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5/11/2018 Unidad Bomba - slidepdf.com

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Unidad Bomba - Inyector para motores diesel. Sistema UIS memoria.pdf inyector.m (Matlab 6.5 o superior)

Oportunidades en EEUU ¿Te gustaría Estudiar, Trabajar o Vivir en Estados Unidos? En lifexpandUSA teayudamos a conseguirlo. Anímate, el país de los sueños te espera. Aprende más en www.lifexpandUSA.com Introducción Se va simular el comportamiento de un sistema de inyección para turismos diesel. El sistemaen concreto se denomina "unidad bomba-inyector" (Unit Inyector System - UIS) y tiene lamisión de inyectar el combustible, en todas las áreas de servicio y durante toda la vida útil, enel cilindro del motor en el momento determinado por la unidad de control en una cantidadexacta y a la presión necesaria. El modelo de simulación tratará de representar el sistema para obtener el valor de las variables

representativas (caudal y presión de inyección) en función de cómo se emplea el inyector (delas señales que le llegan de la unidad de control o ?centralita? del vehículo) La técnica inyección diesel es una tecnología refinada que ha permitido equiparar enprestaciones el diesel con los tradicionales motores de gasolina. Solamente ver las cifras delrégimen de funcionamiento de estos sistemas ya nos dan una idea del alto grado de precisiónnecesaria: En la cámara de combustión de un cilindro hay una presión de 2000 bares(2*108Pa), la duración de la inyección es de 1 a 2 milisegundos y los caudales de inyecciónestán en turismos entre 1 y 50 mm3, es decir, aproximadamente 12 gotas que han de atravesaren 2 milisegundos un orificio de 0,25 mm2 de sección a la velocidad de 2000 km/h. Y esto másde mil millones de veces en toda su vida útil. Todo gracias a los nuevos procesos demicromecanizado y el empleo de nuevos materiales. Siguiendo el esquema propuesto, tras esta introducción se realizará una descripción másdetallada del sistema, explicando sus componentes y su funcionamiento, además deencuadrarlo en el esquema general de control de un motor diesel. En el tercer capitulo, esesistema complejo se simplificará en un modelo que resuma los más relevantes fenómenosfísicos, y gracias a la técnica del Bond-Graph seremos capaces de obtener las ecuacionesdiferenciales que rigen el proceso, para su posterior análisis. Tras establecer en el cuarto yquinto capítulos unas hipótesis de cálculo para delimitar en que consisten las simulaciones arealizar y que queremos obtener, analizaremos los resultados de las simulaciones con nuestromodelo, chequeando la correspondencia entre la hipótesis y el resultado y con la realidad.Acabaremos resumiendo nuestro estudio en las conclusiones, adjuntando la bibliografíaempleada. Descripción del sistema

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Los sistemas de inyección Unit Injector System UIS (también llamado unidad de bomba-inyector, PDE) son hoy en día los sistemas que permiten alcanzar las mayores presiones deinyección. El sistema bomba-inyector de Bosch, se incorporó en el vehículo Volkswagen Passat a finalesde 1998 con una nueva generación de motores diesel de inyección directa, que dan altas

prestaciones (ejemplo los 150 CV de potencia que alcanzan motores con una cilindrada menorde 2000 cc), así como mantener unos consumos bajos y una reducción en las emisionescontaminantes. Este sistema de inyección se utiliza tanto en motores de turismos como envehículos comerciales.

Sus ventajas con respecto a otros dispositivos de inyección son:-Se utiliza tanto en turismos como en vehículos comerciales e industriales. También se utilizaeste sistema en motores en locomotoras y barcos.-Alta presión de inyección hasta 2050 bar.-Comienzo de inyección variable.-La posibilidad de una inyección previa.Los sistemas UIS y UPS son elementos que controlan el tiempo de inyección a través de unaselectroválvulas que tienen integradas. El momento de activación de la electroválvula determinael comienzo de la inyección así como el tiempo durante el cual esta activada la electroválvuladetermina el caudal de inyección. El momento y la duración de la activación son determinadospor la unidad electrónica de control de acuerdo con los patrones que tenga programados en su

