│ 46
Estratificación de un motor de inyección directa a
gasolina al variar la altitud
Stratification of a gasoline direct injection to vary
altitude
Resumen
En este artículo se desarrolla una metodología experimental con el objeto de determinar la estraticación de la mezcla aire-
combustible que se produce en un motor de inyección directa a gasolina, que puede ser homogénea, homogénea pobre y
estraticada. Al variar el nivel de altura geográca en el vehículo de 0 a 4000 metros de altura con respecto al nivel del mar.
Determinando cuáles son los parámetros que inciden directamente en la estraticación de la mezcla aire combustible conocidos
como modo de trabajo, mediante el estudio del sistema GDI y la aplicación de una prueba experimental dinámica en base a normas
y protocolos desarrolladas por la SAE. Utilizando un escáner automotriz de última generación y un GPS, aplicados a un vehículo
MAZDA CX-5. Los resultados de las pruebas realizadas revelan cuando se producen los modos de trabajo homogéneo pobre,
homogéneo y estraticado en las pruebas. Además, indican cómo inuye la variación de la altura en la selección de estos modos de
trabajo cada 500 metros de altura y muestran cómo se puede identicar cada modo de trabajo con el escáner mediante la línea de
datos, y entender los cambios en el funcionamiento debido a la variación del modo de trabajo.
Palabras clave: inyección directa gasolina, Mazda cx-5, modo homogéneo, variación de altura
Abstract
In this article an experimental methodology is developed in order to determine the stratication of the air-fuel mixture produced in
a gasoline direct injection engine, which can be homogeneous, lean homogeneous and stratied. By varying the level of geographical
height in the vehicle from 0 to 4000 meters above sea level. Determining which are the parameters that directly affect the stratication
of the fuel air mixture known as working mode, through the study of the GDI system and the application of a dynamic experimental
test based on standards and protocols developed by the SAE. Using an automotive scanner of last generation and a GPS, applied to a
MAZDA CX-5 vehicle. The results of the tests carried out reveal when poor homogeneous, homogeneous and stratied working modes
are produced in the tests. In addition, they show how height variation inuences the selection of these working modes every 500
metres in height and show how each working mode can be identied with the scanner via the data line, and understand the changes
in operation due to variation in working mode.
Keywords: direct injection of gasoline, Mazda cx-5, homogeneous mode, height variation
Recibido: 18 de julio de 2018
Aceptado: 04 de febrero de 2019
Julio, Leguísamo-Milla
1
*; Santiago, Celi-Ortega
2
;
Edilberto, Llanes-Cedeño
3
; Juan, Rocha-Hoyos
4
1
Magíster en Sistemas Automotrices; Docente tiempo completo; Universidad Internacional SEK, Quito- Ecuador; julio.leguisamo@uisek.
edu.ec; https://orcid.org/ 0000-0001-5383-1746
2
Magíster en Administración y Marketing; Universidad Internacional SEK, Quito- Ecuador; santiago.celi@uisek.edu.ec; https://orcid.org/
0000-0002-8302-3413
3
PhD en Ciencia; Universidad Internacional SEK, Quito- Ecuador; antonio.llanes@uisek.edu.ec; https://orcid.org/ 0000-0001-6739-7661
4
Magíster en Sistemas Automotrices; Docente tiempo completo; Universidad Internacional SEK, Quito- Ecuador; carlos.rocha@uisek.
edu.ec; https://.org/ 0000-0003-0660-7199
*Autor para correspondencia: julio.leguisamo@uisek.edu.ec
Revista Ciencia UNEMI
Vol. 12, Nº 30, Mayo-Agosto 2019, pp. 46 - 56
ISSN 1390-4272 Impreso
ISSN 2528-7737 Electrónico
http://dx.doi.org/10.29076/issn.2528-7737vol12iss30.2019pp46-56p
│ 47
Leguísamo et al. Estraticación de un motor de inyección directa a gasolina al variar la altitud
I. INTRODUCCIÓN
A nivel mundial se emiten leyes para regular
la cantidad de contaminantes emitidos por los
motores de combustión a la atmósfera, razón por
la cual los fabricantes han desarrollado nuevas
tecnologías como vehículos híbridos y eléctricos,
pero debido a que este tipo de tecnología todavía
no satisface completamente las expectativas de
los consumidores, se han visto en la necesidad
de desarrollar nuevas tecnologías usando
combustibles fósiles, como la inyección directa a
gasolina, con el objetivo de cumplir estas normas.
