ESTUDIO DEL CONDUCTO DE ADMISIÓN EN UN MOTOR DE CUATRO VÁLVULAS POR CILINDRO DE ALTA PERFORMANCE

ALEJANDRO ALBANESI, CESAR DESTEFANIS, ANGEL ZANOTTI

Tandil, Argentina

Congreso; ENIEF 2009; 2009

AMCA - Asociación Argentina de Mecánica Computacional

Resumen. En el diseño y optimización de los conductos de admisión en un motor de cuatro válvulas por cilindro, dos números dimensionales tienen un rol dominante. Estos son el coeficiente de descarga y el número de tumble (He, 2007). El primero es una medida de las pérdidas de presión introducidas por la combinación de la válvula, el conducto de admisión y el cilindro; el segundo es un indicador del movimiento rotacional de la carga alrededor de un eje normal al eje del cilindro. El estudio y la optimización llevada a cabo con equipos de flujometría en estado estacionario resulta en general satisfactorio, sin embargo los elevados costos y tiempos necesarios para realizar los ensayos hacen restrictivo su empleo. En cambio, la aplicación de herramientas computacionales de dinámica de fluidos (CFD) a estos problemas permite obtener resultados relativamente rápidos, exactos y a un bajo costo. El presente trabajo tiene como objetivo la simulación numérica del flujo en el interior del conjunto conducto de admisión, cámara de combustión y cilindro de un motor de cuatro válvulas por cilindro de alta performance debido a una diferencia de presión constante (flujometría estática virtual). Se comparan los valores del coeficiente de descarga determinados en forma computacional con los medidos experimentalmente. Porotro lado, se determina la cantidad de movimiento lineal en las cortinas principal y secundaria de la válvula como un indicadori (Ramajo, 2008) del movimiento de tumble. Las zonas críticas de la tapa decilindros que se desean estudiar son:*Volumen adyacente al vástago de la válvula.*Radio interno del conducto.*Curva del dúcto, desde el cuello del conducto al asiento.*Cortina entre el asiento y el contorno de la parte superior de la válvula.La geometría de estas zonas y el ángulo de aproximación tienen una marcada influencia sobre el coeficiente de descarga y el movimiento del flujo en el interior del cilindro. Las simulaciones se realizaroncon el software comercial ANSYS CFX-11.0, utilizando un modelo k- SST (Shear Stress Transport) para modelar la turbulencia. Este trabajo es parte de un proyecto más ambicioso, que complementa el uso de CFD con mediciones experimentales para tratar de predecir de manera más realista el movimiento de la carga dentro del cilindro, y su efecto sobre el proceso de la combustión.