El sistema riel común CRDI ajusta con precisión la cantidad de combustible para el motor de combustión interna, generando presiones de inyección desde 400 bar hasta 1800 bar de acuerdo a la condición de aceleración y carga, reduce del consumo de combustible y la emisión de gases al medio ambiente.
Estudio del Desgaste Superficial con Emulsiones de Combustible
La emulsión de combustible permite la mezcla de agua u otra sustancia inmiscible generalmente en aceite de manera que sea lo más homogénea posible; mediante el uso de tenso activos, se evita la separación de fases. La aplicación de las emulsiones de combustible reduce la temperatura de combustión, las emisiones contaminantes y aumentan el rendimiento térmico debido a micro explosiones generadas por las partículas de agua.
En funcionamiento los componentes del sistema CRDI al entrar en constante contacto, generan desgastes en las superficies de sus elementos. Investigaciones previas detallan que los diferentes tipos de desgaste dependen de las condiciones de trabajo a las que el elemento está sometido. El desgaste por corrosión se produce por las reacciones químicas a las que está sometida la leva anular al trabajar con el diésel - surfactante agua. La superficie de la leva anular tiene un acabo superficial de gran calidad debido a las condiciones en las que trabaja, con una composición química y ordenamiento atómico especial.
Análisis de Rugosidad y Procesamiento Digital de Imágenes
La problemática de realizar el análisis de rugosidad de piezas mecánicas, es la detección visual de las deformaciones producidas en las superficies. Se realiza el procesamiento digital de imágenes, en propone el método de supresión de franjas basado en la transformación de Fourier y la utilización de filtros para la detección imágenes topográficas. A través de la interfaz gráfica en Matlab analiza y compara las imágenes de la leva anular de la bomba de alta presión en términos de la rugosidad o desgaste superficial, como base de la investigación.
Para el análisis de las imágenes digitales, la interfaz gráfica en Matlab incorpora los algoritmos de registros de píxeles y subpíxeles de una secuencia de imágenes de baja resolución de la superficie mecánica para proceder a la binarización, luego las imágenes son filtradas aplicando un algoritmo de recuperación de fase para mejorar la identificación de resoluciones en función de los perfiles de relieve de la imagen, aplicando el teorema de convolución y la transformada inversa de Fourier se reconstruye la imagen resultante que muestra posibles zonas de mayor desgaste de la pieza mecánica. u yv, representan las variables de frecuencia.
Resultados Experimentales del Desgaste
En la Figura 13 se representa el desgaste de la leva anular de la bomba, en donde se verifica la reducción de 0,121 g entre el valor máximo y mínimo que representa el 0,075% del peso inicial. El desgaste presentado es regular sin variaciones significativas.
En la Figura 14 se observa que la rugosidad aumenta conforme se suman las horas de funcionamiento, se obtiene una variación de 0,161 μm entre el valor mínimo y máximo, aumentando su rugosidad en 22,33% con un máximo de 0,882 μm.
En la Figura 15 se representa el cambio de rugosidad que sufrió la superficie de contacto de la leva anular cara posterior, se observa que la medida de rugosidad aumentó conforme el paso de las horas de funcionamiento, se obtuvo una variación de 0,226 μm entre el valor mínimo y máximo, con un creciente de su rugosidad en 40,35% con un máximo de 0,786z μm.
La adición de agua en forma emulsión en el combustible tiene efectos positivos en la eficiencia de la combustión. Generan la elevación en el torque Figura 18 con el motor a velocidad constante de 1500 rpm en comparación a los resultados del diésel sin aditivo, porque se producen micro explosiones por la diferencia de volatilidad del agua.
Tabla resumen de resultados
| Medición | Variación | Incremento de Rugosidad | Valor Máximo |
|---|---|---|---|
| Rugosidad (Figura 14) | 0,161 μm | 22,33% | 0,882 μm |
| Rugosidad (Figura 15) | 0,226 μm | 40,35% | 0,786 μm |
Análisis del Desgaste con Mezcla Ecológica
Se aplica la transformada de Fourier en el análisis del desgaste superficial de la leva anular de la bomba de alta presión DENSO HP3 al utilizar la mezcla combustible ecológica diésel - surfactante - agua al 20%, que es una emulsión de dos sustancias tenso activas no iónicas, durante 200 horas de funcionamiento a 3000 rpm, con inspecciones cada 50 horas. El uso de la mezcla combustible diésel surfactantes agua al 20%, en la bomba de alta presión HP3 genera desgastes prematuros en las superficies de la leva.
Se aplica la transformada de Fourier en el análisis del desgaste superficial de la leva anular de la bomba de alta presión DENSO HP3 utilizando la mezcla combustible ecológica diésel - surfactante - agua al 20%, que es una emulsión de dos sustancias tenso activas no iónicas durante 200 horas de funcionamiento a 3000 rpm con inspecciones realizadas cada 50 horas. La mezcla combustible ecológica elaborada, contiene diésel Premium, agua destilada y tenso activos que estabilizan las dos sustancias a una concentración del 20%. Se combina las cantidades de las sustancias para elaborar un kilogramo de mezcla, combinando tenso activos por separado.
The Fourier Transform is applied in the analysis of the surface wear of the annular cam of the high-pressure pump DENSO HP3 using the ecological fuel mixture diesel - surfactant - water at 20%, which is an emulsion of two tense-active non-ionic substances during 200functioning hours at 3000 rpm with inspections performed each 50 hours.
The ecological fuel reduces the emissions, enhance the thermal efficiency, torque, and power of the internal combustion motor; as it is shown in the experimental analysis, the precision balance it is detected the reduction of 0.121 grams of mass in the cam, with the digital roughness meter it is determined the roughness Ra on the frontal face of the cam, establishing a 22.23% of wear in relation with the ideal profile of experimentation, for the rear face 40.35% of wear, with the didactic module generated on Matlab for the digital image processing and the Fourier Transform compares the ideal profile and the roughness profile of the annular cam in terms of image frequency, using statistics tools such as the maximum average and the minimum o intensity.
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