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OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION. Los motores de combustión son fuentes de contaminación ambiental. Las fuentes energéticas no renovables que se agotan.

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Presentación del tema: "OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION. Los motores de combustión son fuentes de contaminación ambiental. Las fuentes energéticas no renovables que se agotan."— Transcripción de la presentación:

1 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION

2 Los motores de combustión son fuentes de contaminación ambiental. Las fuentes energéticas no renovables que se agotan. Los altos costos de la energía. La eficiencia de aprovechamiento energético (combustión del 30%). Nos ha llevado a replantear el manejo, uso y dosificación de estas fuentes de energía en un programa de proyectos de optimización de motores de combustión interna.

3 En principio Los motores de gasolina vienen optimizados por el fabricante del motor: Para un tipo de combustible. Diseño con dispositivos especiales y estratégicos.

4 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Aceleración Estequiometria Encendido Calor Residuos Energía Combustible Octanaje Aire Densidad de O 2 Temperatura Presión Flujo Carga de motor Torque en el eje

5 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION X2 X1 Superficies no lineales Residuos Potencia Calor

6 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Masa de aire Combustible – octanaje Aire – Densidad de O 2 – Temperatura – Presión – Flujo Señal de control – Aceleración – Relación aire/ combustible – Encendido Carga de motor – Torque carga en el eje Masa de combustible Tiempo de encendido

7 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION El motor es un sistema multivariables. Mapa: Matriz de características de desempeño y correlación con las variables del proceso.

8 El combustible tiene condiciones optimas de desempeño que dependen de la química del combustible- octanajes

9 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Humedad Contaminación Temperatura Presión

10 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Sobre-potencias Sobre-contaminados Arranques y paradas

11 OPTIMIZACION MOTORES OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION OOP Carga: Torque desarrollado Eficiencia: Térmicas Ambientales: Gases

12 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION E conómica E nergética E cológica

13 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Los motores así diseñados poseen un rango estrecho de maniobrabilidad para otras alternativas de combustible

14 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION De acuerdo a la aplicación del motor se ubica la región de optimización de acuerdo al objetivo Ecológica Energética Económica

15 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Motoresmulti-combustibles exigen rangos de mayor maniobrabilidad para ser eficientes.

16 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Consiste en establecer los rangos de funcionamiento del motor de tal forma que se tenga su mejor desempeño. Se puede estrechar la región de desempeño de tal forma que sea mas optimo es el caso de los vehículos híbridos combustión- eléctricos, donde el motor eléctrico acepta la variabilidad exigida en ruta.

17 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Son muchas las metodologías para optimización de los procesos: Métodos numéricos: Método de Newton, Método de Quasi, Método de aproximación polinomial. Métodos estadísticos. Métodos de aprendizaje y entrenamiento

18 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION 1.Desarrollar el modelo matemático del motor. 2.Desarrollar los modelos matemáticos de los combustibles asociados. 3.Definir los rangos y márgenes de operación de las variables del proceso de combustión para desempeño optimo. 4.Levantamiento topográfico del mapa de funcionamiento del motor en el espacio de desempeño. Para las variables de salida del motor 5.Desarrollo de algoritmos de control y algoritmos inteligentes para optimización.

19 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Modelo de admisión Modelo de combustión Modelo de potencia Modelo térmico Modelo ambiental

20 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Combustible Aire Estequiometria Aire Combustible Demandas

21 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Aire Combustible Ignición Torque + Calor + Residuos

22 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Definir el protocolo de control. Es la Algorítmica operativa: relaciones estequiometrias, volúmenes de dosificación, tiempo de encendido. Definir el protocolo de optimización y restricciones. Es el protocolo de seguridad EEE, vigilancia de los procesos del motor, asegurando que este dentro de la frontera normativa establecida. Definir el protocolo de secuencias. Gestión operativa del motor Definir el protocolo de toma de decisiones. Control inteligente

23 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Controladores lineales: Control de presión de combustible, Control de carga de a batería, Control de temperatura del motor, control dosificación de aire. Controladores por variables de estado: Control de dosificación de combustible, Control de avance de encendido. Controladores por eventos discretos: Control de arranque encendido del motor, Control de aceleración.

24 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION El control inteligente sobre un motor de combustión es sistema moderno capaz de controlar las funciones vitales de motor, utilizando los beneficios de seguridad, precisión y velocidad que brindan las tecnologías computarizadas con procesadores de altas prestaciones y velocidades.

25 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Se da cuando el control prescriptivo no es capaz de abordar situaciones no establecidas. El control inteligente es capaz de tomar decisiones ante estas situaciones inesperadas. Por ejemplo Cambios de bruscos de carga. Cambio de presión atmosférica. Desplazamiento en el mapa de optimización. Cambios de prestaciones en los combustibles. Presencia de situaciones de fallos en el motor.

26 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Sintética: apoyado en premisas lógicas y ponderadas manualmente. Aprendizaje: Apoyado en mecanismos de aprendizaje ej. RNA. Toma de decisiones básicas de acuerdo a las prescripciones anteriores. Toma de decisiones inteligentes, cuando no hay metodología para tomar la decisión. Se buscan criterios superiores para tomar la decisión.

27 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Cogeneración: Térmica Recuperación energética: Potencial y Cinética. Optimización de masa móvil: Vehículos livianos. Disminuir los cambios bruscos: Menos semáforos, vías destapadas o pendientes forzadas.

28 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Aprovechar la energía térmica: En motores fijos se puede aprovechar haciendo calentamiento de agua, o el habitáculo. En motores móviles se puede aplicar un motor paralelo por ejemplo una maquina de vapor.

29 En pendientes negativas se puede almacenar energía. Por ejemplo en electricidad, o compresión. Frenado almacenar energía en compresión y volverla al arranque.

30 OPTIMIZACION MOTORES DE COMBUSTION Se diseñan vehículos de menor masa o materiales mas livianos. El tipo de llanta

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