Adaptación de un modelo de transmisión de calor en la cámara para su aplicación a motores de encendido provocado

Abstract

[ES] La combinación de una regulación cada vez más estricta para contaminantes y CO2 y los nuevos ciclos de homologación, hacen muy interesante el desarrollo de herramientas para el diseño y pre-calibración de motores. Para ello el modelado de la transmisión de calor en la cámara de los motores de encendido provocado es vital para evaluar con herramientas predictivas diferentes estrategias de motor. El proyecto consiste en la mejora de un modelo de transferencia de calor en la cámara de un motor monocilíndrico de gasolina de investigación. Partiendo de un modelo de coeficiente de película de extensa aplicación en motores de encendido por compresión (modelo de Woschni), se ha adaptado para trabajar en motores de encendido provocado (MEP). Para ello se ha tenido en cuenta que el movimiento del gas en la cámara de los motores MEP (conocido como “tumble”) es diferente del predominante en motores de encendido por compresión (movimiento de “swirl”). Basándose en medidas experimentales y modelado CFD disponible, se ha hecho una propuesta de modelo de “tumble”, se ha evaluado varios modelos para el cálculo en CFD y, con el más adecuado, se ha procedido al ajuste del modelo propuesto. Finalmente, se ha realizado un estudio paramétrico con diferentes puntos de funcionamiento para comprobar el funcionamiento del modelo.

[EN] The combination of regulation increasingly severe for pollutant and CO2 y the new cycles of standardization, make really interesting the development of tolos for the design and pre-calibration of engines. For that purpose the modeling of heat transmission in the combustion chamber of the spark-ignition engines is vital to evaluate with predictive tolos diferent strategies of the engine. This Project consist in the improvement of the heat transfer model in the combustion chamber in a monocilindric engine of gasoline in research. Setting off a model of film coefficients that has large application in compression-ignition engine (model of Woschni), it has been adapted for working in sparke-ignition engines. For this purpose, it has been considered that the movement of the gas in the combustion chamber in the sparke-ignition engines (known as “tumble”) is different than the typical in the compression-ignition engines (known as “swirl”). Based on the experimental measures and CFD model available, it has been made a porposal of model of “tumble”, it has evaluated different models for the calculation in CFD and, with the most suitable, it has made the adjustment of the proposal model. Finally, it has been made a parametric study with differents points of work in order to check the behaviour of the model.

[CA] La combinació de una regulació cada vegada més estricta per a contaminants i CO2 i els nous cicles de homologació, fan molt interesant el desenvolupament d’eines per al diseny y pre-calibració de motors. Per a açò el modelatge de la transmisió de calor en la càmera dels diferents motors d’encés provocat és vital per evaluar amb eines predictibes diferents estrategies de motor. El projecte consistix amb la millora d’un model de transmissió de calor en la càmera d’un motor monocilíndric de gasolina d’investigació. Partint d’un model de coeficient de película d’extensa aplicació en motors d’encés per compressió (model de Woschni), s’ha adaptat per treballar en motors d’encés provocat (MEP). Per a açò s’ha tingut amb compte que el moviment del gas a la càmera dels motors MEP (conegut com a “tumble”) és diferent del predominant en motors d’encés per compressió (moviment del “swirl”). Basant-se en mesures experimentals y modelatge CFD disponible, s’ha fet una proposta de model de “tumble”, s’han evaluat diferents models per al càlcul en CFD i, amb el més adequat, s’ha procedit al ajust del model proposat. Finalment, s’ha realitzat un estudi paramètric amb diferents punts de funcionament per a comprobar el funcionament del model.