Esta tecnología se comercializa en todo el mundo
e introduce nuevos conceptos y elementos,
además de rediseñar el funcionamiento de
algunos elementos ya utilizados en los sistemas
tradicionales de inyección indirecta a gasolina
los cuales se manifiestan con respecto al ingreso
de aire, el suministro de combustible, el salto
de chispa y la emisión de gases contaminantes
(Rodríguez and Cheng, 2016); (C. Huang et al.,
2016). Pero la variación del funcionamiento de los
distintos elementos depende del modo de trabajo
seleccionado por el módulo de control electrónico,
por esto la importancia de conocer la selección del
modo de trabajo ya que no hay ningún indicador o
parámetro de identificación en la línea de datos que
indique el modo de trabajo que se está ejecutando.
Entre los muchos fenómenos complejos que se
producen durante la preparación de la mezcla de
combustible, como el movimiento en el cilindro
de flujo, diseño del pistón, la ubicación del
inyector, la presión de inyección, características
de pulverización, la interacción de combustible
con la pared, salto de chispa, etc. Cuando el motor
funciona debido a las exigencias del conductor que
varían en función de la carga y velocidad la Ecu del
vehículo adopta diferentes modos de trabajo que
son los que establecen las características que guían
el plan de trabajo del motor, que en un instante
determinado y poder ser estratificada, homogéneo
y homogéneo pobre; que se basan en la proporción
de la mezcla aire combustible que se encuentra en
el cilindro (Seong, 2014). En el modo estratificado
ingresa al motor una mezcla pobre cuando el
vehículo se desplaza en condiciones de carga
parcial. La mezcla pobre se concentra alrededor
de la bujía y acumula una sola capa de aire para
eliminar la estrangulación y conseguir el ahorro
de combustible. El modo homogéneo prepara una
mezcla homogénea en todo el cilindro cuando se
necesita la mayor potencia del motor es decir a
los regímenes más elevados. La inyección varía de
manera automática y el combustible es inyectado
en la fase de compresión y en la de admisión. El
modo de operación homogéneo-pobre se produce
durante la transición entre el modo estratificado y
el homogéneo. En este modo se realiza la inyección
de combustible en las mismas condiciones que el
modo homogéneo pero el ingreso de aire mantiene
las mismas condiciones del modo estratificado
(Lopez, 2012).
El análisis de la formación de la mezcla y el
desarrollo de la llama en un motor de inyección
directa (Costa et al., 2014); (Saw and Mallikarjuna,
2017) se estudia a través de simulaciones numéricas
y de imagen digital ultravioleta donde se indica
que la inyección de combustible temprana dio
como resultado la formación de mezcla homogénea
que dio lugar a una combustión estable. Además,
se determina que la mezcla estratificada aumentó
variaciones ciclo por ciclo. Donde se investigó el
efecto de la inyección y el encendido de tiempo
en el desarrollo de propagación de la llama y se
determinó que este tipo de mezcla se ejecuta en
un rango de trabajo con respecto al tiempo de
inyección y al tiempo de encendido. Las pruebas
se llevaron a cabo en un motor mono cilíndrico
de inyección directa a gasolina de cuatro válvulas
y el crecimiento de la llama se detectó por una
cámara de vídeo UV Nikkon instalada en el interior
del pistón, la cual se utilizó para observar la
combustión en el cilindro.
Se desarrolla una investigación donde se
reproducen los tres modos de trabajo para
determinar los diferentes tamaños del material
partículado que se producen en las emisiones de un
motor inyección directa. Donde se varía la presión
y el caudal máximo de acuerdo a cada modo de
trabajo en 12 MPa, 5,5 MPa y 3,0 MPa de presión
respectivamente y se obtiene una descripción
completa del comportamiento dinámico del
combustible que sale en cada modo de trabajo. Las
presiones de inyección más altas promueven una
altura de penetración y de pulverización que incide
en el ángulo del cono de pulverización, penetración
48 │
Volumen 12, Número 30, Mayo-Agosto 2019, pp. 46 - 56
de la punta y la morfología de pulverización para
todas las tres presiones de inyección, antes y
después del choque lo que nos indica una vez más
la importancia de conocer cuando se producen
los modos de trabajo en un vehículo con motor
inyección directa a gasolina (Montanaro, 2013).
