Proyecto de la combustión en motores diésel de inyección indirecta

Abstract

Este proyecto nace de la necesidad de NISSAN - Motor Ibérica de profundizar en el conocimiento de la combustión de los motores Diesel de Inyección Indirecta que debido a las peculiares características de su cámara de combustión son bastante desconocidos. En el primer capítulo, se hace un detenido estudio de los fenómenos físicos y químicos que tienen lugar durante la inyección y posterior inflamación del combustible, así como de las distintas fases del proceso. Aspectos como la estructura del chorro, atomización, distribución espacial, evaporación, tiempo de retraso y proceso de la reacción son aquí analizados. En el segundo capítulo, se justifica el modelo elegido y se analizan las hipótesis y leyes que simulan los procesos reales. Para la liberación de calor se ha optado por una doble ecuación de Watson para cámara y precámara. De esta forma se permitía el modelado de una gama más amplia de combustiones con tan sólo un ligero incremento de la dificultad de cálculo. Para la transferencia de calor se emplea la función de woschni pues tiene adecuadamente en cuenta la velocidad del gas en la estimación de las pérdidas a través de las paredes, rasgo esencial en este tipo de motores debido a la alta turbulencia generada por la garganta. En el tercer capítulo, se desarrollan las anteriores ecuaciones para el caso de un motor Diésel de Inyección Indirecta. La existencia de un estrangulamiento en la cámara de combustión, que da lugar a dos zonas termodinámicas distintas, exige un nuevo planteamiento de las mismas que han de considerar la transferencia de masa y energía y la evolución del dosado de la mezcla en ambas áreas, en la garganta. así como la caída de presión Fórmulas específicas para cada uno de los distintos casos que se presentan en la realidad son aplicadas ( flujo de cámara a precámara y viceversa con y sin combustión) . A continuación se realiza el estudio paramétrico del modelo matemático y su validación. Algunas conclusiones importantes son la suavidad del proceso de liberación de calor en ambas zonas y la mayor proporción de combustible quemado en la cámara. El segundo tomo del proyecto se centra en el diagrama de flujo y el listado del programa. Para resolución de las ecuaciones diferenciales se utiliza el método de varios escalones de Adams - Moulton tomando como método de arranque el de Runge - Kutta, mucho más preciso que el incremental lo que permite una localización más exacta del punto de inversión del flujo y un cálculo de valores de la derivada de presión más exactos (de gran importancia en la predicción del ruido generado en la combustión). En resumen, este programa permite predecir el proceso de combustión en motores Diésel de Inyección Indirecta sin necesidad de construirlos físicamente, lo que es de gran utilidad en el conocimiento de las cargas a las que estará sometido y de las prestaciones que tendrá. Así mismo en motores ya existentes ayuda al análisis, facilitando al desarrollo y contribuyendo a la comprensión de lo sucedido.