo para los combustibles B20 y diesel, con aumentos menores de NOx y CO2.

Conclusiones:

• La combinación de TBC mullite con CR más altos mejora efectivamente el rendimiento del motor diesel y reduce las emisiones nocivas.
• La mezcla B20 SOME en CR 19 ofrece los resultados más prometedores para un funcionamiento más eficiente y limpio del motor diesel.
• Este enfoque presenta una estrategia viable para la utilización sostenible del combustible diesel.