Optimización de la geometría de un motor diesel de pequeña cilindrada (microdiesel)

Abstract

El contenido de este trabajo se basa en el análisis computacional del flujo desarrollado en el cilindro de un motor Diesel de pequeña cilindrada variando la geometría de la válvula de admisión durante este proceso. El motor estudiado es un diseño propio del instituto CMT-Motores Térmicos, denominado µDiesel. Se trata de un motor de muy pequeña cilindrada, innovador en su campo y que busca entender los efectos del downsizing, tendencia actual en el diseño de motores destinados a la industria del automóvil. Resulta de crucial interés estudiar la admisión de aire, la inyección de combustible y la interacción entre entender y determinar la configuración óptima del motor En este trabajo se estudiará cómo afecta el diseño de la válvula de admisión al proceso de admisión de aire del motor mediante herramientas de cálculo CFD. Para ello, se realizará un estudio paramétrico con diferentes configuraciones geométricas de la válvula de admisión y se analizará el comportamiento de flujo, en especial como afecta la geometría al coeficiente de descarga para determinar que geometría optimiza el proceso de admisión en el susodicho motor. El orden seguido en este proyecto sigue la inercia natural del desarrollo del trabajo. En el primer capítulo se exponen los objetivos y la metodología del proyecto, en el segundo capítulo se tratan los principios básicos del flujo en cilindros necesarios para el desarrollo del proyecto. El tercer capítulo sirve como introducción y base del cálculo CFD, así como de la modelización matemática del flujo y de las condiciones turbulentas. El cuarto capítulo resumirá la metodología utilizada para la obtención de los resultados analizados en el capítulo quinto. En el capítulo sexto se expondrán las conclusiones obtenidas tras el análisis de resultados, así como ideas de cómo se podría continuar y complementar este proyecto. Por último, a modo de anexo, en los capítulos séptimo y octavo se adjuntan el pliego de condiciones referente a las condiciones del presente proyecto y el presupuesto estimado de su realización. Los resultados analizados se han realizado con herramientas CFD buscando la mayor precisión posible, pero entendiendo las limitaciones, tanto del software como del hardware, para su obtención. No obstante, a nivel cualitativo los resultados reflejan el comportamiento real del flujo en el cilindro, permitiendo obtener información concluyente. Esta información puede ser perfectamente usada como parte inicial del proceso de diseño, escogiendo la geometría óptima a partir de la cual realizar más estudios para determinar sus características de manera más precisa.