Desarrollo de una metodología para la predicción del volumen real en la cámara de combustión de motores diésel utilizando elementos finitos

Resumen

Introducción: Actualmente, el modelado termodinámico de diagnóstico en un motor Diésel es una herramienta ampliamente usada tomando como base los datos de presión dentro del cilindro. No obstante, su estudio requiere el ajuste de submodelos a través de procesos iterativos que demandan un excesivo gasto de tiempo y altas incertidumbres. Entre estos submodelos se encuentra el de volumen instantáneo en la cámara de combustión, ya que la biela es un elemento altamente deformable por su bajo módulo de rigidez y por ende esta variación afecta al trabajo mecánico de expansión calculado para el balance de energía global. Objetivo: En este estudio se busca implementar una metodología para la caracterización del volumen instantáneo en la cámara de combustión, orientada a su estimación de manera rápida y precisa mediante el software ANSYS®. Metodología: Se realizó la caracterización de un motor Diésel Nissan YD22 utilizando datos de presión medida en el cilindro correspondientes a ensayos en arrastre (sin combustión) para los régimenes de 1000, 1700 y 2400 rpm. Resultados: Los resultados obtenidos en la simulación y validados experimentalmente indican que la metodología propuesta genera homocedasticidad en el coeficiente de ajuste Kdef, el cual tiene un valor de 0.701 para el motor en estudio y se mantiene casi constante independientemente del régimen de giro. Conclusiones:Se verifica también que se logra una mejor predicción del volumen real de la cámara de combustión con la metodología desarrollada, a la vez que el factor de ajuste propuesto Kdef permite el ajuste del modelo teórico planteado y absorbe las incertidumbres propias de modelado de este tipo de sistemas. 
Palabras clave: Ajuste, Deformación, Simulación, Motor Diésel, Volumen instantáneo.

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Acerca de los Autores

Jorge Duarte Forero, Universidad del Atlántico. Barranquilla (Colombia).
Jorge Duarte es ingeniero mecánico y doctor en Ingeniería Mecánica. Sus intereses son el modelado de sistemas termodinámicos y el modelado a través de paquetes de ingeniería asistida por computador (Computer-Aided Engineering, CAE). Es investigador asociado de Colciencias y profesor asociado en la Universidad del Atlántico. https://orcid.org/0000-0001-7345-9590
Wilson Guillín Estrada, Universidad del Atlántico. Barranquilla (Colombia).
Wilson Guillín recibió el título de ingeniero mecánico en 2017 por parte de la Universidad del Atlántico. Sus intereses investigativos incluyen el modelado y simulación de procesos termodinámicos, mecánicos y de fluidos, mediante paquetes de ingeniería asistida por computador (Computer- Aided Engineering, CAE). https://orcid.org/0000-0002-6955-025X
Jonathan Sánchez Guerrero, Universidad del Atlántico. Barranquilla (Colombia).
Jonathan Sánchez recibió el título de ingeniero mecánico en 2017 por parte de la Universidad del Atlántico (Barranquilla, Colombia). Sus intereses de investigación incluyen el modelado y la simulación del proceso termodinámicos, mecánicos y de fluidos, mediante paquete de ingeniera asistida por computadora (CAE). https://orcid.org/0000-0003-0766-3897
Publicado
2018-08-01
Cómo citar
Duarte Forero, J., Guillín Estrada, W., & Sánchez Guerrero, J. (2018). Desarrollo de una metodología para la predicción del volumen real en la cámara de combustión de motores diésel utilizando elementos finitos. INGE CUC, 14(1), 122-132. https://doi.org/10.17981/ingecuc.14.1.2018.11
Sección
ARTÍCULOS

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