Validación De Un Modelo De Tumble Y Turbulencia Para Un Motor De Cuatro Válvulas De Alto Rendimiento

Abstract

El movimiento de la carga dentro del cilindro de motores de combustión interna es
uno de los factores más importantes afectando la producción de turbulencia. En motores de 4
válvulas, la configuración de las mismas origina un movimiento de la carga alrededor de un
eje normal al eje del cilindro. Este movimiento, llamado tumble, es originado durante la
carrera de admisión y continua a lo largo de la carrera de compresión, donde el movimiento
del pistón produce la distorsión, aceleración y posterior degradación del macro vórtice,
resultando en un incremento en la energía cinética.
La formulación del modelo cero dimensional fue introducida por Benjamín5 para estimar
el tumble y los niveles de turbulencia durante el periodo de compresión. Posteriormente, este
modelo fue modificado por Achuth y Mehta6 quienes incluyeron la generación de tumble y
turbulencia durante el periodo de admisión. Ambos modelos se basan en considerar la
existencia de un movimiento de tumble, promediando espacialmente las características del
flujo y estimando la turbulencia mediante un modelo k-e.
El presente trabajo tiene el objetivo de validar el citado modelo en motores de 4 válvulas
por cilindro con cámaras de combustión tipo pentroof. Con ese fin, un motor mono cilindro
fue elegido para la simulación y sus carreras de admisión y compresión fueron analizadas. Los
resultados de la simulación numérica fueron comparados con los obtenidos al simular el
problema tridimensional mediante el programa comercial, ANSYS CFX 5.7.