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Simulación termodinámica y estudio de varias estrategias de carga parcial para un motor de encendido provocado

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2013-01
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2013-01-31
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El presente proyecto tiene por objetivo la comparación de las prestaciones de varios motores de encendido provocado con distintas estrategias para la obtención de la carga parcial, basadas todas ellas en la variación de las condiciones del proceso de renovación de la carga. Las estrategias de carga parcial a comparar son: control mediante válvula de mariposa estranguladora del caudal de admisión y control mediante la variación del ángulo de cierre de la válvula de admisión. Dentro de esta última estrategia se han incluido dos sistemas distintos: sistema LIVC (‘Late Inlet Valve Closing’), basado en el retraso paulatino del cierre de la válvula de admisión, y sistema EIVC (‘Early Inlet Valve Closing’), basado en el adelanto paulatino del cierre de la válvula de admisión respecto al punto muerto inferior. Con tal fin, se desarrolló un algoritmo informático, creado con el programa de cálculo matricial Matlab y basado en modelos termodinámicos y de flujo isentrópico, capaz de obtener las prestaciones en función de las variables de operación del motor que definen cada sistema evaluado, manteniendo constantes las relativas a los demás procesos que ocurren a lo largo de un ciclo termodinámico. Para limitar la complejidad y el tiempo de cálculo, se hará uso de las hipótesis simplificadoras pertinentes y de correlaciones empíricas (ley de masa quemada, transferencia de calor, y coeficiente de descarga en válvulas). ________________________________________________________________________________________________________________________
This project has the target of comparing the performance of several spark ignition engines with different part load strategies, all of them based on the variation in the conditions of the gas exchange process. The part load strategies that will be compared are: throttle valve which controls the inlet flow, and control by varying the timing of inlet valve closure. Two different systems are included among this last strategy: LIVC (‘Late Inlet Valve Closing’) system, based on gradual delay of inlet valve closing, and EIVC (‘Early Inlet Valve Closing’) system, based on gradual advancement of inlet valve closing with respect to bottom dead center. For this purpose, a computer algorithm was developed using the matrix calculation program Matlab and based on thermodynamic and isentropic flow models, which is able to get the engine performance in terms of the operating parameters that define each evaluated system, holding constant those relating to the other processes that take place along a thermodynamic cycle. In order to restrict the complexity and the computing time, appropriate simplifying assumptions will be used, as well as empirical correlations for heat transfer, discharge coefficient through valves and burning rate in combustion phase.
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Keywords
Motores de combustión interna, Simulación, Termodinámica, Algoritmos
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