REDUCCION DE CO2 EN EL TRANSPORTE MEDIANTE LA INYECCION DIRECTA DUAL-FUEL DE BIOCOMBUSTIBLES DE SEGUNDA GENERACION

2018

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Pastor Soriano José Vicente

La reducción de las emisiones de CO2 en los motores de combustión interna (ICE) es uno de los mayores desafíos técnicos de la sociedad, ya que parece claro que, a pesar de que existen otras tecnologías emergentes, el ICE mantendrá un papel clave en el transporte durante las próximas décadas. Además, uno de los objetivos estratégicos de la UE es reducir su fuerte dependencia de los combustibles de fuentes no renovables, en particular del gasóleo en vehículos pesados, como se indica en el último programa de trabajo de H2020 contribuyendo a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. Con el objetivo de mejorar la eficiencia del motor y reducir las emisiones contaminantes, se han desarrollado nuevos modos de combustión en las últimas décadas. El grupo solicitante ha demostrado en proyectos anteriores (DuFUEL e HiReCO) que los conceptos de combustión dual-fuel son adecuados para lograr emisiones de hollín y NOx insignificantes, con mejor eficiencia que con la combustión controlada de mezcla. Sin embargo, hay algunos inconvenientes de la combustión dual-fuel, que se abordarán en este proyecto utilizando biocombustibles de segunda generación como sustitutos potenciales del gasóleo y la gasolina o el gas natural. Entre estos biocombustibles, el HVO es el único que podría ser utilizado puro en los motores diesel actuales, sin causar problemas mecánicos o drástica pérdida de eficiencia, y por lo tanto, debe ser un adecuado Combustible de Alta Reactividad (HRF). Por otro lado, el Bio Propano Licuado (LBP) podría superar los problemas mostrados por la gasolina y el gas natural como Combustibles de Baja Reactividad (LRF) en la combustión dual-fuel. De hecho, el moderado índice de octano del LBP, su estado de agregación líquido y su condición bio, convierten al LBP en un candidato adecuado como LRF. Como problema adicional, el uso de la inyección indirecta de combustible (PFI) del LRF da como resultado altos niveles de emisiones de CO y uHC. Por lo tanto, la tecnología de inyección directa introduciendo juntos en el cilindro los combustibles LBP y HVO debería contribuir a solventar este problema con un sistema de inyección convencional, adaptado convenientemente. El principal objetivo del presente proyecto es mejorar la comprensión sobre la combustión dual-fuel en motores de encendido por compresión, de modo que se proporcionen directrices para reducir las emisiones de CO2 en los vehículos de transporte, combinando la combustión premezclada de alta eficiencia de estos motores con el uso de HVO como HRF y LBP como LRF. Con este objetivo, se analizará el potencial de la combustión dual-fuel con HVO/LBP como una estrategia para reducir las emisiones contaminantes sin necesidad de utilizar sistemas de post-tratamiento costosos, manteniendo una eficiencia muy alta y tratando de entender la razón de este potencial. El proyecto propuesto combina la experimentación en instalaciones con acceso óptico para profundizar el conocimiento de los fenómenos que controlan este tipo de combustión, con ensayos en un motor realista de un solo cilindro que permite evaluar los beneficios potenciales en economía de combustible y reducción de emisiones de combustible dual HVO/LBP en motores reales y la influencia de los parámetros de control del motor en este modo de combustión. En ambos casos, el estudio experimental será asistido por el análisis realizado con modelos de cálculo de CFD y cinética química.