Resumen

Este artículo presenta los resultados de la evaluación de estrategias de análisis desarrolladas para los motores de combustión convencionales aplicadas al estudio de un motor de encendido provocado de alta relación de compresión. El motor objeto de análisis ha sido obtenido a partir de la transformación a modo encendido provocado de un motor Diesel estacionario. Se ha analizado la precisión del cálculo del dosado relativo a partir de la composición de los gases de escape, el criterio para establecer el inicio de la combustión usando la fracción de calor liberado y el efecto del cálculo de la masa residual en el balance de energía al interior del cilindro. Los resultados sugieren que las estrategias de análisis utilizadas son aplicable a este tipo de motores, pese a tener diferencias de diseño y operacionales respecto a las tecnologías convencionales.

1 INTRODUCCIÓN

Una de las metodologías de estudio de motores de combustión interna alternativos (MCIA) es la conocida como el Heat Release Analysis o diagnóstico de la combustión basado en la señal de presión [1]. Esta metodología utiliza la señal de presión en el cilindro para realizar un balance de energía, que a partir de herramientas teórico-experimentales, permiten tener una aproximación a la forma en que se desarrolla la combustión. El grado de aproximación de estos modelos depende de los fenómenos que se tengan en cuenta y las simplificaciones que se realizan [2].

El estudio del desempeño y el diagnóstico de la combustión en MCIA requieren de la precisa cuantificación de diferentes parámetros que intervienen en los cálculos de los balances de energía y masa, como es el caso del dosado relativo. Heywood [1] propone una medición indirecta del dosado relativo, con una precisión aceptable, a partir del análisis de las especies de las emisiones contaminantes que salen del motor. Así mismo, los gases residuales son un factor importante en el análisis de dispersión cíclica, pero su medición directa requiere de equipos sofisticados [3]. Existen diferentes métodos que permiten tener una aproximación de este parámetro a partir de variables como la presión en cámara y el volumen instantáneo. Yun y Mirsky [4] desarrollaron un método para estimar la masa de gases residuales, método que para Ortiz-Soto et al [5] presentó una mejor aproximación a las simulaciones realizadas para cuantificar este parámetro. La estimación apropiada de la masa total atrapada en el cilindro permite obtener resultados de validez técnica en el balance de energía, dado que la temperatura estimada en el cilindro depende de esta variable, y con ello diferentes parámetros que intervienen en el balance.

Uno de los parámetros que presenta mayor incertidumbre en los cálculos de diagnóstico de la combustión es el calor que se transfiere a las paredes, el cual se suele determinar a partir de un coeficiente promedio de transferencia de calor a partir de correlaciones desarrollada por [6], y Hohenberg [7].

• Materias:Motores diesel Motores de combustión interna Motores (Mecánica) Desgaste de masas
• Subjects:Diesel engine Internal combustion engines Engines Mass-wasting
• Palabras claves:Metodologías de análisis; Motores de encendido provocado de alta relación de compresión; Dosado relativo; Ca05; Masa residual.
• Keywords:Analysis methodologies; High compression ratio spark ignition engines; Equivalence ratio; Ca05; Residual mass.