Análisis de turbulencia inducida en la zona squish, según la altura de la cámara

Abstract

Introducción: Aunque los pistones están diseñados para generar turbulencia que favorece la mezcla aire-combustible, existe incertidumbre sobre cómo modificaciones mínimas en la geometría, como la reducción del volumen en la zona squish debido a la rectificación, alteran la distribución térmica y la eficiencia en motores, donde el control de emisiones sí es relevante. Este estudio busca analizar esos efectos, especialmente en aplicaciones donde el balance entre rendimiento y emisiones es crucial. Metodología: Se evaluaron dos configuraciones geométricas: una cámara de combustión estándar y otra rectificada con una reducción de 0.2 mm en su altura, lo que modifica la relación de compresión y la dinámica del flujo. La metodología se basó en simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) mediante el software Ansys, complementadas con un modelo paramétrico que permitió predecir la concentración de gases contaminantes (CO, CO₂, NO, NO₂, NOₓ y HNC) en función a los grados de giro del cigüeñal y temperatura... Introduction: Although pistons are designed to generate turbulence that favors the air-fuel mixture, there is uncertainty about how minimal modifications in geometry, such as the reduction in volume in the squish zone due to grinding, alter heat distribution and efficiency in engines where emissions control is relevant. This study seeks to analyze these effects, especially in applications where the balance between performance and emissions is crucial. Two geometric configurations were evaluated: a standard combustion chamber and a rectified one with a 0.2 mm reduction in height, which modifies the compression ratio and flow dynamics. The methodology was based on computational fluid dynamics (CFD) simulations using Ansys software, complemented by a parametric model that allowed predicting the concentration of polluting gases (CO, CO₂, NO, NO₂, NOₓ and HNC) based on crankshaft rotation speeds and temperature. Methodology: Two geometric configurations were evaluated: a standard combustion chamber and a rectified one with a 0.2 mm reduction in height, which alters the compression ratio and flow dynamics. The methodology was based on computational fluid dynamics (CFD) simulations using Ansys software, complemented by a parametric model that allowed the prediction of pollutant gas concentrations (CO, CO₂, NO, NO₂, NOₓ, and HNC) as a function of crank angle and injection temperature..