Resum
Actualment, el món s’enfronta a dues crisi des del punt de vista ambiental: l’escassetat de combustibles fòssils i la degradació ambiental. Segons les projeccions per al any 2020 l’ús de vehicles es triplicarà i així augmentarà la demanda de combustible fòssil i per tant, les emissions de contaminants. En comparació amb el motor de gasolina, emet menys CO2. No obstant, produeixen elevats nivells de NOx i partícules. Per a afrontar aquestes dificultats, s’han proposat diferents accions.

Una solució, la constitueixen els avançats conceptes de combustió Diesel. Aquests conceptes, permeten reduir els nivells de NOx i partícules, Però, tenen l’inconvenient de produir elevats nivells de soroll en combustió, per l’ús de injeccions primerenques, les quals fan que una major quantitat de combustible es cremi en condicions prebarrejades.

Per altra banda, els combustibles alternatius han guanyat importància als últims anys. Els biodiesel no sols sobresurten per la seua facilitat de producció, utilització i emmagatzematge, sinó també per el seu potencial per a reduir els nivells de partícules, CO, HC i CO2. Però, les emissions de NOx augmenten en la majoria de les condicions d’operació. Els combustibles sintètics, també disminueixen notablement les emissions contaminants, i debut al seu major poder calorífic, redueixen el consum específic de combustible.

Des del punt de vista acústic, el soroll de combustió de motors Diesel és un dels aspectes més negatius, ja que constitueix la principal font de soroll als vehicles que utilitzen aquest tipus de motors. Als convencionals y especialment en els nous conceptes de combustió Diesel, el cremat del combustible en condicions prebarrejades, provoca un augment brusc de la pressió, deteriorant d’aquesta manera la qualitat del soroll de combustió.

Per tals motius, l’objectiu d’aquesta tesis es centra en l’estudi del soroll de combustió del concepte PCCI (Premixed Charge Compressions Ignition), i l’ús d’alguns combustibles alternatius (d’origen vegetal i sintètic). Amb aquesta finalitat, s’ha plantejat la realització d’estudi paramètrics experimentals, els quals permeten la caracterització del soroll de combustió y el establiment de relacions causa-efecte entre les característiques del procés de combustió, i la qualitat sonora i el nivell global del soroll. Entre altres conceptes, en els que es requereixen canvis importants en la configuració de la càmera de combustió o sistema de injecció, per a aquest estudi, es va elegir la estratègia de combustió PCCI per la seua fàcil implementació.

Els resultats han mostrat clarament que el soroll de combustió es deteriora notablement al concepte PCCI. Entre les accions que existeixen per a millorat el soroll de combustió en estratègies de combustió convencional es troba l’ús de la injecció pilot. En les estratègies PCCI amb injecció partida, quan l’angle dwell es superior als 20º i percentatges entre el 20 i el 30% del total de la massa de combustible és injectat durant la injecció pilot, es possible sobrepassar la nota de la combustió convencional i en ocasions el nivell de acceptació de la qualitat sonora. Per altra banda, l’ús de combustibles amb un menor nombre de cetà, com son les mescles de Gasolina/Diesel, permeten tenir majors temps de retràs, i així promoure més fàcilment combustions prebarrejades, sense la necessitat de emprar altes tasses de EGR. Mescles amb 50% de gasolina, permeten millorar fins en 1.5 la nota de qualitat sonora, en comparació amb el combustible Diesel estàndard.

En quant a l’ús dels combustibles alternatius, en varis punts d’operació convencional, al comparar els resultats amb els del combustible Diesel estàndard es va observar una escassa variació de la qualitat sonora i del nivell global del soroll de combustió. Per a millorar el soroll de combustió de diferents mescles de biodiesel, es va modificar la tassa de EGR. Els resultats mostraren que amb tasses de EGR de 35%, és possible una millorar de la qualitat del soroll fins a nivells acceptables, emprant barreges de biodiesel a base de colza en concentració volumétrica de 50% i 80 %. Per a barreges amb menors percentatges de biodiesel, es deuen utilitzar tasses de EGR majors al 40%, el que provoca un increment de les partícules i del consum específic de combustible en més de 27%.

Com a resultat, s’espera obtindre guies per a la definició del procés de combustió PCCI i de l’ús de combustibles d’origen vegetal i sintètic, que es poden integrar al procés global de desenvolupament d’aquestos motors, destacant al soroll de combustió com una dimensió important a considerar, junt amb el rendiment i les emissions contaminants.