Un motor de inyección directa gasolina opera
típicamente en diferentes modos de mezcla, a
cargas más altas una mezcla homogénea mientras
que una mezcla estratificada en condiciones de
baja carga. Es importante determinar un método
para conocer cuando se producen estos modos de
trabajo, debido a que en cada modo las condiciones
de la dinámica del proceso de mezcla son diferentes
con respecto a velocidad, flujos, cantidad y tiempo
de los principales elementos que producen la
combustión. Los cuales inciden directamente en
los parámetros de economía de combustible, la
densidad de potencia, par-velocidad y emisiones
contaminantes. Por lo que es importante
determinar si la variación de la altura con respecto
al nivel influye en la selección del modo de trabajo
por parte de la ECU.
II. DESARROLLO
1. Metodología
El vehículo que se utilizó en la investigación
fue un MAZDA CX-5 el cual empezó su producción
en el 2012 y se mantiene hasta la actualidad con
el sistema de inyección directa a gasolina que
constituye uno de los componentes de la tecnología
Skyactiv que promoción Mazda en este vehículo.
Las especificaciones técnicas se detallan en la tabla
1.
Se utiliza un escáner automotriz que cumple
la legislación de protocolo de comunicación
OBDII que prescribe una estandarización de
las informaciones de lectura en la línea de datos
conforme a las especificaciones (Society of
Automotive Engineers, 2002). Se usa el scanner
MAXIDAS de la marca Autel que es un equipo
genérico, con el cual se puede observar en el equipo
los valores de trabajo de los sensores, actuadores e
interruptores. En la pantalla de datos cada sensor
y actuador posee una línea de datos denominada
PID.
Para verificar la ubicación del vehículo en las
diferentes posiciones de prueba del auto se utiliza
un GPS Garmin e-trex 20 con el cual se puede
determinar la altura con respecto al nivel y la
Tabla 1. Especificaciones Técnicas Mazda CX-5
Fuente: Mazda, 2013
Especicación técnica Característica
Posición del motor Delantero Transversal
Número cilindros 4 en línea
Cilindrada 1998 (cc)
Potencia Máxima 165 Cv (121 kW) / 6.000 r.p.m
Par motor maxima 210 Nm / 4.000 r.p.m.
Diámetro x Carrera (mm) 83,5 mm x 91,2 mm
Relación de compression 14,0 : 1
Alimentación Inyección directa.
Normativa de emisión de gases Euro V
Combustible Gasolina
presión atmosférica del lugar de prueba y tiene
una memoria interna de 1,7 GB, 2000 puntos de
referencia para ubicación de coordenadas y un
puede almacenar hasta 10.000 trayectos.
Método identificación modo de trabajo
Los parámetros para determinar el modo de
trabajo estratificado, homogéneo y homogéneo
pobre se indican el manual del fabricante (Mazda,
2013) y se observa los rangos de trabajo en función
de la carga y velocidad angular del motor como
se indica en la figura 1. Además, las principales
variables para determinar los modos de trabajo
son: las revoluciones del motor que es la velocidad
angular con que gira el cigüeñal y se mide en rpm.
La carga representa un valor para un régimen de
│ 49
Leguísamo et al. Estraticación de un motor de inyección directa a gasolina al variar la altitud
Tabla 2. Ciclo de prueba dinámica
Fuente: Elaboración propia
Tiempo
(s)
Velocidad
(km/h)
Condición
Vehículo
Altura de prueba
(msnm)
0 a 5 0 (ralentí) ralentí 0
5 a 10 De 0 a 40 En marcha acelerar 500
10 a 30 40 En marcha aceleración constante 1 000
30 a 40 De 40 a 60 En marcha acelerar 1 500
40 a 60 60 En marcha aceleración constante 2 000
60 a 70 De 60 a 40 En marcha desacelerar 2 500
70 a 90 40 En marcha aceleración constante 3 000
90 a 100 De 40 a 0 En marcha desacelerar 3 500
100 a 105 0 ralentí 4 000
giro dado, el grado de carga expresa la relación
entre el par máximo del motor a ese régimen y
está en %. Los valores de datos utilizados de las
rpm y la carga se los puede observar en el valor
del PID de la línea de datos indicado en el escáner
respectivamente (Society of Automotive Engineers,
2002). Al realizar la experimentación se obtienen
los valores de carga y rpm los cuales se ubicara en
el diagrama y se encontrara el modo de trabajo
que corresponde al tipo de estratificación y es
ejecutado por la ECU.
