Estudio computacional del proceso de inyección GDi en condiciones realistas de motor

Abstract

[ES] El uso de sistemas de inyección directa está aumentando en los motores gasolina debido a sus ventajas en cuanto a consumo de combustible y emisiones. La investigación numérica en este campo permite desarrollar estos sistemas de manera que su eficiencia sea cada vez mayor, gracias a la comprensión de los fenómenos existentes en ellos. Sin embargo, aunque la simulación numérica sea una poderosa herramienta, los resultados obtenidos son muy sensibles a la configuración del caso y a los submodelos que se incluyen, por lo que necesitan ser constantemente validados con resultados experimentales. Por ello, en el presente trabajo se simula una inyección directa de gasolina con el software CONVERGE y se analizan la tasa de inyección y la masa total inyectada obtenidas. El fin es validar CONVERGE como programa de cálculo para futuros estudios de inyección directa de gasolina. La geometría obtenida de la base de datos de Engine Combustion Network (ECN) se adapta para poder a~nadir un perfil de levantamiento a la aguja obtenido de medidas experimentales realizadas por Argonne National Laboratory (ANL). Las condiciones de inyección estudiadas vienen definidas por ECN gracias a la estandarización de distintas condiciones realistas de operación del motor. Estos resultados obtenidos se comparan con resultados experimentales de tasa y masa inyectada ofrecidos por ECN y el Centro de motores térmicos (CMT). Además, se analiza el perfil de tasa de inyección haciendo hincapié en la apertura y cierre de la aguja para continuar el trabajo realizado por M.Martínez. La conclusión obtenida en este estudio es que CONVERGE es un programa válido para estudiar la inyección directa de gasolina, ya que el perfil de tasa obtenido es muy similar cualitativamente al obtenido experimentalmente. Cuantitativamente, el error en la tasa de inyección es menor al 3% y en la masa total inyectada un 6 %.