Mejora de una herramienta de diagnóstico de la combustión mediante la implementación de un modelo de llenado-vaciado

Abstract

[ES] Actualmente, la inquietud por parte de las empresas punteras en automoción por las cada vez más estrictas normativas de emisiones y los nuevos ciclos de homologación de motores hace que el estudio en profundidad de los motores alternativos y el desarrollo de herramientas que sean capaces de predecir su comportamiento sea un tema de gran interés y dedicación. El presente trabajo se centra en la mejora de una herramienta de diagnóstico de la combustión a partir de la presión medida en el cilindro del motor, un tipo de herramienta con múltiples ventajas, en especial a la hora de estudiar y comprender los fenómenos físicos que se producen en la combustión. Concretamente, la primera parte del trabajo consistirá en implementar un submodelo de llenado-vaciado capaz de simular el proceso de renovación de la carga del motor y que permita calcular variables como la masa atrapada en el cilindro, un parámetro de destacable importancia en el diagnóstico de la combustión. Por otro lado, se realizará un análisis de la viabilidad del modelo, a partir del estudio de varios puntos de funcionamiento en condiciones estacionarias del motor, así como de un ciclo de homologación transitorio WLTP. Debido al interés por los ciclos transitorios de homologación, se hará uso de una herramienta predictiva de simulación para complementar la herramienta de diagnóstico de la combustión y profundizar en el entendimiento de este tipo de ciclos.

[CA] Actualment, la inquietud per part de les empreses punteres en automoció per les cada vegada més estrictes normatives d'emissions i els nous cicles d'homologació de motors fa que l'estudi en profunditat dels motors alternatius i el desenvolupament d'eines que siguen capaços de predir el seu comportament siga un tema de gran interès i dedicació. El present treball es centra en la millora d'una eina de diagnòstic de la combustió a partir de la pressió en el cilindre del motor, un tipus d'eina amb múltiples avantatges, especialment a l'hora d'estudiar i comprendre els fenòmens físics que es produeixen en la combustió. Concretament, la primera part del treball consistirà en implementar un submodel d'ompliment-buidatge capaç de simular el procés de renovació de la càrrega del motor i que permeta calcular variables com la massa atrapada en el cilindre, un paràmetre de destacable importància en el diagnòstic de la combustió. D'altra banda, es realitzarà una anàlisi de la viabilitat del model, a partir de l'estudi de diversos punts de funcionament en condicions estacionàries del motor, així com d'un cicle d'homologació transitori WLTP. A causa de l'interès pels cicles transitoris d'homologació, es farà ús d'una eina predictiva de simulació per complementar l'eina de diagnòstic de la combustió i aprofundir en l'enteniment d'aquest tipus de cicles.

[EN] Currently, the concern by the leading automotive companies for the increasingly stringent emissions regulations and the new homologation cycles of engines makes the in-depth study of alternative engines and the development of tools that are capable of predicting their behavior a topic of great interest and dedication. The present work focuses on the improvement of a combustion diagnostic tool based on the pressure measured in the cylinder of the engine, a type of tool with multiple advantages, especially when it comes to studying and understanding physical phenomena that appear in the combustion process. Specifically, the first part of the work will be to implement a filling and emptying submodel capable of simulating the load renewal process of the engine and to calculate variables such as trapped mass in the cylinder, a parameter of remarkable importance in the diagnosis of the combustion. On the other hand, an analysis of the feasibility of the model will be made. It Will be done through the study of several operating points in stationary conditions of the engine, as well as a WLTP transient homologation cycle. Due to the interest in the transient homologation cycles, a predictive simulation tool will be used to complement the combustion diagnostic tool and deepen understanding of this type of cycles.