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Otto and Diesel engine models with cyclic variability

2002; Mexican Society of Physics; Volume: 48; Issue: 3 Linguagem: Espanhol

2683-2224

J. A. Rocha Martínez, Tejeda González, C. G. Pavía Miller, Rosaura Hernãndez, F. Angulo‐Brown,

Vehicle emissions and performance

EN MAQUINAS DE COMBUSTION INTERNA, TIPICAMENTE, MILES DE CICLOS SON REALIZADOS EN UN MINUTO. EN ESTA SECUENCIA DE CICLOS ALGUNAS CANTIDADES FISICAS Y QUIMICAS CAMBIAN DE CICLO A CICLO. POR EJEMPLO, EL CALOR DE COMBUSTION CAMBIA DEBIDO A GASES RESIDUALES, A COMBUSTION IMPERFECTA Y A OTRAS RAZONES. EN ESTE TRABAJO PRESENTAMOS DOS MODELOS A TIEMPO FINITO PARA LOS CICLOS OTTO Y DIESEL, EN LOS CUALES SE ESTUDIA LA VARIABILIDAD CICLICA COMO SI ESTUVIERA OCURRIENDO EN LAS CAPACIDADES CALORIFICAS DE LA SUSTANCIA DE TRABAJO. CONSIDERAMOS TANTO FLUCTUACIONES DESCORRELACIONADAS (UNIFORME Y GAUSSIANA) COMO CORRELACIONADAS (DISTRIBUCION TIPO MAPA LOGISTICO). ENCONTRAMOS QUE EN EL CASO DE LAS FLUCTUACIONES CORRELACIONADAS, LA POTENCIA Y LA EFICIENCIA DE AMBOS CICLOS ALCANZAN MAYORES FLUCTUACIONES QUE EN LOS CASOS DESCORRELACIONADOS. ESTE RESULTADO PUEDE AYUDAR A COMPRENDER MEJOR EL FUNCIONAMIENTO DE MAQUINAS DE COMBUSTION INTERNA. Abstract TYPICALLY, IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE, THOUSANDS OF CYCLES ARE PERFORMED IN A MINUTE. IN THIS SEQUENCE OF CYCLES MANY PHYSICAL AND CHEMICAL QUANTITIES CHANGE FROM CYCLE TO CYCLE. FOR EXAMPLE, THE COMBUSTION HEAT CHANGES DUE TO RESIDUAL GASES, IMPERFECT COMBUSTION AND OTHER REASONS. IN THIS WORK, WE PRESENT TWO FINITE-TIME THERMODYNAMICS MODELS FOR BOTH AN OTTO AND A DIESEL CYCLE, IN WHICH THE CYCLIC VARIABILITY IS STUDIED AS OCCURRING IN THE HEAT CAPACITIES OF THE WORKING FLUID. THE FLUCTUATIONS CONSIDERED ARE OF THE UNCORRELATED TYPE (UNIFORM AND GAUSSIAN) AND ONE CORRELATED CASE (LOGISTIC MAP DISTRIBUTION). WE FIND THAT IN THE CORRELATED FLUCTUATIONS CASE, THE POWER OUTPUT AND THE EFFICIENCY OF BOTH CYCLES REACH BIGGER FLUCTUATIONS THAN IN THE UNCORRELATED CASES. THIS RESULT CAN PROVIDE INSIGHTS OVER THE PERFORMANCE OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES.