Análisis del proceso de combustión de un motor de Encendido Provocado usado en vehículos híbridos

Abstract

[ES] Ante la creciente preocupación medioambiental de la ciudadanía en los últimos años, la industria automotriz como consecuencia de las cada vez más inflexibles restricciones en las normativas, se ha visto obligada a poner el foco de atención en la reducción de contaminantes. Este escenario ha acabado por asentar en el mercado automovilístico a los vehículos electrificados como los HEV (Hybrid Electric Vehicle) o los BEV (Battery Electric Vehicle), cuya demanda está en alza. En adición, y debido al gran impacto que continúan teniendo los motores de combustión interna, también éstos han trabajado por seguir siendo una opción diferencial en el sector, centrando esfuerzos para optimizar sus procesos y rendimientos. Esta es la base del presente trabajo, cuyo objetivo principal es obtener un modelo de combustión de un motor de encendido provocado (MEP) para, a través de él, realizar distintos estudios, como la gestión térmica, buscando conseguir el mejor desempeño global del vehículo. Para ello, se utiliza CALMEC, un modelo termodinámico de diagnóstico que a partir de la presión en cámara y otros datos recogidos en un banco de ensayos, es capaz de determinar para un punto medido del motor, la Ley de Liberación de Calor. Finalmente, y a partir de la información del calor liberado en el proceso de la combustión, se hará uso de una herramienta que estimará la Ley de Liberación de Calor, para cualquier punto de operación del motor, utilizando para ello, un algoritmo de redes neuronales.

[EN] In light of the increasing environmental concern showed by citizens in the last years, the growth of inflexible restrictions in the current regulations has been lead automotive industry to focus on reducing contamination. This circumstance has consolidated the presence of electrified vehicles in the motoring market such as HEV (Hybrid Electric Vehicle) or BEV (Battery Electric Vehicle) whose demand is rising. Additionally, due to the great impact of the internal combustion engines, electrified vehicles, concentrating on optimising their processes and performance, have worked on being a distinguishing option in the field. This is the basis for the present Final Degree Dissemination, whose main aim is achieving a combustion model of a spark-ignition engine so as to, going through it, accomplish different studies such as thermal management ones in seeking the best global performance of the vehicle. In so doing, it is used a diagnostic thermodynamic model called ‘CALMEC’ which is able to determine the Heat Release Law (HRL) for a measured point on the motor based on the pressure in the inner tube and other data gathered in the test bench. Finally, from the information related to the heat liberation in the combustion process, it will be implemented a tool that will estimate the Heat Release Law for whatever operating point of the engine through the use of an algorithm of neural networks.

[VL] Davant la creixent preocupació mediambiental de la ciutadania en els darrers anys, la indústria automotriu, conseqüència de les, cada vegada més, inflexibles restriccions en les normatives, s’ha vist obligada a posar el focus d’atenció en la reducció de contaminants. Aquest escenari ha acabat per assentar en el mercat automobilístic els vehicles electrificats, com els HEV (Hybrid Electric Vehicle) o els BEV (Battery Electric Vehicle), la demanda dels quals es troba a l’alça. A més, atés el gran impacte que encara tenen els motors de combustió interna, també s’hi ha treballat perquè continuen sent una opció diferencial en el sector en la qual s’han invertit esforços a fi d’optimitzar els processos i rendiments. Aquest és el fonament del present treball, l’objectiu principal del qual és obtenir un model de combustió d’un motor d’engegada provocada per a, mitjançant el qual, realitzar diversos estudis como la gestió tèrmica, per tal d’aconseguir el millor funcionament global del vehicle. Amb aquesta finalitat, s’ha fet servir CALMEC, un model termodinàmic de diagnosi el qual, a partir de la pressió en càmera i unes altres dades arreplegades d’un banc d’assajos, és capaç de determinar, per a un punt mitjà del motor, la Llei d’Alliberament de Calor. Finalment, a partir de la informació de la calor alliberada en el procés de combustió, s’hi farà servir una eina que estimarà la Llei d’Alliberament de Calor per a qualsevol punt d’operació del motor mitjançant l’ús d’un algoritme de xarxes neuronals.