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Paquete de motores SRM

SRM Engine Suite es una herramienta de software de ingeniería que se utiliza para simular combustibles , combustión y emisiones de gases de escape en aplicaciones de motores de combustión interna (motores de combustión interna). Lo utilizan en todo el mundo las principales organizaciones de desarrollo de motores de combustión interna y empresas de combustible. El software es desarrollado, mantenido y respaldado por CMCL Innovations, [1] Cambridge, Reino Unido

Aplicaciones

El software se ha aplicado para simular casi todas las aplicaciones de motores y todas las combinaciones de combustible para el transporte con muchos ejemplos [2] publicados en numerosas revistas líderes revisadas por pares; aquí se presenta un breve resumen de estos artículos. [3]

  1. Modo de combustión por ignición por chispa : submodelos para simular motores de ignición por chispa con inyección directa para eventos regulares de propagación de llama, [4] emisiones de gases de escape de PM [5] y NOx [4] . El análisis adicional de detonaciones [6] y eventos de combustión irregular [7] se facilita mediante la implementación de modelos de combustible cinéticos químicos o definidos por el usuario incluidos con la herramienta.
  2. Modo de combustión CIDI (diésel) : los submodelos de inyección directa, turbulencia y cinética química permiten la simulación de la combustión diésel y el análisis de emisiones. Los proyectos de usuarios típicos han incluido la simulación de combustión, PM y NOx sobre un mapa de carga-velocidad, [8] optimización de motor virtual, [9] comparación con CFD 3D [8] y optimización de la estrategia de inyección. [10]
  3. Modo de combustión a baja temperatura : conocido como HCCI o combustión CIDI premezclada (PCCI, PPCI), la ignición y la propagación de la llama en el modo de combustión a baja temperatura son más sensibles a los efectos de la química del combustible. Al tener en cuenta los modelos de combustible cinético químico definidos por el usuario o al aplicar los predeterminados , los usuarios se benefician de un rendimiento predictivo mejorado. Los proyectos típicos incluyen la identificación de los límites operativos [11] y de fallas de encendido [12] para múltiples tipos de combustible.
  4. Combustibles avanzados : Hasta la fecha, el modelo se ha aplicado a diésel convencional, [8] [9] gasolina, [4] [5] mezclas de gasolina y diésel, [12] biocombustibles, [13] hidrógeno, [14] gas natural, [15] y aplicaciones de combustible de gasolina mezclado con etanol [16] .
  5. Emisiones de gases de escape : mediante la implementación de una cinética química detallada tanto en la fase de gas [8] como en la de partículas sólidas [5] , se simulan en detalle todas las emisiones de gases de escape convencionales de automóviles y vehículos no de carretera .
Visualización de datos de SRM Engine Suite

El modelo

El software se basa en el modelo de reactor estocástico (SRM), [17] que se expresa en términos de un conjunto de partículas estocásticas ponderadas. SRM es particularmente útil en el contexto del modelado de motores [18] ya que la dinámica del conjunto de partículas incluye cinética química detallada al tiempo que tiene en cuenta la falta de homogeneidad en la composición y el espacio de temperatura que surge de la inyección de combustible en curso , la transferencia de calor y los eventos de mezcla de turbulencia . A través de este acoplamiento, los perfiles de liberación de calor y, en particular, las emisiones de gases de escape asociadas ( partículas , NOx , monóxido de carbono , hidrocarburos no quemados , etc. ) se pueden predecir con mayor precisión que si se utilizan los enfoques más convencionales de métodos de reactores homogéneos y multizona estándar. [3]

Acoplamiento con herramientas de software de terceros

El software se puede acoplar como un complemento a las herramientas de software de ciclo de motor 1D, [3] son ​​capaces de simular la combustión y las emisiones durante el período de volumen cerrado del ciclo ( combustión , TDC y superposición negativa de válvulas).

Una interfaz de programación de aplicaciones avanzada permite acoplar el modelo con códigos definidos por el usuario, como 3D-CFD [19] o software de control [14] .