memoria y teniendo en cuenta el estado de servicio actual del motor a través de los diferentessensores.Como datos importantes la unidad de control tiene en cuenta:-El ángulo del cigüeñal.-El nº de revoluciones del árbol de levas.-La posición del pedal del acelerador.-La presión de sobrealimentación.-La temperatura del aire de admisión, del liquido refrigerante y del combustible.-La velocidad de marcha.Las funciones básicas de un sistema EDC (regulación electrónica Diesel) están dedicadas encontrolar la inyección de combustible en los cilindros del motor en el momento adecuado, lacantidad exacta y con la mayor presión posible, asegurando así el buen funcionamiento delmotor con máximas prestaciones, minino consumo, menos emisiones nocivas y

comportamiento silencioso.



Parte de alta presión:

La parte de alta presión de un sistema UIS lo forma la unidad bomba-inyector que es quientiene la misión de inyectar el combustible, en el interior del cilindro del motor en el momentodeterminado por la unidad de control en una cantidad exacta y a la presión necesaria.Hay una unidad bomba-inyector (7) por cada cilindro del motor, montada sobre la culata. Elinyector (4) de la unidad bomba-inyector penetra directamente en la cámara de combustión (8).El árbol de levas (2) del motor tiene para cada unidad de bomba-inyector una leva deaccionamiento. La carrera de leva es transmitida por un balancín (1) al embolo de la bomba (6)para que este suba y baje y con ello bombee el combustible y lo aspire de la alimentación.El comienzo de la inyección y el caudal de inyección dependen de la activación eléctrica (5) dela electroválvula (3) y de la velocidad actual del embolo de la bomba, la cual es determinadapor la forma de la leva. Por ello el árbol de levas debe estar fabricado con precisión. Lasfuerzas que actúan durante el servicio generan esfuerzos oscilantes, que hay que tener encuenta en las tolerancias de caudal y la presión.

En nuestro modelo, la velocidad del embolo de la bomba se impondrá a partir de una funcióndada, simplificando tanto el árbol de levas como los balancines. Además no se considerará lainyección previa que sí se da en la realidad, por no aportar cualitativamente nada nuevo a lasimulación.La unidad bomba-inyector se divide en las siguientes unidades funcionales.Generación de alta presión:Los componentes principales a la generación de alta presión son el cuerpo de la bomba con elembolo de la bomba y el muelle de reposición.Electroválvula de alta presión:Tiene la misión de determinar el momento de inyección y la duración de la inyección. Consta delos componentes principales bobina, aguja de electroválvula, inducido, núcleo magnético ymuelle de electroválvulaInyector:

El inyector pulveriza y distribuye el combustible exactamente dosificado en la cámara decombustión y conformar así el desarrollo de la inyección. El inyector esta adosado al cuerpo dela unidad bomba-inyector mediante la tuerca de fijación. Funcionamiento: A efectos de simulación, vamos a simplificar el sistema para observar los fenómenos físicosque ocurren en él de forma más evidente. El funcionamiento del sistema es el siguiente:



Carrera de aspiración (a)El émbolo de la bomba (2) se mueve hacia arriba mediante el muelle de reposición (3). Elcombustible, que se encuentra permanentemente bajo sobrepresión, fluye desde la parte debaja presión de la alimentación de combustible, a través de los taladros de entrada integradosen el bloque del motor y el canal de entrada de combustible, a la cámara de baja presión (6)también llamada cámara de electroválvula. La electroválvula está abierta. El combustible llegaa través de un taladro de comunicación a la cámara de alta presión (4, llamada también recintodel elemento).

Carrera previa (b)El émbolo de bomba baja debido al giro de la leva de accionamiento (1). La electroválvula estáabierta y el combustible es presionado por el émbolo de bomba, a través del canal de retornode combustible, a la parte de baja presión de la alimentación de combustible.

