Análisis teórico-experimental de motores de encendido por compresión turboalimentados en régimen transitorio

Resumen

En el presente trabajo se ha desarrollado un modelo matemático que combina la aproximación cuasi-lineal con el método del ""llenado y vaciado para predecir el funcionamiento en régimen transitorio de los motores de encendido por compresión turboalimentados. El acoplamiento termodinámico entre el motor y el turbocompresor se logra con la ayuda de las curvas características de ambos, las cuales han sido determinadas experimentalmente en condiciones de funcionamiento estacionario. Este procedimiento se extrapola al régimen transitorio. Para el inicio del cálculo en régimen transitorio se tiene que alcanzar antes la convergencia del punto de partida en estado estacionario, una vez alcanzada esta condición entran en operación los submódulos de dinámica del turbocompresor y del motor, dinámica de la carga, del regulador y de la bomba de inyección. La dinámica del regulador permite conocer la posición instantánea de la cremallera la cual junto con el régimen de giro del motor son las entradas a las características obtenidas en estacionario de la bomba de inyección, obteniéndose de esta manera el gasto másico de combustible instantáneo ciclo a ciclo. Para obtener el par motor se ha utilizado un modelo de combustión cero-dimensional basado en la aproximación de la tasa de quemado de combustible. La transferencia de calor a las paredes del cilindro se obtiene con la ayuda de la correlación de Woschni. Los parámetros efectivos se obtienen en función del régimen de giro del motor y de la presión máxima de combustión. El modelo ha sido escrito en lenguaje Visual Basic tm, lo que le permite al usuario mucha facilidad para evaluar el comportamiento del motor en diferentes condiciones de funcionamiento simplemente cambiando los datos de entrada en ventanas similares a las del entorno Windows tm. El estudio teórico ha sido contrastado con un amplio y cuidadoso trabajo experimental. Se ha realizado