Contribución a la simulación del sistema de inyección de combustible de un motor diesel de inyección indirecta

Hoy en día los ordenadores digitales permiten procesar una gran cantidad de operaciones a gran velocidad. Esta rapidez de cálculo ha contribuido a que prácticamente todos los equipos diseñados, construidos y ensayados en todas las ramas de la ingeniería tiendan a evaluarse mediante su simulación en ordenador. Las ventajas de este procedimiento son elevadas, pero quizás la más importante sea la capacidad de predecir la nueva respuesta de un equipo ante cambios en alguno de los elementos que lo componen. Todos estos simuladores requieren, en mayor o menor grado, información experimental sobre el comportamiento real de los diversos subsistemas que constituyen el equipo. En labores de diseño es frecuente encontrarse con sistemas nuevos, cuya fabricación está en tela de juicio, y en los que la simulación puede arrojar la información suficiente que permita tomar la decisión de su fabricación. Para ello es fundamental poder predecir con suficiente aproximación la respuesta del equipo disponiendo de pocos o ningún resultado experimental que permita ajustar la respuesta del simulador a la respuesta del equipo. En estas situaciones la única posibilidad es recopilar la información necesaria de literatura, donde existe la posibilidad de encontrar ensayos sobre equipos parecidos, aunque no iguales, y a partir de ellos aproximarnos a nuestro problema en particular. En esta línea de trabajo se ha establecido la presente tesis. Se pretende contrastar el grado de aproximación que se puede conseguir simulando el sistema de inyección de combustible de un motor de inyección indirecta empleando la mayor cantidad de información recopilada de la literatura. Se ha dedicado una gran atención al planteamiento del problema fluido buscando su máxima simplificación. Con este planteamiento, esta Tesis Doctoral, queda estructurada como sigue: El capítulo 1 tiene un carácter introductorio resaltando la importancia del sistema de inyección de combustible en la concepción de motores diesel modernos. El capítulo 2 recopila una revisión histórica de trabajos de investigación sobre este tipo de sistemas de aporte de combustible. En él se resumen las hipótesis empleadas por estos autores y las conclusiones más importantes que deducen. El capítulo 3 establece los objetivos específicos que se han de cumplir en la tesis. El capítulo 4 describe con detalle todos los elementos que configuran el sistema de inyección escogido. El capítulo 5 presenta el modelo fluido del sistema. Además, del planteamiento de las ecuaciones se deduce una relación de barotropía que permite establecer la densidad del fluido de trabajo en función de la presión. En el capítulo 6 se completan las ecuaciones fluidas con las ecuaciones mecánicas necesarias para cerrar el problema. Se termina el capítulo ajustando la ecuación de barotropía deducida en el capítulo anterior al comportamiento real fluido de trabajo. En el capítulo 7 se plantea el esquema numérico de solución empleado para resolver todo el conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias y en derivadas parciales que constituyen el simulador. En el capítulo 8 se describe la instalación experimental necesaria para la obtención de la respuesta real del sistema ensayado. En el capítulo 9 se establece la secuencia de ensayos realizados y se acondicionan los resultados medidos para eliminar el ruido. En el capítulo 10 se contrastan resultados teóricos y experimentales. En el capítulo 11 se obtienen las principales conclusiones y se establecen las futuras líneas de investigación que se han desprendido del trabajo realizado