Carrera de alimentación y proceso de inyección (c)La unidad de control suministra corriente a la bobina del electroimán (7) en un momentodeterminado, de modo que la aguja de la electroválvula es atraída al asiento (8), por la fuerzaelectromotriz, cortándose la comunicación entre la cámara de alta presión y la parte de bajapresión. Este momento se denomina "comienzo de inyección eléctrico". La presión delcombustible en la cámara de alta presión aumenta debido al movimiento del émbolo de labomba y con ello aumenta también la presión en el inyector. Al alcanzarse la presión deapertura de inyector de aprox. 300 bar se levantará la aguja del inyector (9) y el combustible seinyecta en la cámara de combustión ("comienzo de inyección real") o comienzo dealimentación. A causa del elevado caudal de alimentación del émbolo de bomba sigueaumentando la presión durante todo el proceso de inyección.

Carrera residual (d)Si se desconecta la bobina del electroimán (7), la electroválvula se abre después de un brevetiempo de retardo y habilita nuevamente el paso a través de la comunicación entre la cámarade alta presión y la parte de baja presión.

En la fase de transición entre la carrera de alimentación y la carrera residual se alcanza lapresión punta. Esta varía, según el tipo de bomba, entre 1800 y 2050 bar como máximo.Después de estar abierta la electroválvula, la presión cae rápidamente. Al haberse quedado



debajo del valor de la presión de cierre de inyector, el inyector se cerrará y finalizará el procesode inyección.El combustible restante, suministrado por el elemento de bomba hasta la cúspide de la leva deaccionamiento, es presionado hacia la parte de baja presión a través del canal de retorno.

Los sistemas de bomba-inyector son seguros intrínsecamente, o sea que en caso de un fallo,

sumamente improbable, no se podrá producir más que una sola inyección descontrolada.Puesto que la unidad de bomba-inyector está montada en la culata, está expuesta atemperaturas elevadas. Para mantener en el nivel más bajo posible las temperaturas en launidad de bomba-inyector, se refrigera mediante el combustible que retorna a la parte de bajapresión.

En la simulación trataremos de obtener unas curvas parecidas a las de la figura anterior,partiendo de una función en la velocidad del cilindro (constante o senoidal) y una función tipoescalón para la tensión en la bobina de la electroválvula.

Como se ha expuesto los tres subconjuntos a tener en cuenta son el émbolo, la electroválvula yla aguja del inyector. El funcionamiento del émbolo es obvio y vendrá impuesto por la velocidadque le comunique el árbol de levas. No obstante, se pasará a describir más en detalle la

electroválvula y el inyector. Electroválvula de alta presión: La electroválvula de alta presión tiene la función de iniciar la inyección en el momento correctoy de garantizar una dosificación exacta del caudal de combustible a través de una duraciónprecisa de la inyección. Se divide en dos grupos constructivos: válvula e imán.

La válvula consta de la aguja de válvula, el cuerpo de válvula (12) integrado en el cuerpo de la

bomba y el muelle de la válvula (1). El asiento de cierre del cuerpo de válvula se fabrica conrectificado cónico (10) y la aguja de la válvula posee igualmente un asiento de cierre cónico(11). El ángulo del cono de la aguja es algo mayor que el del cuerpo de la válvula. Así, cuando



la válvula se cierra, la aguja presiona contra el cuerpo de válvula haciendo contactoúnicamente sobre una línea: el asiento de válvula. Por ello la válvula produce unaestanqueización muy buena (estanqueización por cono doble).El imán lo forman la culata magnética fija y el inducido móvil (16).La culata magnética es un núcleo magnético (15) y una bobina (6), con los contactos eléctricoscorrespondientes, junto con el conector (8), que alimenta la tensión del circuito. El inducido está

fijado en la aguja de la válvula.Entre la culata magnética y el inducido hay, en la posición de reposo, un entrehierro inicial.El funcionamiento es sencillo. La electroválvula cuenta con dos posiciones: abierta o cerrada.La válvula está abierta si no hay corriente atravesando la bobina del imán y está cerradacuando la unidad de control activa la bobina dándole tensión. Válvula abiertaLa fuerza ejercida por el muelle de válvula en la aguja empuja esta contra el tope. De estemodo queda abierta la sección de paso (9) entre la aguja y el cuerpo de la válvula en la zonadel asiento de la válvula. En definitiva están comunicadas entre si las zonas de alta presión ybaja presión de la bomba. En esta posición de reposo puede fluir el combustible, tanto en unadirección como en la otra.

