Influencia de la composición del gas de escape recirculado en un motor de encendido provocado sobrealimentado

Abstract

[ES] En las últimas décadas, la concienciación acerca de cómo el ser humano y sus acciones afectan al medioambiente ha ido creciendo. Con ello, las normativas de emisiones son cada vez más restrictivas y la industria ha tenido que ir adaptándose. Actualmente, el diseño de motores de combustión interna alternativos está centrado en el desarrollo e implementación de estrategias que buscan alcanzar los objetivos establecidos mediante mejoras en la eficiencia de los motores, permitiendo reducir el consumo de combustible y, por ende, las emisiones contaminantes.

En los MCIA de encendido provocado se ha buscado cumplir con los límites fijados mediante la tendencia denominada downsizing, que consiste en diseñar motores de menor cilindrada. Sin embargo, para conseguir esto sin perder prestaciones ha sido necesario el uso de sistemas de sobrealimentación, pero dichos sistemas conllevan un aumento del riesgo de autodetonación o knock. Todo esto, conduce a la implementación de sistemas como la inyección directa o la recirculación de gases de escape (EGR) para controlar la temperatura alcanzada en el cilindro, reduciendo así tanto la posibilidad de knock como las emisiones de determinados contaminantes, como los NOx.

Así pues, la recirculación de gases de escape se emplea actualmente en los motores de encendido provocado como una forma de mejorar su rendimiento, gracias a ventajas respecto a las pérdidas de bombeo, la transmisión de calor y la resistencia a la detonación o knock. El más extendido es el llamado sistema de baja presión, donde lo habitual es extraer el gas de escape a la salida del catalizador y reintegrarlo en la entrada del compresor. No obstante, debido a la baja diferencia de presiones normalmente existente entre ambas tomas, es necesario contar con una válvula o bien de estrangulación en admisión o bien de contrapresión para asegurar la capacidad de recircular los gases en un rango amplio de operación, lo que revierte negativamente en las pérdidas de bombeo. Para limitar el uso de este tipo de válvula se propone extraer los gases de escape a la entrada del catalizador, que presenta un nivel de presión más alto. No obstante, esto repercute en la composición del gas de escape recirculado, con un posible impacto en la combustión y la tolerancia al EGR, aspecto que se analizará en el presente trabajo.