Análisis y optimización del proceso de combustión y la formación de emisiones en un motor de automoción combinando modelado CFD y experimentos

Abstract

[ES] El objetivo principal planteado en el presente trabajo fin de grado es analizar el proceso de combustión y formación de emisiones en un motor diésel de automoción de última generación. Para ello se plantea una metodología que combina eficientemente la información experimental obtenida en un motor monocilíndrico de investigación con aquella obtenida de la simulación mediante modelado fluidodinámico computacional (CFD) del mismo motor. Se estudiarán dos condiciones de operación características del funcionamiento del motor en plena carga, el de máximo par y el de máxima potencia, realizando en ambos casos un estudio paramétrico de dosado relativo por ser uno de los parámetros de mayor interés en estas condiciones. Para conseguir dicho objetivo en primer lugar se calibrará el modelo CFD comparándolo con los ensayos experimentales tratando de reproducir con un grado de precisión adecuado la evolución temporal de la presión en el cilindro y la liberación de calor. Una vez calibrado el modelo se describirá con detalle el proceso de combustión mediante el análisis de la liberación de calor, la formación de emisiones contaminantes y el consumo de combustible. Para finalizar el estudio, se evaluará el impacto de cambiar de la tobera de inyección por una de menor diámetro y con ello de menor área efectiva, compensando la reducción de permeabilidad por medio del incremento de presión de inyección hasta alcanzar condiciones de iso-tasa de inyección, identificando particularmente las diferencias en las emisiones contaminantes