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Análisis termodinámico de un motor de encendido provocado funcionando con mezclas enriquecidas en oxígeno e hidrógeno obtenidos mediante electrólisis del agua

Abstract:

Actualmente, el aumento del precio del combustible en Ecuador ha ocasionado que las personas opten por uno más económico con menor octanaje, generando deficiencia energética, afectando al rendimiento del motor. Por tal razón, el objetivo general es analizar desde el punto de vista energético la aplicación de mezclas enriquecidas en oxígeno e hidrógeno obtenidas mediante electrólisis del agua en un motor de encendido provocado para determinar si existe o no un aporte de energía adicional implementando este sistema tomando en consideración todas las fases del proceso. Se inició con el análisis técnico, seleccionando la celda seca, ánodo, cátodo y solución acuosa. Posteriormente, se estudió los parámetros de funcionamiento una celda de hidrógeno en un vehículo Citroen C-Elysée mediante pruebas de laboratorio, vehículo y dinamómetro de chasis. La primera prueba del laboratorio se utilizó 6,832 g de hidróxido de potasio, evidenciando que la eficiencia de la celda mejora cuando el voltaje aumenta y la celda seca de hidrógeno tiene mejor producción debido a la eficiencia energética. Similar situación se presentó en la segunda prueba con 6.493g y la tercera con 7,173g, donde la masa se aumentó en 0.341 g; el voltaje de 14,5 V se requiere una potencia de 35.30 Watts y en la producción de gas oxihidrógeno se necesita una potencia alta. En la primera prueba del analizador de gas del vehículo se activó la celda, mostrando condiciones inadecuadas porque no cumple la norma INEN y la segunda prueba evidenció un incremento de emisiones de monóxido de carbono, hidrocarburos y dióxido de carbono a medida que se aumenta las revoluciones del motor. En la prueba de ruta se activó la celda de hidrógeno, identificando un consumo de 5,6 litros en 65,9 km y al drenar en el tanque de almacenamiento consumió 5,8 litros. La segunda prueba (funcionamiento standard) presentó un consumo de 5,7 litros y con drenado llegó a 5,95 litros. La prueba en el dinamómetro presentó un desempeño similar hasta las 4200 revoluciones, luego de las 4200 revoluciones hasta 6000 revoluciones el vehículo empieza a tener un mejor rendimiento.