El ciclo de conducción es basado en las normas
de prueba de la SAE (Society of Automotive
Engineers, 2008) y en un estudio similar (Robles y
Martínez, 2010), pero en un vehículo a gasolina con
inyección indirecta de combustible debido a que se
obtuvieron resultados confiables y que garantizan
una repetitividad. Además, el ciclo de prueba se
adaptó a las mismas condiciones de variación de
altura con respecto al nivel del mar, ya que se quiso
estudiar para establecer también una comparación
con este estudio. Se establece una ruta que brinde
las condiciones necesarias de circulación y se
pueda cautelar la seguridad de los conductores,
que cumpla con las variaciones de altura necesarias
y una pendiente máxima de 5°. Se ejecutaron diez
pruebas en cada altura, cada ciclo de prueba tiene
una duración de 110s, una longitud de 1,1 km, se
realiza a temperatura de funcionamiento y se
mantienen velocidades medias de “40 km/h” en
aceleración y desaceleración y velocidad máxima
“60 km/h”. El ciclo se detalla en la tabla 2.
Figura 1: Modos de trabajo Mazda cx-5
Fuente: (MAZDA, 2013)
50 │
Volumen 12, Número 30, Mayo-Agosto 2019, pp. 46 - 56
Los datos a analizar son los valores de
revoluciones y carga de motor obtenido a los
“25s”, “55s” y “85s” debido a que son los datos
más estables del ciclo, y se utilizara estos valores
para ubicar en el diagrama revoluciones vs carga
y así obtener el tipo de mezcla o modo de trabajo
ejecutado por la ECU. El desarrollo del ciclo y los
puntos de tomas de datos se pueden observar en la
figura 2.
III. RESULTADOS
En las pruebas dinámicas se determinan los
modos de trabajo que se producen en los tiempos
de ciclo seleccionados en el protocolo de prueba
en las condiciones de velocidad establecidas
que son 40 km/h en aceleración, 60 km/h y 40
Figura 2: Tiempo del ciclo donde se realiza la toma de datos
Fuente: Elaboración propia
km/h en desaceleración, a las diferentes alturas
seleccionadas los cuales se detallan en la tabla 3
y 4, donde se indican los valores de carga, rpm,
presión de combustible, tiempo de encendido,
lambda e ingreso de aire, para determinar el tipo
de mezcla que el sistema de control del vehículo
ejecuta de acuerdo a la variación de la altura.
Tabla 3. Valores de carga, rpm y presión de combustible obtenidos prueba dinámica
Fuente: Elaboración propia
40 km/h
Aceleración
60 km/h
40 km/h
Desaceleración
Msnm
(m)
Carga
(%)
Rpm
Presión en
riel
(KPa)
Carga
(%)
Rpm
Presión
en riel
(KPa)
Carga
(%)
Rpm
Presión
En riel
(KPa)
0 18.3 2786 4527 36.2 2706 4955 17.6 2748 3147
500 20.6 2775 4965 37.4 2821 5688 19.9 2541 4192
1000 21.0 2592 5083 38.2 3415 7099 20.3 3183 4945
1500 24.2 2748 5566 45.7 2787 7471 20.6 3070 3174
2000 29.4 2748 5807 49.3 2741 7773 24.2 2548 3000
2500 36.2 2633 6103 62.4 3211 8027 27.0 2731 3143
3000 50.1 2729 6244 67.8 2808 9210 33.4 2807 3282
3500 53.4 2613 6455 76.4 2749 11420 33.8 2809 3661
4000 76.4 2588 11846 89.1 3001 12554 56.5 2964 6759
│ 51
Leguísamo et al. Estraticación de un motor de inyección directa a gasolina al variar la altitud
IV. DISCUSIÓN
En la figura 3 se representan los modos de
trabajo ejecutados a 40 km/h en aceleración a los
25s del ciclo de manejo, se puede observar que en
todas las condiciones de altura excepto la mayor,
4000 msnm, se produce un modo homogéneo
pobre debido a que de los valores de las alturas de
0 msnm hasta los 3500 msnm se mantienen en el
rango de este tipo de mezcla que en esta condición
esta entre 17,5% a 73% de carga y de 2500 a 3000
rpm las revoluciones. En la condición de mayor
altura se produce el modo homogéneo debido a que
esta mezcla se ejecuta a una condición de 73,1% a
95% de carga y con el rango de rpm de 2500 a 3000
rpm y a la mayor altura del experimento que fue
4000 msnm tenemos una carga de 76,4% y a 2588
rpm.
