Eficiencia de combustible y emisiones reales de un motor de autobús diésel urbano en condiciones de funcionamiento transitorias

Abstract

Hasta hace poco, los motores de vehículos pesados (VPH) se sometían a pruebas de homologación de emisiones contaminantes, desarrolladas en bancos de pruebas de motores bajo ciclos de conducción estandarizados. Sin embargo, estos resultados no reflejan el comportamiento del motor en condiciones de conducción reales. En este contexto, se realizaron mediciones experimentales en un autobús diésel Euro V en condiciones urbanas fuera de ciclo en Madrid (España). El objetivo principal fue crear mapas de eficiencia y emisiones del motor combinando datos transitorios del motor obtenidos directamente de sistemas portátiles de medición de emisiones (PEMS) y sistemas de adquisición de datos de diagnóstico a bordo (OBD). Los mapas del motor se utilizaron para evaluar el rendimiento del motor en condiciones reales y para crear un modelo que permita la predicción de segundo a segundo del consumo de combustible y las emisiones del motor. Debido a la variabilidad de los datos transitorios del motor, este trabajo propuso un método de desarrollo de mapas del motor, que consiste en agrupar los datos medidos en cuadrículas por rangos de velocidad y par motor, y luego promediarlos para obtener un único valor por cuadrícula. Los resultados mostraron que el motor diésel Euro V para autobuses funciona en condiciones urbanas fuera de ciclo con una eficiencia térmica al freno (BTE) del 41 %, un consumo específico de combustible al freno (BSFC) de 205 g/kWh y un factor de emisión de dióxido de carbono (CO₂) de 637 g/kWh. El factor de emisión de NOₓ fue un 80 % superior a los niveles establecidos en la norma Euro V. Este trabajo demostró que el modelo de mapas de motores de red tiene el potencial de predecir el consumo de combustible y las emisiones de CO₂ segundo a segundo , con un error total relativo inferior al 5 %. Por lo tanto, este enfoque podría ser útil para simular con precisión el rendimiento del motor o del vehículo en cualquier escenario operativo a nivel microscópico, siempre que se disponga de datos de par motor y velocidad del motor del autobús.