Válvula cerradaCuando se ha de efectuar la inyección, se activa la bobina. La corriente de excitación generaun flujo magnético en las piezas que componen el circuito magnético (núcleo magnético einducido). Este flujo magnético genera una fuerza electromotriz que atrae el inducido hacia la

culata, hasta el punto en el que hacen contacto la aguja y el cuerpo de la válvula en el asientode cierre. Entre el inducido y la culata magnética continua habiendo un entrehierro residual. Laválvula esta cerrada. La fuerza magnética no sólo tiene que atraer el inducido sino que tambiéntiene que vencer la fuerza ejercida por el muelle de la válvula, y seguir resistiendo a la misma.Además se requiere que la fuerza magnética junte las superficies estanqueizantes entre si, porlo que también ha de soportar la fuerza que ejerce la presión del combustible. La fuerza en elinducido persiste mientras haya corriente que fluya a través de la bobina.Cuando la inyección tenga que concluir, se desconecta la corriente que atraviesa la bobina, conlo que se perderán el flujo magnético y en consecuencia la fuerza magnética. El muellepresiona en la aguja de la válvula, llevándola a la posición de reposo. El asiento de la válvulaesta abierto.

Inyector: Los inyectores son elementos esenciales en un motor Diesel. Influyen en la combustión y, portanto, en la potencia del motor, sus gases de escape y los ruidos y vibraciones originados. Lamisión de estos dispositivos es:

-El dar al desarrollo de la inyección (distribución exacta de la presión y del caudal por cadagrado de giro del ángulo del cigüeñal).



-La pulverización y distribución del combustible en la cámara de combustión.-El estanqueizado del sistema de combustible contra la cámara de combustión.

A través de las toberas o agujeros de inyección (5) se inyecta el combustible en la cámara decombustión del motor Diesel. En los sistemas de inyección de alta presión Common Rail yunidad de bomba-inyector, la tobera se encuentra integrada en el inyector y debe de estar

adaptada a las diferentes condiciones del motor.La espiga de presión (1) es la encargada de abrir las toberas si la presión del combustible es laadecuada. Sobre esta espiga, además de la presión del sistema (Fd), actúa la fuerza (Fm) delmuelle de compresión (o muelle de inyector). Está calibrado de forma que se abra con unapresión de aprox. 300 bar(3*107 Pa). El caudal de inyección se determina por el tamaño de lastoberas y la duración de la inyección.Los inyectores de orificios se emplean para motores que funcionan según el proceso deinyección directa. La posición de montaje viene determinada generalmente por el diseño delmotor. Los agujeros de inyección dispuestos bajo diferentes ángulos tienen que estarorientados de forma idónea para la cámara de combustión. Los inyectores de orificios sedividen en:-Inyectores de taladro ciego.-Inyectores de taladro en asiento.

Además los inyectores de orificios se distinguen por su tamaño constructivo entre:-Tipo P con un diámetro de aguja de 4 mm (inyectores de taladro ciego y de taladro enasiento).-Tipo S con un diámetro de aguja de 5 y 6 mm (inyectores de taladro ciego para motoresgrandes).Los agujeros de inyección se encuentran sobre la envoltura del casquete de inyector. Lacantidad de orificios y el diámetro de los mismos depende de:-El caudal de inyección necesario.-La forma de la cámara de combustión.-La turbulencia de aire (rotación) en al cámara de combustión.Los inyectores deben de estar adaptados esmeradamente a las condiciones presentes en elmotor. La dimensión de los inyectores es decisiva para:-La dosificación de la inyección (duración y caudal de inyección por cada grado de ángulo del

cigüeñal).-La preparación del combustible (numero de chorros, forma y pulverización del chorro decombustible).



