Determinación de Trayectorias Óptimas del Pistón para Ciclos de 4 Tiempos de Alta Eficiencia Mediante el Uso de Modelado Predictivo de Combustión
Autores: Biet, Clemens; Krebs, Sören
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Determinación de Trayectorias Óptimas del Pistón para Ciclos de 4 Tiempos de Alta Eficiencia Mediante el Uso de Modelado Predictivo de Combustión
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía térmica
Palabras clave
Eficiencia
Trayectoria del pistón
Motor de combustión de metano
Algoritmo de optimización genética
Eficiencias indicadas
Simulación numérica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
El potencial respecto a la eficiencia indicada de una trayectoria alternativa del pistón para un motor de combustión de metano encendido por chispa ha sido investigado en este estudio. Se utilizó un modelo de cilindro basado en la física que incluye un modelo de combustión predictivo para tener en cuenta la interacción de la termodinámica con la cinemática alterada. Utilizando un algoritmo de optimización genética en un spline ajustable, se encontraron trayectorias del pistón para diferentes límites de aceleración del pistón tanto en puntos de operación a carga completa como a carga parcial. Todos los procesos de optimización llevaron a un aumento de las eficiencias indicadas de hasta un máximo del 52%. El aumento en la eficiencia de la trayectoria del pistón optimizada se analiza en función de los resultados de la simulación numérica y puede explicarse por los siguientes efectos: expansión más profunda del gas de trabajo, reducción de las pérdidas por bombeo, reducción de las pérdidas de calor en las paredes, liberación de calor más corta y aumento de la masa de aire atrapada.
Descripción
El potencial respecto a la eficiencia indicada de una trayectoria alternativa del pistón para un motor de combustión de metano encendido por chispa ha sido investigado en este estudio. Se utilizó un modelo de cilindro basado en la física que incluye un modelo de combustión predictivo para tener en cuenta la interacción de la termodinámica con la cinemática alterada. Utilizando un algoritmo de optimización genética en un spline ajustable, se encontraron trayectorias del pistón para diferentes límites de aceleración del pistón tanto en puntos de operación a carga completa como a carga parcial. Todos los procesos de optimización llevaron a un aumento de las eficiencias indicadas de hasta un máximo del 52%. El aumento en la eficiencia de la trayectoria del pistón optimizada se analiza en función de los resultados de la simulación numérica y puede explicarse por los siguientes efectos: expansión más profunda del gas de trabajo, reducción de las pérdidas por bombeo, reducción de las pérdidas de calor en las paredes, liberación de calor más corta y aumento de la masa de aire atrapada.