Análisis experimental y teórico de la condensación en la línea de EGR de baja presión de un motor diésel euro 6

Abstract

[ES] La estricta evolución de las normativas de emisiones de contaminantes ha provocado en los fabricantes de motores, la constante necesidad de mejorar la eficiencia energética y la reducción de emisiones contaminantes con sus nuevos propulsores. Tanto es así, que actualmente una de las emisiones principales en las que más esfuerzos se están dedicando a reducir en los motores diésel son los óxidos de nitrógeno (NOx). Dichos gases, generados por la disociación del nitrógeno a elevada temperatura de combustión con exceso de contenido de oxígeno tienen efectos adversos sobre la salud humana y por ello su reducción se ha convertido en una misión obligatoria. El uso de EGR de baja presión constituye una solución muy positiva en términos técnicos y económicos para cumplir con este objetivo. Esta técnica, combinada con los sistemas de postratamiento y estrategias de combustión permitirán conseguir los objetivos de las nuevas normativas. El EGR de baja presión (LR-EGR) es una técnica activa que permite aumentar la tasa de EGR, reduciendo la emisión de NOx y manteniendo la temperatura de admisión baja. En contrapartida, debido a la elevada humedad específica de los gases de escape, se generarán condensados a la entrada del compresor que afecten a su durabilidad. Con el fin de reducir la generación de condensados por el uso de EGR, este proyecto estudiará, la reducción de vapor de agua en la entrada del compresor. El presente trabajo combinará técnicas experimentales y modelado para estudiar el comportamiento del motor en condiciones de temperatura ambiente fría (-10ºC). En cuanto a la parte práctica, se analizarán cuatro configuraciones de la arquitectura del motor para conseguir reducir los condensados. Junto con la información experimental se empleará un modelo psicrométrico de condensación que permita estimar la cantidad de agua generada en la entrada del compresor en cada uno de los ensayos.

[EN] The strict evolution of pollutant emission regulations has caused engine manufacturers, the constant need to improve energy efficiency and the reduction of polluting emissions with their new propellants. So much so, that currently one of the main emissions in which more efforts are being devoted to reduce in diesel engines are nitrogen oxides (NOx). These gases, generated by the dissociation of nitrogen at high combustion temperature with excess oxygen content, have adverse effects on human health and therefore its reduction has become a mandatory mission. The use of low pressure EGR is a very positive solution in technical and economic terms to meet this objective. This technique, combined with post-treatment systems and combustion strategies, will allow achieving the objectives of the new regulations. The low pressure EGR (LR-EGR) is an active technique that allows to increase the EGR rate, reducing the emission of NOx and keeping the intake temperature low. In contrast, due to the high specific humidity of the exhaust gases, condensates will be generated at the inlet of the compressor that affect its durability. In order to reduce the generation of condensates by the use of EGR, this project will study the reduction of water vapor at the compressor inlet. The present work will combine experimental and modeling techniques to study the behavior of the engine under cold ambient temperature conditions (-10ºC). As for the practical part, four configurations of the motor architecture will be analyzed in order to reduce the condensates. Together with the experimental information, a psychrometric condensation model will be used to estimate the amount of water generated at the compressor inlet in each of the tests.