Modelo matematico de un motor otto

MODELO MATEMATICO DEL CICLO REAL DE UN MOTOR DE ENCENDIDO POR CHISPA, EN FUNCION DE SUS PARAMETROS CONSTRUCTIVOS Y DE OPERACIÓN.

Dr. Guillermo Lira Cacho, Ing. Vasquez Charcape, Yury.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO, UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA, UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN DE TACNA: FACULTAD DE INGENIERA, ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE ING. MECANICA.

ABSTRACTThe present work shows is a mathematical model of the processes that are carried out in a internal combustion motor with provoked ignition. The pattern was development starting from pressures and temperatures stocking calculated for a motor cylindrical according to the angular position of the cranks tree or crankshaft.
Equations of liberation of heat were used to describe the process ofburn of the mixture, inside the cylinder, as well as considerations of ideal gas to cover the different phases in the motor cycle.
A comparison was carried out between the numeric results and the experimental data, being observed a good agreement between both. A practical example is included showing different curves of academic interest as typical exits obtained by the program.

RESUMEN:Este artículo es un resumen del trabajo de tesis para optar el titulo profesional en Ingeniería Mecánica, su desarrollo descansa, en gran parte, sobre simulaciones anteriores en motores de combustión interna. Sin embargo, su mérito esta en el manejo adecuado e interpretación de la información pertinente y la combinación con los conocimientos de la programación, a fin de poder predeterminar elcomportamiento termodinámico medio en motores con encendido forzado y asi constituir una herramienta que permita analizar la influencia de las principales variables constructivo geometricas, (entre otras), sobre la conducta de este tipo de motores.
El modelo se desarrollo a partir de las ecuaciones de conservación de masa y energía; se trata de un modelo termodinámico en base a valores medioscalculados para un motor monocilíndrico según la posición angular del cigüeñal. El programa se apoya en el método numérico de Euler hacia adelante, tomando las variaciones diferenciales de la presión por cada giro dado; esta ecuación es la que prácticamente decide la construcción del algoritmo y del programa que deseamos presentar en este importante evento.

Los Autores.

1.INTRODUCCION

Para reflejar el ciclo real del trabajo de un motor con encendido provocado, se desarrolla un análisis en el cilindro del motor y se consideran:

- El desprendimiento energético durante la combustión.
- La influencia de la transferencia de calor.
- Las perdidas hidráulicas durante el flujo en la admisión y escape.
- Los cambios de la energía interna del fluidooperante.

Todo ello unido al cambio volumétrico en el cilindro, debido al movimiento del pistón.
Se dan casos en que, el desarrollo de una ecuación requiere el uso de otras propiedades; es por ello que se desarrollaran primero las ecuaciones de energía, en su forma diferencial, para cuando estén levantadas o no las válvulas durante el ciclo real a ser simulado y finalmente se incluiráun resumen del análisis para las ultimas variables requeridas. No es intención nuestra ahondar en explicaciones teóricas de las que se hacen referencia, pero si dejar brevemente explicado la metodología empleada en la construcción del modelo matemático y programación del mismo.

2. DEFINICION DEL VOLUMEN DE CONTROL Y ANALISIS TERMODINÁMICO DEL MOTOR PARA LA FASE CERRADA DEL CICLO REAL.

Seconsidera fase cerrada del ciclo real del motor, a aquella durante la cual permanecen cerradas las válvulas de admisión y escape; esta fase comprende pues los procesos de compresión, combustión y expansión. Por tanto para poder efectuar una descripción de los procesos reales en esta fase, aplicamos la primera ley de la termodinámica, expresada en forma diferencial:

FIGURA 1: ESQUEMA DEL...