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ENERGÍA MECÁNICA INNOVACIÓN Y FUTURO
No. 7 Vol. 1 / 2018 (14) ISSN 1390 - 7395 (6/14)
ESPE
Artículo Cientíco / Scientic Paper
1. INTRODUCCIÓN
El siguiente documento presenta el proceso realizado
para la identicación y análisis de eventos transitorios
en motores de combustión interna mediante la
adquisición y procesamiento de señales obtenidas
a partir de diferentes sensores. Dichos sensores se
encuentran referenciados con respecto a la posición
del cigüeñal y árbol de levas. Posteriormente se
obtienen señales complementarias que permiten un
mejor estudio del comportamiento del motor.
Al iniciar del proyecto se estudia las bases mecánicas
y termodinámicas del funcionamiento del motor de
combustión interna, además de las modicaciones
realizadas a estos motores para optimizar su
funcionamiento y los sensores que poseen los mismos
para monitorear y optimizar su funcionamiento bajo
distintas condiciones.
Adicionalmente se procede a adquirir cada una
de las señales necesarias para el desarrollo del
proyecto mediante una tarjeta de adquisición de
datos (DAQ). Las cotas de reglaje del motor son
obtenidas para identicar cada ciclo de trabajo y
posteriormente realizar una validación de los datos
empleando elementos de inferencia y tratamiento
para llegar a la toma de decisiones, por lo cual 10
muestras son adquiridas en condiciones normales de
funcionamiento del motor.
Luego se efectúa una selección de la ventana temporal
más adecuada, para nalmente realizar un análisis
estadístico y un diseño experimental en donde el ancho
de la ventana es variado. Además un análisis Anova
es realizado para extraer conclusiones con respecto a
la hipótesis inicial, la cual consiste en determinar el
mejor tratamiento para analizar eventos transitorios
en motores de combustión interna. Del mismo modo
se realiza una comparación de Tukey la cual consiste
en comparar las medidas de tratamiento de una
experiencia y evaluar la hipótesis, donde luego los
datos obtenidos son analizados en cada fase mediante
las grácas de caja con sus respectivos factores como
cuartiles, bigotes y valores atípicos para proceder a
realizar una comparación de resultados frente a cada
tipo de ventana en el dominio de la frecuencia y elegir
la más idónea para cada evento. El motor durante este
estudio fue analizado bajo condiciones normales de
funcionamiento para posteriormente introducir una
perturbación en el sistema de inyección a la cual se
denomina falla.
2. MÉTODOS Y MATERIALES
2.1 MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
Un motor de combustión interna, es una máquina que
obtiene energía mecánica a partir de la energía química
contenida en un combustible que arde dentro de una
cámara de combustión.
El proyecto se realiza en un motor de encendido por
compresión o motor Diesel, las características de este
tipo de motores son las altas presiones que se generan
en el interior del cilindro y la combustión se da debido
al autoencendido del combustible debido a estas
presiones.
En el desarrollo práctico un motor posee las siguientes
modicaciones al sistema de distribución para obtener
la mayor potencia del motor y una mayor eciencia. A
estas modicaciones se las llama “Cotas de Reglaje” y
son las siguientes:
• Adelanto en la apertura de la admisión (AAA).- Es
el momento en el cual la válvula de admisión se abre
antes que el pistón llegue al PMS, después de haber
completado la carrera de escape.
• Retraso en el cierre de la admisión (RCA).- Debido
a la inercia de los gases al nal de la admisión esta
siguen entrando en el cilindro, por lo que válvula de
admisión se cierra un poco después de que el pistón
llegue a su PMI.
• Adelanto al encendido (AE) o de la inyección
(AI).- Este momento se da para compensar el
tiempo necesario para que al nal de la combustión,
el movimiento del pistón en su fase de trabajo sea
mínimo.
• Adelanto en la apertura de escape (AAE).- La
válvula de escape se abre completamente antes de
que el pistón comience hacer el barrido de los gases,
debido a que puede haber presión en los gases al
momento que el pistón comienza a desplazarse hacia
el PMS, por lo que hay perdidas de energía.[3]
• Retraso en el cierre del escape (RCE).- La válvula
de escape se cierra después de que el pistón ha
completado la carrera de escape y alcanzado el
PMS, esto se da para que los gases quemados salgan
por completo del cilindro y no quede residuos que
impidan entrar a la mezcla fresca.
RIVERA N., GARCÍA C., MOLINA P., PAUCAR A., CALLE C., VICUÑA G., IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE EVENTOS TRANSITORIOS EN
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA MEDIANTE LA POSICIÓN DE CIGÜEÑAL Y ÁRBOL DE LEVAS, UTILIZANDO PROCESAMIENTO DE SEÑALES.