Véase también

Referencias

  1. ^ ab "Software avanzado, consultoría y capacitación para las industrias de ingeniería de procesos, energía y sistemas de propulsión". CMCL Innovations. 12 de enero de 2013. Consultado el 26 de marzo de 2013 .
  2. ^ "Historias de usuarios | Innovaciones CMCL". www.cmclinnovations.com . Consultado el 14 de febrero de 2017 .
  3. ^ abc Coble; et al. (2011). "Implementación de química detallada y estratificación en cilindros en herramientas de simulación de ciclo de motor de combustión interna 0/1-D". Documento técnico de la SAE . Serie de documentos técnicos de la SAE. 1. doi :10.4271/2011-01-0849. SAE 2011-01-0849.
  4. ^ abc Etheridge; et al. (2011). "Modelado de variaciones de ciclo a ciclo en un motor SI con cinética química detallada". Combustion and Flame . 158 : 179–188. doi :10.1016/j.combustflame.2010.08.006.
  5. ^ abc Etheridge; et al. (2011). "Modelado de la formación de hollín en un motor DISI". Actas del Instituto de Combustión . 33 (2): 3159–3167. doi :10.1016/j.proci.2010.07.039.
  6. ^ "El impacto de las propiedades del combustible en la combustión "detonante" en motores de encendido por chispa reforzados" (PDF) . CMCL Innovations. 2012 . Consultado el 14 de febrero de 2017 .
  7. ^ "Simulaciones predictivas de combustión para motores de encendido por chispa con inyección directa de tamaño reducido" (PDF) . CMCL Innovations. 2010 . Consultado el 14 de febrero de 2017 .
  8. ^ abcd Smallbone; et al. (2013). "Mapeo virtual de rendimiento y emisiones para la optimización del diseño de motores diésel". Documento técnico de la SAE . Serie de documentos técnicos de la SAE. 1. doi :10.4271/2013-01-0308. SAE 2013-01-0308.
  9. ^ ab Smallbone; et al. (2011). "Identificación de puntos de funcionamiento óptimos en términos de restricciones de ingeniería y emisiones reguladas en motores diésel modernos". Documento técnico de la SAE . Serie de documentos técnicos de la SAE. 1. doi :10.4271/2011-01-1388. SAE 2013-01-0308.
  10. ^ "Modos de encendido por compresión parcialmente premezclado (PPCI) y combustión a baja temperatura (LTC)". Innovaciones CMCL. 2010. Archivado desde el original el 28 de febrero de 2014.
  11. ^ Bhave; et al. (2005). " Evaluación del rango operativo EGR-AFR de un motor HCCI". Documento técnico de la SAE . Serie de documentos técnicos de la SAE. 1. doi :10.4271/2005-01-0161. SAE 2005-01-0161.
  12. ^ ab Smallbone; et al. (2011). "Simulación de emisiones de partículas y estabilidad de la combustión en motores alimentados con gasolina/diésel". Documento técnico de la SAE . Serie de documentos técnicos de la SAE. 1. doi :10.4271/2011-01-1184. SAE 2011-01-1184.
  13. ^ Mosbach; et al. ( 2006). "Simulación de un motor de encendido por compresión de carga homogénea alimentado con una mezcla de DEE/EtOH". Documento técnico de la SAE . Serie de documentos técnicos de la SAE. 1. doi :10.4271/2006-01-1362. SAE 2006-01-1362.
  14. ^ ab Aldawood; et al. (2009). "Control transitorio de la fase de combustión HCCI mediante gas rico en hidrógeno: investigación utilizando un modelo rápido de ciclo completo con química detallada". Documento técnico de la SAE . Serie de documentos técnicos de la SAE. 1. doi :10.4271/2009-01-1134. SAE 2009-01-1134.
  15. ^ Bhave; et al. (2004). "Análisis de un motor de encendido por compresión de carga homogénea alimentado con gas natural con recirculación de gases de escape utilizando un modelo de reactor estocástico". Revista internacional de investigación de motores . 5 : 93–104. doi :10.1243/146808704772914273. S2CID  93782071.
  16. ^ Jiawei; et al. (2021). "Efectos del combustible mezclado con etanol en las características de combustión, emisiones de gases y partículas en motores de inyección directa de gasolina (GDI)". Documento técnico de la SAE . Serie de documentos técnicos de la SAE. 1 . doi :10.4271/2021-26-0356. S2CID  244187125. SAE 2021-26-0356.
  17. ^ Kraft, Markus (1998). Modelado estocástico del flujo de reacción turbulento en ingeniería química (Fortschritt-Berichte, 391 ed.). Editorial VDI. ISBN 978-3-18-339106-6.
  18. ^ Kraft, M; Maigaard, P; Mauss, F; Christensen, M; Johansson, B (2000). "Investigación de las emisiones de combustión en un motor de inyección por compresión de carga homogénea: mediciones y un nuevo modelo computacional". Actas del Instituto de Combustión . 28 (1): 1195–1201. doi :10.1016/S0082-0784(00)80330-6.
  19. ^ Cao; et al. (2009). "Influencia del tiempo de inyección y la geometría del pistón en la combustión y las emisiones del PCCI". Documento técnico de la SAE . 2 : 1019–1033. doi :10.4271/2009-01-1102. SAE 2009-01-1102.

Enlaces externos