Caracterización experimental y numérica del flujo en motores de combustiónInfluencia de las tolerancias de fabricación

Resumen

Se ha analizado teórica y experimentalmente el aire que atraviesa el conducto de admisión de un motor de baja cilindrada fabricado en el régimen estacionario. Para números de Reynolds elevados, los valores experimentales de los coeficientes de flujo y torbellino no dependen significativamente de este parámetro. El coeficiente de flujo aumenta con la apertura de válvula, mientras que el coeficiente de torbellino alcanza un valor constante para valores elevados de ese parámetro. Por otra parte, se describe la formación del vórtice turbulento en el cilindro mediante velocimetría PIV. El vórtice se inclina para colocarse paralelamente al eje del cilindro, y ocupa la mayor parte de la sección del cilindro en la región de entrada al torquímetro. Esto indica que el coeficiente de torbellino medido en nuestros experimentos se corresponde esencialmente con el flujo axial de momento angular transportado por el vórtice. La posición del centro del vórtice no depende considerablemente de la apertura de válvula a la entrada del torquímetro. En el terreno teórico, se integraron las ecuaciones de Reynolds con el modelo turbulento RSM-w. Los resultados numéricos reproducen satisfactoriamente los datos experimentales, especialmente los valores del coeficiente de torbellino. Se ha determinado mediante simulación la influencia de los parámetros geométricos en el coeficiente de torbellino. Las variaciones de esos parámetros en su rango de tolerancia conducen a variaciones del coeficiente de torbellino mayores que el 5%, el límite establecido por el fabricante. Las tolerancias deben ser reducidas significativamente para verificar los requisitos relativos al coeficiente de torbellino.