Evaluación de la combustión y emisiones de un motor de encendido provocado en condiciones de arranque en frío

Abstract

[ES] Una parte sustancial de las emisiones generadas por los motores de encendido provocados utilizados en vehículos de propulsión híbrida se producen durante los arranques sucesivos del motor térmicos. Esto se debe a que el catalizador de tres vías se encuentra por debajo de su temperatura óptima de operación, por lo que no puede abatir las emisiones generadas en el motor. Para acelerar el calentamiento del catalizador se recurre a estrategias donde la combustión se produce cerca de la apertura de la válvula de escape, lo que aumenta la entalpía del flujo de salida pero deteriora la combustión y el rendimiento del motor con respecto a una combustión tradicional. En el presente estudio se evalúa el impacto de dichas estrategias en un transitorio de arranque en frío, teniendo en cuenta la influencia de la temperatura ambiental gracias al uso de una sala climática. En primer lugar se utilizarán pseudo-estacionarias representativos del transitorio para analizar en mayor detalle la combustión gracias al análisis pormenorizado de la presión instantánea en los cilindros. Posteriormente se usará dicha información para justificar las tendencias obtenidas en los propios transitorios en función de la temperatura y la calibración del encendido del motor.

[EN] An important part of the generated emissions of a spark ignition engine used in hybrid electric vehicles are produced during the transitions between thermal and electric engines. This is due to the fact that the three-way-catalyst is below its optimal operation temperature and therefore it can not neutralize all of the generated emissions. So as to get the catalyst into temperature faster, some strategies are employed where the spark is delayed, which increases exhaust flow enthalpy at the cost of decreasing combustion quality and efficiency in comparison with a traditional thermal engine. During this project, these strategies are tested on a cold engine start transient, considering as well ambient temperature making use of a climatic test room. In first place, pseudo-steadies representing points of the transient are used to analyze the combustion in detail. Later on, that information is used so as to justify the trends obtained in the cold engine start transient and its calibration.