Estudio del efecto de la transmisión de calor en el sistema de escape sobre el consumo y las emisiones de un motor de combustión a lo largo de un ciclo de homologación WLTC

Abstract

[ES] En este Trabajo de Fin de Grado, se han realizado diferentes estudios acerca del popular motor diésel sobrealimentado de 1.6 litros de cilindrada fabricado por Renault y conocido por las siglas R9M, modificando la transmisión de calor de las diferentes partes del sistema de escape. Para ello se ha desarrollado un modelo virtual del motor mediante el software independiente VEMOD. La entrada en vigor del nuevo ciclo de homologación de consumo y emisiones WLTC y la creciente preocupación por la sostenibilidad de los vehículos, ponen de manifiesto la necesidad de modificar o cambiar algunas de las características de los motores presentes con intención de reducir el consumo y el impacto ambiental de los vehículos. Para ello, es imprescindible el desarrollo de modelos virtuales capaces desimular confidelidad los motores reales y estudiar posibles cambios y nuevas configuraciones. A lo largo del trabajo, se introducirá, primeramente, la herramienta de modelado virtual de motores, VEMOD, para entender el trabajo realizado. En segundo lugar,se explicará el modelo del motor R9M y su validación y se plantearán los diferentes cambios estudiados en el sistema de escape del motor original. En tercer lugar, seanalizarán los resultados obtenidos mediante la simulación de ciclos de homologación WLTC, habiendo introducido las diferentes modificaciones con respecto del motor original. Por último, se ofrecerá un presupuesto detallado, recogiendo los costes de realización del proyecto, incluyendo el software y hardware necesarios.

[CA] En aquest Treball de Fi de Grau, s’han realitzat diferents estudis sobre el popular motor diésel sobrealimentat d’1.6 litres de cilindrada, fabricat per Renault i conegut amb les sigles R9M, modificant la transmissió de calor de les diferents parts del sistema escapador. Per això, s’ha desenvolupat un model virtual del motor mitjançant el software independent VEMOD. L’entrada en vigor del nou cicle d’homologació del consum i emissions WLTC i la creixent preocupació per la sostenibilitat dels vehicles posen de manifest la necessitat de modificar o canviar algunes de les característiques dels presents motors amb la finalitat de reduir el consum i l’impacte ambiental dels vehicles. Per això, és imprescindible el desenvolupament de models virtuals de motors capaços de simular amb fidelitat els motors reals i estudiar possibles canvis i noves configuracions. Al llarg del treball, s’introduirà, primerament, la ferramenta de modelat virtualde motors, VEMOD, per tal d’entendre el treball realitzat. En segon lloc, s’exposarà el model del motor R9M i la seua validació i es plantejaran els diferents canvis estudiats al sistema escapador del motor original. En tercer lloc, s’analitzaran els resultats obtinguts mitjançaant la simulació de cicles d’homologació WLTC, havent introduït les diferents modificacions respecte al motor original. Per últim, s’oferirà un pressupost detallat, recollint els costs de realització del projecte, tant per part del software com del hardware necessaris.

[EN] In this Thesis, some different studies have been performed around the 1.6L supercharged diesel engine, manufactured by Renault, known as R9M, by modifying the heat transfer along the different parts of the exhaust system. To do so, it has been developed a virtual engine model by means of the stand alone tool VEMOD.The new consume and emissions homologation cycles WLTC and the increasing concern about the sustainability of the vehicles lead to the necessity of modifying some of the features of the present engines in order to decrease the consume and the environmental impact. For doing that, it is necessary to develop virtual engine models able to simulate closely the real engines and study the possible changes andnew configurations. Along the project, they will be introduced, firstly, the Virtual Engine Model tool VEMOD, in order to understand the work performed. Secondly, the R9M engine model performed and validated will be explained with the different changes studiedon the exhaust system with respect to the original engine. Thirdly, the obtained results will be analysed by means of the WLTC homologation cycles simulation, having introduced previously the different modifications on the original engine. Finally, a detailed budget will be inserted, including all the realisation costs, both derived from software and hardware needed.