Con respecto a la variación de la altura
podemos observar que el incremento de la misma
no puede establecer una tendencia proporcional,
pero si comparamos la altura más baja con la más
alta hay un incremento del 58,1% de carga. Hay
una tendencia de reducción de lambda debido a
la reducción del volumen de oxígeno que produce
un mayor enriquecimiento de la mezcla que se
produce en las mayores alturas y va acompañado
del modo de trabajo homogéneo determinado por
la ECU, es así que el mayor valor es a los 0 metros
corresponde a 1.263 y a la mayor altura se tiene un
valor de 0.989.
Se puede indicar que el tamaño de las partículas
Tabla 4. Valores de carga, rpm y presión de combustible obtenidos prueba dinámica
Fuente: Elaboración propia
40 km/h
Aceleración
60 km/h
40 km/h
Desaceleración
Msnm
(m)
Tiempo
Encendido
(°)
Lambda
(λ)
MAF
(g/s)
Tiempo
Encendido
(°)
Lambda
(λ)
MAF
(g/s)
Tiempo
Encendido
(°)
Lambda
(λ)
MAF
(g/s)
0 45.32 1.263 5,94 50.29 1.057 8,83 49.23 1.233 9,03
500 52.03 1.229 5,39 44.96 1.226 14,52 50.12 1.033 11,54
1000 41.06 1.198 5,27 31.95 1.159 16,57 51.46 1.084 19,19
1500 37.05 1.174 5,22 21.51 0.955 21,47 44.63 1.145 6,87
2000 34.64 1.154 10,55 20.10 0.952 19,51 22.37 1.035 10,57
2500 30.29 1.129 6,54 40.58 1.032 10,54 41.06 1.210 5,22
3000 41.63 1.116 11,73 41.79 1.102 5,48 41.17 1.176 5,27
3500 37.92 1.113 17,56 19.45 0.864 28,48 39.93 1.150 5,38
4000 11.71 0.989 19,5 15.56 0.991 21,51 24.50 1.104 5,99
del material particulado (Seong, 2014) varía de
acuerdo a la carga de un modo inversamente
proporcional, manteniendo regímenes de 1500 a
3000 rpm es así que a una carga de 33% el tamaño
de las partículas varía entre 10 y 20 nm y a una carga
al 50% varía entre 7 y 9nm. Debido la variación
del tiempo de encendido que en modo homogéneo
pobre trabaja en ángulos comprendidos entre
30.29° y 52.03°, mientras en modo homogéneo
el ángulo es de 11.71° que influye directamente
en la combustión. La presión de inyección indica
que a las mismas condiciones por la variación de
altura las partículas más pequeñas se producirán
a la mayor altura debido a la elevación de presión
que en modo homogéneo corresponde a 11846 KPa
que en promedio es 47.22% mayor que la presión
en cualquiera de las alturas en modo homogéneo
pobre.
52 │
Volumen 12, Número 30, Mayo-Agosto 2019, pp. 46 - 56
Figura 3: Modo de trabajo a diferentes alturas a 40km/h en aceleración
Fuente: Elaboración propia
La figura 4 indica que a 60 km/h en el segundo
55 del ciclo de prueba se producen a los 4000 y
3500 msnm el modo homogéneo debido a que en
el rango de revoluciones que comprende de 2700
rpm a 3500 rpm y la carga esta 73,1% y 95%; para la
altura de 3500 msnm es de 76,4% de carga y 2749
rpm y para los 4000msnm es de 89,1% y 3001 rpm.
Mientras que para las demás alturas se ejecuta el
modo homogéneo pobre que se encuentran en el
rango de trabajo de esta mezcla que esta entre 15%
y 70% de la carga y en el rango de 2000 a 3000
rpm.
