Utilización De Combustibles Alternativos Para Mejorar El Proceso De Combustión En Los Motores De Combustión Interna

Abstract

Los motores de combustión interna en el Perú contribuye de manera directa a la emisión de gases de efecto invernadero y otros contaminantes atmosféricos; esto no solo tiene impactos negativos en la salud pública, sino que también compromete los esfuerzos del país para cumplir con compromisos internacionales en materia de reducción de emisiones y sostenibilidad ambiental. El presente estudio propone utilizar el biodiesel como combustible alternativo para mejorar el proceso de combustión en los motores de combustión interna. Se realizaron tres configuraciones del motor monocilíndrico de investigación en un banco de prueba para motor. Para los primeros y últimos experimentos con motores de alta potencia, se utilizó un diseño de sistema de combustión con swirl con un diámetro de cilindro de 127 mm y un cigüeñal con carrera de 154mm. Estos experimentos se realizaron con combustible diésel y metanol, respectivamente. Para los terceros y cuartos experimentos, que incluyeron pruebas de swirl y squish junto con experimentos controlados de ceniza, se utilizó un diámetro de cilindro más grande de 130mm. Los resultados cuantitativos demostraron que la acumulación de depósitos en los inyectores puede provocar una pérdida de potencia significativa en motores diésel. Específicamente, se observó una pérdida de par del 4% después de 100 minutos de operación a 1200 rpm a carga completa. Además, se encontró que la geometría del pistón, particularmente el pistón reentrante, tuvo el mayor efecto en la primera mitad de la combustión (10-50% de quemado), lo que sugiere que las grandes estructuras de flujo en la cámara de combustión, formadas por la geometría, persistieron incluso después del evento de ignición altamente turbulento.

Internal combustion engines in Peru contribute directly to the emission of greenhouse gases and other atmospheric pollutants; this not only has negative impacts on public health, but also compromises the country's efforts to comply with international commitments on emissions reduction and environmental sustainability. The present study proposes using biodiesel as an alternative fuel to improve the combustion process in internal combustion engines. Three configurations of the single-cylinder research engine were performed on an engine test bench. For the first and last experiments with heavy-duty engines, a swirl combustion system design with a cylinder bore of 127 mm and a crankshaft stroke of 154 mm was used. These experiments were conducted with diesel and methanol fuel, respectively. For the third and fourth experiments, which included swirl and squish tests along with controlled ash experiments, a larger cylinder bore of 130mm was used. Quantitative results showed that deposit buildup on injectors can cause significant power loss in diesel engines. Specifically, a 4% torque loss was observed after 100 minutes of operation at 1200 rpm at full load. In addition, piston geometry, particularly the re entrant piston, was found to have the greatest effect in the first half of combustion (10-50% burn), suggesting that the large flow structures in the combustion chamber, formed by the geometry, persisted even after the highly turbulent ignition event.