Contribución a la simulación de la combustión HCCI en motores de combustión interna alternativos mediante modelos multizona
- Miguel Torres García Director
- Francisco José Jiménez-Espadafor Aguilar Director
Defence university: Universidad de Sevilla
Fecha de defensa: 29 January 2016
- Tomás Manuel Sánchez Lencero Chair
- Fernando A. Cruz Peragón Secretary
- José Miguel Rodríguez Antón Committee member
- Juan Félix González González Committee member
- Juan Moreno Gutiérrez Committee member
Type: Thesis
Abstract
Entre los desafíos a los que debe hacer frente la industria del motor de combustión interna alternativo (MCIA) cabe destacar tanto la reducción de emisiones como el aumento del rendimiento, ambos derivados de las cada vez más exigentes normativas en vigor en distintas áreas geográficas. Entre las medidas de mejora puestas en marcha por el sector de los MCIA cabe destacar la búsqueda de tecnologías alternativas a los tradicionales motores de encendido provocado (MEP) y diésel, es decir, de encendido por compresión (MEC), siendo la combustión en modo HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) una de las opciones más prometedoras. Dado que los modelos multizona han demostrado, tras una oportuna calibración, ser capaces de reproducir la combustión en modo HCCI con suficiente precisión, a la vez que los recursos computacionales requeridos no son excesivos, el presente trabajo pretende contribuir al estado del arte mediante la elaboración de un nuevo modelo multizona fenomenológico, asociado a la combustión en modo HCCI tanto del gasoil como del biodiésel. Mediante este trabajo se aborda en primer lugar el estudio experimental de los efectos ejercidos sobre la combustión en modo HCCI por distintos métodos de preparación de la mezcla entre el combustible y el aire. Concretamente se analizan las implicaciones tanto de la inyección temprana (early HCCI) como de la inyección tardía (late HCCI), lo que permite la identificación de las distintas tendencias asociadas a la combustión en modo HCCI ante cambios en diferentes parámetros operativos. En paralelo a la realización del estudio experimental se ha construido un modelo numérico multizona, el cual se basa en sendas leyes funcionales para el modelado del comportamiento tanto del inicio de la combustión como de la tasa de liberación de calor. Combinando el previamente mencionado modelo multizona y los datos obtenidos durante la fase de experimentación en el laboratorio se ha procedido a la calibración de las leyes funcionales del inicio de la combustión y de la tasa de liberación de calor. De esta forma se ha obtenido un modelo fenomenológico predictivo que es capaz de reproducir la combustión en modo HCCI, como demuestra la bondad de los resultados obtenidos para la curva de presión, la tasa de liberación de calor y las emisiones de óxidos de nitrógeno.