Modelado de la renovación de la carga de un motor de combustión interna alternativo ciclo diésel inyección directa turboalimentado : optimización del dimensionado de válvulas y diagrama de distribución

Abstract

En los últimos años la revolución de la informática ha cambiado muchos de los aspectos de las empresas. La implantación de las nuevas tecnologías ha servido de apoyo a los métodos tradicionales en muchos sectores industriales. La gran importancia de la industria de la automoción hace que sea una de las más interesadas en el desarrollo de productos informáticos que contribuyan a mejorar sus productos. La simulación mediante ordenador se convierte en una herramienta de análisis y desarrollo, además de reducir los costes. Los fabricantes de motores utilizan este método para predecir las características técnicas de un futuro motor, con el consiguiente ahorro temporal y económico. El objeto final del presente proyecto consiste en comprobar la validez de un programa de simulación de motores de combustión interna alternativos mediante la comparación de los datos reales en banco de ensayo de un motor y los datos obtenidos mediante la simulación. La segunda parte del proyecto consta de un estudio del dimensionado de válvulas y del diagrama de distribución. El motor en estudio se denomina "PS 3000 TDI", del que conocemos las características geométricas, así como los resultados en banco de ensayo. Mediante el programa de simulación obtengo los resultados simulados para el rango en estudio (1200 rpm a 4000 rpm). Comparando los resultados teóricos y los reales se obtiene un error máximo del 5%, que se puede considerar aceptable, validando el método de la simulación para M.C.I.A. La segunda parte del estudio consiste en la modelización del proyecto, estudiándose la optimización del dimensionado de válvulas y del diagrama de distribución. En este apartado se intenta optimizar el número de válvulas y su levantamiento, así como los distintos ángulos que componen el diagrama de distribución. La primera conclusión que se puede obtener del proyecto es que poner a un motor 4 válvulas por cilindro hace incrementar el rendimiento volumétrico a partir de 2.200 rpm. siempre y cuando a bajos regímenes sólo funcione una válvula de admisión, estando la otra completamente cerrada, ya que estando las dos válvulas de admisión abiertas empeora el rendimiento a bajas vueltas porque el aire es empujado de nuevo hacia la pipa de admisión por el pistón en la carrera de compresión. El levantamiento de válvula que posee el motor real en estudio se considera el óptimo ya que es el que mejor rendimiento volumétrico global da para los regímenes normales de uso en un motor diesel, entre 2.800 y 3.600. Si se construye un árbol de distribución variable se recomienda que entre en funcionamiento a 3.000 rpm. y que tenga un ángulo de retraso cierreadmisión de - 7.5º respecto al árbol de levas actual.