Otimização do desenho da câmara de combustão de um motor DI-SI

Abstract

Na presente dissertação do Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica é apresentado trabalho desenvolvido na otimização do desenho da câmara de combustão de um motor de injeção direta a gasolina (DI-SI – Direct injection - Spark Ignition), com recurso a software de CFD (Computional Fluids Dynamics). O software utilizado foi o CONVERGETM CFD. Este software foi desenvolvido propositadamente para a simulação de motores de combustão interna. Primeiro foi analisada uma geometria da câmara de combustão e respetiva conduta de admissão, passando-se posteriormente ao estudo da influência de diversos fatores. Foram objeto de análise fatores como a geometria da coroa do pistão, a posição do injetor, velocidade de rotação do motor e diversas características do spray (tempo de inicio de injeção, pressão de injeção, tipo de cone, ângulo do cone, quantidade de massa injetada e tamanho médio das gotas de spray). Do trabalho desenvolvido chegou-se a uma possível geometria capaz de criar uma mistura estratificada dentro da câmara de combustão para várias velocidades de rotação.

In this dissertation of the MSc in Mechanical Engineering is presented the developed work in optimization of the combustion chamber design of an engine's gasoline direct injection (DI-SI, Direct injection - Spark Ignition), using CFD software (Computational Fluids Dynamics). The software used was CONVERGETM CFD. This software was developed specially for the simulation of internal combustion engines. First it was considered a combustion chamber geometry and respected intake manifold, moving later to study the interference of several factors. Have been considered factors such as the geometry of the piston crown, injector position, speed of rotation and several characteristics of the spray (start time of injection, injection pressure, type of cone, cone angle, amount of mass injected, the average size of drops of spray and injection pressure).Characteristics of spray; The work came to a possible geometry capable of creating a stratified mixture within the combustion chamber for various rotation speeds.