-La distribución del combustible en la cámara de combustión.-El estanqueizado contra la cámara de combustión.El combustible que ocupa el volumen debajo del asiento de la aguja del inyector se evaporadespués de la combustión, contribuye así de forma esencial a las emisiones de hidrocarburos(HC) del motor. Por ello es importante mantener lo mas reducido posible este volumen(volumen residual o contaminantes). Modelo de simulación

El modelo de bond-graph completo se puede ver en la siguiente imagen

El modelo del inyector se ha dividido en tres sistemas separados: un sistema general modelizalos caudales y las presiones, y dos submodelos que controlan las puertas resistencia: la agujadel inyector y la electroválvula. Las líneas discontinuas representan las relaciones entre los tresBond-Graph que luego se explicaran. Lo que nos interesa calcular es el caudal de inyección yla presión de inyección.Primero se describirá los Bond-Graph de cada sistema, para pasar después a comentar ydescribir las interrelaciones entre ellos.

1.Sistema general.

El sistema general controla los flujos y esfuerzos sobre el combustible. La fuente de flujo Sf: V0representa la velocidad del émbolo que comprime el combustible en la cámara de alta presión.Esta velocidad se la transmite el árbol de levas a través del balancín. Con el transformer lapasamos a caudal que es la variable flujo del sistema. En el 0 se representa la bifurcación delcaudal, parte se va hacia la electroválvula y parte hacia la aguja. Todo el caudal (flujo) entra enla puerta C (Cc) que devuelve la presión en el sistema (esfuerzo). La aguja y la electroválvulason puertas R variables(Ri y Rv respectivamente). Cuando están cerradas, el valor de la Rcorrespondiente será muy alto, y cuando está abierta será mucho más bajo (la pérdida decarga propia del orificio). A la Ri que modela la apertura de la aguja, entra la presión delsistema y la presión de salida que se encuentra el combustible en la cámara de combustión delcilindro (Pext), y se impone el caudal de salida. Esta presión de salida aumenta de forma lineal,ya que debido al reducido tiempo que dura la inyección, el volumen de la cámara de



combustión permanece prácticamente constante, introduciéndose el combustible isócora yadiabáticamente. Análogamente, a la Rv que modela la electroválvula, entra la presión delsistema y la presión del circuito de baja presión (P0 la atmosférica, que consideramos cero pormanejar presiones manométricas), y se impone el caudal que sale al circuito de baja.

Las interacciones entre los distintos sistemas se representan con líneas de trazos. La presión

del sistema (Pc) entra como fuente de esfuerzo en los dos submodelos (aguja y electroválvula)y estos devuelven en función de las deformaciones de sus respectivos muelles, los valores delas puertas R(variables en el tiempo, lógicamente).

Si observamos a la aguja vemos que deja pasar combustible cuando está abierta una ciertadistancia, o lo que es lo mismo, cuando el muelle de la aguja se ha deformado una cantidad.Por lo tanto, cuando la deformación en el muelle de la aguja tenga un valor habrá que cambiarla Ri a un valor pequeño, será como ?abrir la aguja? para que pase el combustible; y cuando elmuelle vuelva a su deformación inicial habrá que ?cerrar la aguja?, esto es cambiar Ri por unvalor muy grande (teóricamente infinito). Con el muelle de la electroválvula sucede lo mismo.

2.La aguja del inyector.

La aguja del inyector es un sistema masa-muelle, en el que un extremo del muelle estápermanentemente en reposo. La masa es Me, y la rigidez del muelle es Ci. La fuerza que va ahacer deformarse al muelle y que desencadenará todo el proceso es la que ejerce elcombustible sobre la aguja cuando se cierre la electroválvula (la presión del sistema), y en elBond-Graph está representada por la fuente de esfuerzo Pc.

Cuando la electroválvula está abierta, el equilibrio de fuerzas sobre la aguja es: el muelle queestá comprimido una longitud q0 presiona la aguja hacia el asiento de aguja, apareciendo lareacción correspondiente. Como resultado no hay fuerza sobre la aguja y permanece quieta.

Por otro lado, la deformación del muelle está acotada superior e inferiormente. Cuando elmuelle llega a su apoyo superior, se ha de parar. La solución se modeló como unaamortiguación en el muelle con una constante muy alta. (pensando en las microdeformaciones

en los materiales que disipan la energía). Análogamente con el tope inferior. Cuando la agujase está moviendo y no está en contacto ni con el tope superior ni con el inferior, entonces ni lareacción, ni las ?fuerzas tope? tienen efecto alguno (valor de las constantes nulo).