Además, se puede determinar que en modo
homogéneo pobre se tiene un valor de lambda
mayor a 1 que indica una mezcla pobre y en el
modo homogéneo se registran valores menores a 1
como a los 3000 y 4000 con valores de lambda de
0.864 y 0.991 respectivamente, también se puede
observar que a las alturas de 1500 y 2000 también
se obtienen valores menores a 1 pero es porque se
produce una regeneración del catalizador.
El incremento de la altura influye directamente
en el aumento de la carga debido a que este
incremento de la altura reduce la presión
atmosférica que tiene incidencia directa en la
relación aire combustible lo que influye en el
tamaño de la emisión de partículas (Seong,
2014). La selección del modo de trabajo influye
directamente en la presión de inyección de
combustible en el cilindro (Jiao, Q., y Reitz, R.
2015), lo que determina una altura de penetración
y ángulo de pulverización radial que influye en
el proceso de combustión. Razón por la cual con
la variación de la altura con respecto a nivel del
mar en una misma condición aumenta la presión
de inyección, el tiempo de inyección y el caudal
inyectado teniendo los mayores valores a los 3500
con un valor de 11420 KPa y a los 4000 msnm un
valor de 12554 KPa los cuales se producen en modo
homogéneo.
│ 53
Leguísamo et al. Estraticación de un motor de inyección directa a gasolina al variar la altitud
Figura 4: Modo de trabajo a diferentes alturas a 60km/h
Fuente: Elaboración propia
Figura 5: Modo de trabajo a diferentes alturas a 40km/h en desaceleración
Fuente: Elaboración propia
La figura 5 muestra que la velocidad en
desaceleración que corresponde a 40 km/h
al segundo 85 del ciclo se produce el modo
homogéneo pobre en todas las condiciones de
altura debido a que en esta condición las rpm están
entre 2700 y 3200 rpm y la carga esta de 17.6 y
56.5% y el rango de trabajo de esta condición es
de 15 a 70%. La variación de la altura igual que en
las otras condiciones influye en el aumento de la
carga que influye en el tamaño de las partículas
(Seong, 2014) debido al incremento de la presión
de inyección en el cilindro (Montanaro, 2017)
con valores de 3147 KPa a la menor altura y 6759
KPa a la mayor, pero se debe considerar que valor
del incremento de presión depende del modo de
trabajo. En esta condición dinámica es cuando se
producen los menores valores de carga, debido
a que por la inercia del vehículo se reducen las
perdidas por estrangulamiento, esta es la razón por
la cual en esta condición se produce menor cantidad
de emisiones contaminantes de HC, NOx y CO con
respecto a las otras condiciones de velocidad del
estudio (Niculae et al,. 2017). Lo que indica que el
modo de trabajo homogéneo pobre se mantiene a
pesar de la variación de carga por la altura; para
reducir las emisiones de gases contaminantes. Se
puede observar en las diferentes condiciones que la
lambda es mayor a uno; el mayor valor se registra
a la menor altura y es de 1.233 y a la mayor altura
es de 1.104. También se confirma que en el modo
homogéneo pobre el tiempo de encendido trabaja
de 22.37° a 51.46° lo que indica que el rango de
trabajo del tiempo de encendido es mayor a 20°.
54 │
Volumen 12, Número 30, Mayo-Agosto 2019, pp. 46 - 56
V. CONCLUSIONES
Las pruebas mostraron que en la prueba
dinámica la variación de altura con respecto al
nivel del mar influye directamente en la carga del
motor lo que determina la selección del modo de
trabajo. También se determina que en la prueba
dinámica solo se producen los modos de trabajo
homogéneo-pobre y homogéneo.
Se demostró la importancia de conocer el modo
de trabajo debido a que la selección del modo de
trabajo y los rangos de trabajo de los diferentes
sensores y actuadores cambian variando como la
presión de inyección, tiempo de inyección, caudal
de inyección, tiempo de encendido, cantidad y
flujo de ingreso de aire, relación aire combustible,
apertura y cierre de válvulas lo que influye
directamente en las emisiones contaminantes,
consumo de combustible y prestaciones de torque
y potencia.
Mediante la experimentación se determinó
que la mezcla estratificada no se produce en
las condiciones de prueba dinámica, la mezcla
homogénea pobre se produce en las diferentes
alturas a excepción de los 4000 y 3500 msnm
donde se produce el modo homogéneo que se
produce básicamente por la carga la cual varia por
el aumento de la altitud con respecto al nivel del
mar.
VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Alagumalai, R. (2014). Internal combustion engines:
Progress and prospects. Renewable and
Sustainable Energy Reviews, 38, 561-571. doi:
10.1016/2014-06-014
An, Y., Teng, S., Li, X., Qin, J., Zhao, H., Gang, T., y Liu, B.
(2016).Study of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
Evolution Processing in GDI Engines Using TRF-
PAH Chemical Kinetic Mechanism. SAE Technical
Paper. doi: 10.4271/2016-01-0690
Chen, H., Gong, X., Liu, Q., y Hu, Y. (2013). Triple-
step method to design non-linear controller for rail
pressure of gasoline direct injection engines. Control
Theory and Applications, 8(11), 948-959. doi:
10.1049/iet-cta.2013.0476
Costa, M., Catapano, F., Marseglia, G., y Sorge, U. (2015).
Experimental and Numerical Investigation of the
Effect of Split Injections on the Performance of a
GDI Engine Under Lean Operation. SAE Technical
Paper. doi: 10.4271/201524-2413
Costa, M., Marchitto, L., Merola, S., y Sorge, U. (2014).
Study of mixture formation and early ame
development in a research GDI engine through
numerical simulation and UV-digital imaging.
Energy, 77(1), 88-96. doi:10.1016/2014-04-114
Costagliola, M. (2013). Combustion efciency and engine
out emissions of SI engine fueled with alcohol/
gasoline blends. Applied Energy,1(1), 1162-1171.
doi:10.1016/2012-09-042
Dahl, D., Denbratt, I., y Koopmans, L. (2009). An
Evaluation of Different Combustion Strategies for SI
Engines in a Multi-Mode Combustion Engine. SAE
Int. J. Engines, 1(1), 324-335. doi:10.4271/2008-01-
0426
Doornbos, G., Hembal, G., y Dahl, D. (2015). Reduction
of Fuel consumption and Engine-Out NOx
Emissions in a Lean Homogeneus GDI Combustion
System,Utilizing Valve Timing and an Advanced
Ignition System. SAE Technical Paper, 8(3). doi:
10.4271/2015-01-0776
Gaeta, A., Fiengo, G., Palladino, A., y Giglio, V. (
December 2009). A control oriented model of a
Common-Rail System for Gasoline Direct Injection
Engine. Proceedings of the 48h IEEE Conference on
Decision and Control (CDC). Shanghai, China.
Gu, X., Huang, Z., Cai, J., Gong, J., Wu, J., y Lee, F.
(2012). Emission Characteristics of a Spark-Ignition
Engine Fuelled With Gasoline-n-Butanol Blends
in Combination With EGR, Fuel, 93, 611–617. doi:
10.1016/2011-11-040
Hanabusa, H., Kondo, T., Hashimoto, K., y Sono,
H. (2013). Study on Homogeneous Lean Charge
Spark Ignition Combustion. SAE Technical Paper.
doi:10.4271/2013-01-2562
Huang, C., Yasari, E., Johansen, L., Hemdal, S.,
│ 55
Leguísamo et al. Estraticación de un motor de inyección directa a gasolina al variar la altitud
y Lipatnikov, U. (2016). Application of Flame
Speed Closure Model to RANS Simulations of
Stratied Turbulent Combustion in a Gasoline
Direct-Injection Spark-Ignition. Combustion
Science and Technology, 188(1), 98-131. doi:
10.1080/00102202.2015.1083988
Jiao, Q., y Reitz, R. (2015). The Effect of Operating
Parameters on Soot Emissions in GDI Engines. SAE
Int. J. Engines 8(3), 1322-1333. doi:10.4271/2015-
01-1071
Kar, T., y Agarwal, AK. (2015). Development of
a single culinder CNG direct injection engine
and its performance, emission and combustion
characteristics. Int. J. Oil, Gas and Coal Technology,
10(2), 204-220. Recuperado de https://www.
inderscienceonline.com/doi/abs/10.1504/
IJOGCT.2015.070839
Karwa, N., Stephan, P., Wiese, D., y Lejsek, D. (December
2014). Gasoline direct injection engine tip drying. 19
th
Australian Fluid Mechanics Conference. Melbourne,
Australia.
Kawasumi, Y., Yasui, Y., y Higashitani, H. ( June 2006).
