Análisis experimental de combustión y mejora de un motor CFR para la medición del Número de Octano

Este Trabajo de Fin de Grado se ha desarrollado con el objetivo de mejorar las condiciones de ensayo de un motor CFR y la comprensión del fenómeno de detonación que se experimenta en el mismo. El laboratorio de motores de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, cuenta con un motor CFR destinado a la medida del Número de Octano. Sin embargo, no se trata de un motor CFR normal, este motor ha sido modificado de manera que lo que se mide en la cámara de combustión no es la intensidad de detonación sino la presión. En efecto, el objetivo final de los trabajos con este motor es llegar a medir el Número de Octano y entender su concepto, ya que los métodos convencionales de medida no explican qué es lo que sucede en la cámara de combustión cuando un motor de ciclo Otto sufre detonación o picado, sino que se limitan a dar una comparación entre la tendencia a la detonación del combustible en cuestión y la de una mezcla de octano y heptano, combustibles de referencia. Para poder correlacionar las variables en cámara con el Número de Octano, se crearon distintos parámetros. En trabajos anteriores se llegó a entender que el parámetro que más se podía relacionar con el Número de Octano es el denominado Índice de detonación. En este proyecto se ha llevado a cabo la instalación de un nuevo ordenador para la realización de los ensayos, ya que el que había estaba ligeramente anticuado. También se ha colaborado en la realización de ensayos y la búsqueda de posibles causas de irrepetibilidad de los mismos. Además se han estudiado las condiciones meteorológicas del laboratorio y las posibilidades de instalar un sistema de acondicionamiento del aire de admisión del motor. Se ha estudiado asimismo la normativa ASTM para la medida del Número de Octano y los TFG’s anteriores, con el objetivo de acercarnos más a las condiciones propicias de medición Número de Octano. Se ha acometido el diseño de un sistema de acondicionamiento del aire de admisión, así como diferentes ensayos con combustibles normalizados PRF con el objetivo de encontrar una correlación entre el Número de Octano y el índice de detonación. ABSTRACT This final degree project has been geared to improve the test conditions of a CFR engine and to acquire a better comprehension of the knocking phenomenon that is tested in it. The Technical School of Industrial Engineers of Madrid has a combustion engines laboratory where a CFR engine is intended for octane number measurements. However, it is not an ordinary CFR engine. It has been modified so that it is pressure and not knock intensity what is measured in the combustion chamber. Indeed, the final aim of all the projects on this engine is to measure the octane number and to understand its concept. The traditional methods of measuring the octane number are unable to explain the phenomena that occur in the combustion chamber under knocking conditions in an Otto engine, they simply give a comparison between the knocking tendency of the fuel in question and a mixture of octane and heptane, which are reference fuels. To correlate the variables inside the combustion chamber with the octane number various parameters have been defined. In previous projects the so called parameter knock index was found to be the one that could more do with the octane number. In the present project, the installation of a new computer has been carried out since the old one was not working well enough. Collaboration on the research on possible unrepeatability causes and realization of tests are also part of the project. Laboratory’s meteorological conditions have been studied. Different possibilities of installing an intake air conditioning system have been analyzed. And thanks to the study of the ASTM standard as well as of previous projects, it has been possible to get closer to the ideal conditions of octane number measurement. The design of the intake air conditioning system has finally been carried out, as well as PRF fuels tests, with the objective of finding a correlation between octane number and knock index