Estudio paramétrico en las prestaciones de un motor de encendido provocado mediante el sintonizado del colector a través de distintas configuraciones en la admisión

Abstract

[ES] La alta demanda energética global que ha ido en constante crecimiento desde las ultimas décadas está llegando a niveles tales que difícilmente podrán ser asegurados por la industria actual, lo que brinda a la sociedad a un futuro un tanto incierto. Los combustibles fósiles a precios desorbitados y una reglamentación de emisiones cada vez mas estricta está provocando que el sector automovilístico tenga que evolucionar de forma muy rápida y a veces casi imposible de cumplir en plazos.

Se prevé que para el año 2035, en territorio europeo se prohíba la venta de vehículos propulsados por motores de combustión, incluso híbridos. Aún así, hasta entonces, el motor de combustión con sus diversas variantes serán el principal medio de transporte hasta que se consiga implementar un parque móvil electrificado sostenible. Hasta que llegue el momento, la tendencia del mercado automovilístico está siendo la hibridación con el motor gasolina debido a la reglamentación de emisiones que cada vez más, limita los motores diésel.

Por todo lo expuesto, el desarrollo de nuevos modos y tecnologías de hibridación están a la orden del día y son unas de las soluciones mas efectivas a corto-medio plazo ya que reduce los dos problemas principales en la actualidad, emisiones contaminantes químicas y consumo de combustibles fósiles. Siguiendo estas pautas, se han comenzado a desarrollar motores de gasolina de una menor cilindrada, promoviendo el "downsizing" con el objetivo de disminuir el consumo (y por tanto las emisiones contaminantes), además de minimizar las perdidas por bombeo o fricción.

Para compensar la pérdida de potencia que sufren estos motores debido a la reducción de su tamaño, se combina con una propulsión eléctrica. El hecho de hacer funcionar el motor eléctrico en cualquier punto de operación sin verse comprometido su rendimiento efectivo, ha llevado a darle mas protagonismo en el reparto de potencia del conjunto híbrido, relegándose el motor de combustión a un segundo plano y operando solo en sus puntos óptimos, consiguiendo así el mayor rendimiento junto con el mínimo de consumo y emisiones, mientras que la parte eléctrica pasa a ser la principal propulsión del vehículo.

Por ello, el presente trabajo se centra en las modificaciones realizadas en un motor de encendido provocado modificado para funcionar en un conjunto hibrido, en el cual se ha eliminado el sistema de sobrealimentación y se ha realizado el estudio del comportamiento con distintos volúmenes en el colector de admisión, con el fin de obtener el mejor rendimiento volumétrico mediante el sintonizado del colector de admisión, permitiendo así conseguir el mayor par sin necesidad de utilizar un sistema de sobrealimentación tal como puede ser un turbo grupo, reduciendo costes de fabricación y complejidad del sistema.

[EN] The high global energy demand that has been growing steadily since the last decades is reaching levels that can hardly be met by today's industry, giving society a somewhat uncertain future. Fossil fuels at exorbitant prices and increasingly stringent emissions regulations are causing the automotive sector to evolve very quickly and sometimes almost impossible to meet deadlines.

The sale of vehicles powered by combustion engines, including hybrids, is expected to be banned in Europe by 2035. Until then, however, the combustion engine and its various variants will remain the main mode of transport until a sustainable electrified vehicle fleet is implemented. Until that time, the trend in the automotive market is towards hybridization with the gasoline engine due to emissions regulations that increasingly limit diesel engines.

For all these reasons, the development of new hybridization modes and technologies are the order of the day and are one of the most effective solutions in the short to medium term as they reduce the two main problems at present, chemical pollutant emissions and fossil fuel consumption. Following these guidelines, gasoline engines of smaller displacement have begun to be developed, promoting downsizing with the aim of reducing consumption (and therefore polluting emissions), as well as minimizing losses due to pumping or friction. To compensate for the loss of power suffered by these engines due to downsizing, it is combined with an electric propulsion. The fact of making the electric motor work at any point of operation without compromising its effective performance, has led to give it more prominence in the power distribution of the hybrid set, relegating the combustion engine to the background and operating only in its optimal points, thus achieving the highest performance along with the minimum consumption and emissions, while the electric part becomes the main propulsion of the vehicle.

For this reason, the present work focuses on the modifications made to a provocative ignition engine modified to operate in a hybrid set, in which the supercharging system has been eliminated and the study of the behavior with different volumes in the intake manifold has been carried out, in order to obtain the best volumetric performance by tuning the intake manifold, thus allowing to achieve the highest torque without using a supercharging system such as a turbo group, reducing manufacturing costs and complexity of the system.