3.La electroválvula.

La electroválvula también es un sistema masa muelle, que sufre varias fuerzas: la delcombustible por la parte de alta (Pc) y la de baja (P0) (transformando la presión por eltransformer), las de los topes, (que funcionan igual que los topes de la aguja), la del muelle dela electroválvula y la fuerza electromotriz de la bobina cuando se activa. La bobina es la que secontrola cuando tiene lugar la inyección: se le aplica un potencial y la intensidad circulanteprovocará la fuerza que moverá la electroválvula. Esto se ha modelado con un gyrator; elcircuito de la bobina con una fuente de esfuerzo para el potencial y una resistencia eléctricaconstante. Cuando cesa la inyección el muelle empuja a la electroválvula hasta al posición dereposo.

Como detalle destacar que el parámetro del gyrator también será variable, porque no queremosque en la carrera de regreso de la electroválvula impulsada por el muelle, se genere intensidad.(en esa situación se hará G igual a cero)

Observando la causalidad tenemos en el modelo de la aguja una variable independiente (suvelocidad) otra dependiente (la deformación del muelle), en el modelo de la electroválvula unaindependiente (su velocidad) y otra dependiente(la deformación del muelle) y en el modelogeneral otra dependiente (el caudal que se comprime en el sistema).

En todas las condiciones impuestas en el funcionamiento se ha de ser cuidadoso para que elsistema funcione correctamente, evitando imponer condiciones sobre las variables de lasecuaciones diferenciales y actuando sobre las fuerzas que se aplican.



Las ecuaciones finales son:

d qc/dt = -Ac*V0+1/Rv*(P0-Cc*qc)-1/Ri*(Pext+Cc*qc)Me*d ve/dt = G/R0*(U0-G*ve)-Ce*qe+Ae*(P0-Pc)+tope_electrod qe/dt = veMi*d vi/dt = -Ci*qi+Pc+reaccion+ tope_aguja

d qi/dt = vi Donde se han sacado de datos técnicos, de la bibliografía los siguientes:Me, Mi, R0, U0, Ae, Ai, Ac.

Se han supuesto y ajustado:Cc, Ce, Ci, V0, hm, q0, qmax, Gant, Rv, Ri

Además son elementos que se modifican en la simulación:Rv, Ri, G, U0.

La velocidad del émbolo se ha supuesto constante aunque depende del perfil de la leva, siendoeste uno de los factores importantes en el diseño de estos sistemas.

Los valores que el usuario a de cambiar para modificar el tiempo de inyección(y con ello elvolumen y la presión de inyección) son T0 y TF que son los tiempos inicial y final de paso decorriente por la bobina.Nota: Tener en cuenta que TF>T0 y que el tiempo donde se resuelve se método numérico hade ser cambiado por uno mayor que TF para ver el desarrollo completo de la simulación: Hipótesis de cálculo

Vamos a realizar varias simulaciones variando los parámetros de cada simulación observandoque salen resultados coherentes.

La primera será una simulación que tendrá un tiempo de inyección de 2 milisegundos.(T0=0.001 y TF=0.003)

En la segunda simulación no conectaremos la electroválvula con lo que el caudal inyectadodeberá ser cero.

En la tercera simulación conectaremos la electroválvula el doble de tiempo y observaremos quela cantidad de fluido inyectada se hace mayor. (T0=0.001 y TF=0.005) Análisis de resultados

Primera inyección.

La inyección dura dos milisegundos. El caudal inyectado aparece calculado en la ventana

principal de Matlab, y vale 28,0025 milímetros cúbicos. Las gráficas de las principales variablesse muestran a continuación:



Cuando conectamos la tensión a la bobina empieza a circular una intensidad que es constantedurante toda la inyección y se ejerce una fuerza sobre la electroválvula. É

sta se acelera y separa en cuanto llega a un tope. Se ve también que el muelle se deforma y la deformaciónpermanece constante mientras la electroválvula está abierta. Cuando deja de haber tensión, ypor lo tanto intensidad en la bobina, deja de haber fuerza que mantenga abierta la

electroválvula y ésta se cierra. Conviene señalar que la electroválvula adquiere velocidaddespués de los tres milisegundos que es cuando deja de haber intensidad, como se puede veren las gráficas. Cuando se cierra la electroválvula de produce un pico de presión en el sistema



porque todavía no se ha abierto la aguja. Cuando la fuerza que ejerce el combustible dentro delsistema alcanza un valor que supera a la fuerza ejercida por el muelle sobre la aguja, escuando la aguja se abre se comienza a inyectar combustible. Con la aguja ocurre lo mismo quecon la electroválvula en cuanto a velocidad y deformación del muelle. También vemos comoaumenta el caudal de salida conforme aumenta la presión de inyección.

Segunda inyección.

No hay inyección. El caudal calculado es de –3,9913 e –31. No vale 0 exactamente pero elnúmero es tan despreciable que lo podemos considerar cero. Esto se debe a imprecisiones enla modelización (considerar finitos valores infinitos, etc.) necesarios para el funcionamiento delmétodo numérico. En las gráficas ocurre algo parecido: aunque aparezcan gráficas extrañas,todos los valores deberían ser constantes (algunos cero, como las velocidades, y otros distintosde cero, como las deformaciones en algunos muelles), en realidad lo son porque todas lasvariaciones están multiplicadas por exponentes negativos muy grandes con lo que las podemosconsiderar cero. Las gráficas son:



Tercera inyección.

Vamos a hacer que dure el doble de tiempo que la primera para ver que el caudal inyectado esmayor. Concretamente vale 73,8525 milímetros cúbicos.



Conclusiones

La técnica de inyección diesel es, como se ha visto, un avance tecnológico importante, quepermite mejorar los motores de combustión interna y adaptarlos a las nuevas exigencias deconsumo y emisiones sin perder prestaciones. Es uno de los campos de investigación en elmundo de los trenes de potencia, y cabe pensar que para su desarrollo también se empleanmodelos de simulación que permiten abaratar los costes y estudiar totalmente sus fenómenos.

Aquí se ha desarrollado un modelo sencillo que trata de obtener la presión y el volumeninyectado en función del tiempo de uso, que es el parámetro que controla la electrónica delautomóvil. No obstante tras ese resultado sencillo hay otros fenómenos físicos que regulan elproceso. Algunos son a priori sencillos de ver: deformación de muelles, apertura de válvulas,circulación de intensidades... Otros, más sutiles, aparecieron en el momento en que serealizaba la modelización y la simulación, como las reacciones, los topes, o las condiciones

óptimas para las válvulas. De esta forma la modelización ayudó a la comprensión del sistemaelectromecánico y a la definición de este, necesaria para la simulación. Análogamente a unproceso iterativo, la modelización ha de tratar de comprender el fenómeno físico para traducirloa ecuaciones matemáticas, necesarias para su simulación. Así, paso a paso, ajustando losparámetros, descubriendo situaciones y optimizando la simulación se consigue entender lafísica que subyace tras los sistemas.

Cada modelo ha de ajustarse a lo que queremos estudiar. En este caso se puede observar larelación entre tres sistemas. El sistema general proporciona la presión del sistema a partir delestado de sus válvulas y está presion actúa como fuerza impulsora de la aguja y como fuerzaresistente en la electroválvula. Tanto la aguja como la electroválvula, en función de sufuncionamiento, definen la situación de las válvulas del sistema general.

La validez del modelo se chequea comparando los resultados teóricos sacados de labibliografía y mostrados en el segundo capitulo, con las simulaciones realizadas. Como se ve elajuste es adecuado.

Bibliografía

"Manual de automóviles", Manuel Arias-Paz Guitian, Dossat 2000, 55ªEdición Febrero 2004."Sistemas de inyección diesel: Unidad Bomba-Inyector y Unidad-Tubo-Inyector", LibrosTécnicos Bosch ref:1987722421.http://mecanicavirtual.iespana.es/mecanicavirtual/curso-bomba-inyector.htm"Simulación de sistemas dinámicos mediante la técnica del Bond Graph", Carlos Vera,Francisco Aparicio, Jesús Felez, ETSII Madrid, 1993. más información en la memoria...

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