Resonadores
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Resonadoras EGR
Los turbocompresores se han vuelto comunes en los automóviles de pasajeros y en los vehículos comerciales. Tienen un excelente mecanismo para aumentar efectivamente la eficiencia del combustible y la potencia del motor, pero desafortunadamente causan varios problemas de ruido. Sus ruidos se clasifican principalmente como ruidos propagados por estructuras, generados por la vibración de los módulos del eje giratorio (cartuchos), y ruidos aerotransportados, por el flujo de aire dentro de los turbocompresores o sus conductos de acoplamiento. En este estudio se presenta un intento de reducir el ruido de pulsación generado por las ruedas del compresor, cuya frecuencia es la misma que la del ruido de zumbido. Este intento se basa en el uso de resonadores de rama lateral compactos de alta frecuencia para desarrollar un sistema de bajo ruido de admisión. Los resonadores se utilizan a menudo en los motores modernos para contrarrestar el ruido de los turbocompresores y las tuberías. Se pueden colocar en varios puntos a lo largo de la sección de aire de carga. Los resonadores (mezcladores EGR) se utilizan con frecuencia en los motores modernos para contrarrestar el ruido de los turbocompresores y las tuberías. Se pueden colocar en varios puntos de la sección de aire de carga. Debido a las altas temperaturas que a menudo se dan en estas áreas (hasta 225°C) y las presiones de carga pulsantes (hasta alrededor de 3.2 bar), los resonadores de plástico tienen que cumplir requisitos estrictos. Para el diseño acústico, se utiliza la simulación de flujo mediante FEM/BEM, que permite desarrollar la geometría de resonador ideal para la amortiguación y la pérdida de presión y para el espacio disponible, de forma rápida y eficaz. Los resultados se evaluan en en un bancos de pruebas acústicas. Los resonadores tambíen se diseñan en metal soldado. Sin embargo, el cambio al plástico da como resultado un potencial de reducción de peso y costos de hasta un 50 por ciento. Otra ventaja es que las soluciones de plástico permiten un uso más eficaz del espacio de instalación disponible. Por lo tanto, la amortiguación acústica y la resistencia al flujo pueden optimizarse. Para lograr índices de EGR más altos dentro de todo el mapa de rendimiento del motor, se utilizan cada vez más los sistemas de EGR de baja presión. Aquí también hay nuevas áreas de aplicación para soluciones de productos hechos de plástico. La tecnología de simulación CFD cuando diseña mezcladores EGR y desarrolla resonadores para calcular y, si es necesario, mejorar el comportamiento de mezcla del gas EGR con aire fresco y la pérdida de presión en el sistema. Para reducir el espacio y el peso de la instalación, también es concebible una combinación de resonador y mezclador EGR en un solo componente. Se presenta el diseño de dicho sistema, que se basa principalmente en la teoría acústica lineal 1D desarrollada y las investigaciones teóricas para utilizar más de un resonador conectado al conducto principal en serie y/o en paralelo. Se presenta una estrategia de optimización para elegir el desplazamiento del eje del resonador apropiado. En caso de geometría asimétrica compleja en resonadores reales, se utiliza un elemento finito 3 D. Los modelos presentados se validan mediante comparación con los resultados medidos a temperatura ambiente. Los modelos validados se utilizan para mejorar el rendimiento acústico de los resonadores reales. Con base en los modelos desarrollados y los resultados de optimización, el diseño interno de los resonadores mejora su desempeño acústico; las disposiciones en serie aumentan la amortiguación a la misma frecuencia máxima, mientras que las disposiciones en paralelo la amplían. La cantidad de amortiguación adicional añadida al sistema de admisión depende de la geometría de los resonadores y de su desplazamiento del eje, que puede ser de alrededor de 50 dB en los picos y de 30 dB entre picos en condiciones normales de funcionamiento del motor. Se puede lograr una mejora adicional en la reducción de ruido del sistema de admisión rediseñando y optimizando todo el sistema con resonadores usados bajo restricciones de espacio y forma.