Optimización de un motor diésel para cumplir con la normativa STAGE3A/TIER3

Abstract

El objetivo principal del presente trabajo es el desarrollo y ajuste de un modelo termofluidodinámico unidimensional de un motor diésel sobrealimentado de seis cilindros en línea no de carretera (non-engine road) con código interno MDE8 perteneciente a la empresa Volvo Trucks, con el fin de evaluar diferentes estrategias de reducción de NOx. Estas estrategias se basan en la introducción de EGR interno y la reducción de la masa admitida por el cilindro con el objetivo de reducir los NOx para que el motor sea capaz de cumplir la normativa anticontaminación Stage3A/Tier3. Las normativas Stage/Tier son las que se aplican a aquellos motores que se utilizan fuera de carretera es decir, su uso está limitado a caminos fuera de las carreteras convencionales. Este grupo de motores, también llamados non-road engines, se encuentran instalados en vehículos de construcción civil, maquinaria agrícola, camiones todo terreno, quitanieves, carretillas elevadoras, grúas móviles, etc. Destacar que el software de modelado 1D OpenWAM utilizado para la ocasión, no es capaz de predecir la cantidad de NOx formados después de la combustión ya que no dispone de un submodelo de cálculo de NOx. Lo que sí es capaz de calcular son las condiciones en el interior del cilindro al cierre de la válvula de admisión, las cuales sirven de base para el cálculo de NOx mediante un submodelo de NOx que es posible añadir. Por tanto, no se va a saber si el modelo cumple o no la normativa Stage3A/Tier3. Sin embargo, otras variables importantes como el consumo o las prestaciones del motor las cuales normalmente se ven afectadas al realizar las diferentes estrategias de reducción de emisiones, el modelo sí que va ser capaz de predecirlas. Además, se sabrá si cada una de las técnicas está realizando su función correctamente como por ejemplo en el caso de reducir la masa atrapada en el cilindro. Finalmente, para cumplir el objetivo de reducir el consumo, dentro de las diferentes estrategias de reducción de emisiones que se han probado, se escogería la que comportara una mayor reducción del consumo.