Estudio de la incidencia del cortocircuito de aire fresco sobre el sistema de post-tratamiento de un motor sobrealimentado de encendido provocado

Abstract

Los catalizadores de 3 vías son un sistema de uso imprescindible en los motores de encendido provocado actuales. Si bien no se esperan cambios en lo que respecta a su uso, el desarrollo de motores de encendido provocado cada vez más complejos (sobrealimentación, inyección directa), así como la operación del motor en modos con combustión no-homogénea conlleva la necesidad de estrategias más complejas de control y diagnóstico, capaces de supervisar y garantizar el correcto funcionamiento del sistema, satisfaciendo a la vez los límites de operación (dosado, temperatura, emisiones en el escape, etc.).

Por otro lado, los modernos motores de encendido provocado e inyección directa turboalimentados están equipados con sistemas de distribución variable que permiten variar los ángulos de apertura de las válvulas del motor con diferentes propositos, principalmente: ¿ Mejorar el consumo de combustible a baja y media carga reduciendo el bombeo y las pérdidas térmicas. ¿ Mejorar el rendimiento del motor a plena carga y bajo régimen mejorando el barrido de la cámara de combustión.

La segunda estrategia provoca pulsos periódicos de aire fresco hacia el escape (cortocircuito) que pueden afectar al funcionamiento correcto del catalizador de tres vías. Efectivamente, el catalizador de tres vías requiere una relación aire-combustible estequiométrica, mientras que el aire fresco asociado al cortocircuito: ¿ Puede distorsionar la medición y precisión del sensor lambda (fundamental para la regulación de la relación aire-combustible), ¿ Puede actuar como una perturbación al controlador de lambda, y ¿ Puede resultar en un funcionamiento anormal del catalizador de tres vías. Este TFM tiene como objetivo cuantificar estos efectos y proporcionar soluciones de control que los mitiguen. Para ello, el trabajo combinará información experimental obtenida de diferentes ensayos en un banco motor completamente instrumentado con el modelado.