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Estudio de las estrategias de carga parcial de un motor alternativo de encendido provocado mediante una simulación termodinámica

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Publication date
2014-09
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2014-10-03
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El motor de combustión interna alternativo (MCIA) de cuatro tiempos es el empleado en casi todos los motores de los vehículos utilitarios de hoy en día. Estos motores suelen tener su punto óptimo de funcionamiento (polo económico) cerca de la plena carga del motor. Sin embargo, en circunstancias normales de conducción, el modo más solicitado del motor es el de carga parcial, generando así una cuestión a solventar. Con motivo de la resolución de la problemática de la carga parcial, objeto principal de este trabajo, se estudiará el estado del arte actual de la distribución variable, la inclusión de la turboalimentación y la recirculación de gases de escape, todos ellos mecanismos desarrollados que hoy en día se emplean o se piensan emplear en los vehículos para mejorar la potencia y reducir en cierta medida el consumo. Este estudio se realiza puesto que se pretende utilizar esta tecnología ya desarrollada para regular la carga del motor y con ello, disminuir el consumo sin restar prestaciones. Para ello se simulará, mediante el programa de cálculo matemático Matlab, un ciclo termodinámico dual, limitado en presión, sobre el que se trabajará modificándolo y aplicando diferentes tipos de estrategias de control de carga. Por último se evaluarán los resultados comparando las estrategias aplicadas y seleccionando la mejor técnica para solucionar el problema de la carga parcial.
The reciprocating internal combustion engine (RICE) four-stroke is employed in almost all engines of commercial vehicles nowadays. These engines use to exhibit their optimal operating point when the engine is operating in full load mode. However, the most common driving mode occurs at partial load operation of the engine, resulting in an issue to be solved. Due to there solution of the problem of part-load, main objective of this project, the state of the art of the variable distribution and the incorporation of the turbo-charging and exhaust gas recirculation will be studied. All these devices are used nowadays, or meant to be used in the next future, in the vehicles to upgrade the power and to reduce fuel consumption. This study was performed with the purpose of using this technology to regulate the engine load and thus, to lower the fuel consumption without reducing the performance. To do this, a dual thermodynamic cycle limited in pressure will be simulated, using a mathematical computation program (Matlab), which will be modified in order to apply different sorts of load control strategies. Finally, the results will be evaluated comparing the applied strategies and choosing the best way of solving the problem of partial load.
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Keywords
Motores de combustión interna alternativos, Termodinámica, Tecnología automovilística, Matlab
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