Cooperated Control of Multi Stage Injection System
for Direct Injection Gasoline Engine. American
Control Conference. Minneapolis, MN, USA
Lapuerta, M., Armas, O., Agudelo, J y Sánchez, C.
(2006). Estudio del Efecto de la Altitud sobre el
Comportamiento de Motores de Combustión Interna.
Parte 1: Funcionamiento. Información Tecnológica,
17 (5), 21-30. Recuperado de https://dialnet.unirioja.
es/servlet/articulo?codigo=2196209
Li, Y., y Dexin, L.( March 2011). Study on the HC
Emissions During Cold-Start Conditions of Gasoline
Direct Injection Engine. 4
th
International Conference
on Intelligent Computation Thecnology and
Automation. Shenzhen, Guangdong, China.
Liu, Q. ( June 2013). Active Disturbance Rej ection
Control of Common Rail Pressure for Gasoline Direct
Injection Engine. American Control Conference.
Washington, DC, USA.
Lopez, J. (2012). Análisis y Estudio de Sistemas de
Aumento de Rendimiento y Reducción de Emisiones
en Motores Alternativos de Combustión Interna
(tesis pregrado). Universidad Zaragoza, Zaragoza,
España.
Mazda Motor Corporation. (2013). Workshop Manual
Engine CX-5. USA.
Mazda Motor Corporation. (2012). MAZDA CX-5
Manual Service. USA.
Merola, S., Tornatore, C., y Irimescu, A. (2016). Cycle-
resolved visualization of pre-ignition and abnormal
combustion phenomena in a GDI engine. Energy
Conversion and Management 127(1), 380-391. doi:
10.1016/2016.-09-035
Montanaro, A., Allocca, L., Lazzaro, M., y Meccariello, G.
(2016). Impinging Jets of Fuel on a Heated Surface:
Effect of Wall Temperature and Injection Conditions.
SAE Techical Paper 8(63). doi:10.4271/2016-01-
0863
Montanaro, A., Malaguti, S., y Alfuso, S. (2012). Wall
Impingement Process of a Multi-Hole GDI Spray:
Experimental and Numerical Investigation. SAE
Technical Paper. doi:10.4271/2012-01-1266
Niculae, M., Ivan, F., y Neacsu, D. (February 2017). About
the constructive and functional particularities of
spark ignition engines with gasoline direct injection:
experimental results. IOP Conf. Series: Materials
Science and Engineering. Arges, Romania
Piazzullo, D., Costa, M., Allocca, L., y Montanaro,
A. (2017). A 3D CFD Simulation of GDI Sprays
Accounting for Heat Transfer Effects on Walllm
Formation. SAE Int. J. Engines 10(4), doi:
10.4271/2017-24-0041
Polat, S., Uyumaz, A., Solmaz, H., Yilmaz, E., Togo,
T., Y Yücesu, S. (2014). Numerical Study on the
Effects of EGR and Spark timing to Combustion
Characteristics and NOx Emission of a GDI Engine.
International Journal of Green Energy, 13 (1), 63-
70. doi: 10.1080/15435075.2014.909361
56 │
Volumen 12, Número 30, Mayo-Agosto 2019, pp. 46 - 56
Portilla, A, & Caiza, P. (2010).Determinación de la
inuencia de la altura en emisiones contaminantes
de un vehículo con motor ciclo Otto de inyección
electrónica de gasolina (tesis maestría). Escuela
Politécnica Nacional, Quito, Ecuador.
Robles, L, & Martínez, J. (2010). Estudio del
comportamiento de las variables de un motor de
inyección electrónica respecto a la altura sobre el
nivel del mar (tesis maestría). Escuela Politécnica
Nacional, Quito, Ecuador.
Rodríguez, J., y Cheng, K. (2016). Cycle-by-Cycle
Analysis of Cold Crank-Start in a GDI Engine.” SAE
Int. J. Engines, 9(2). Recuperado de http://hdl.
handle.net/1721.1/102389
Saw, O., y Mallikarjuna, J. (2017). Effect of spark plug
and fuel injector location on mixture stratication
in a GDI engine - A CFD analysis. IOP Conf.
Ser.: Mater. Sci. Eng. 243(1). doi:10.1088/1757-
899X/243/1/012025
Schulz, F.m Schmidt, J., Kufferath,A., y Samennk,
W. (2014). Gasoline Wall Films and Spray/Wall
Interaction Analyzed by Infrared Thermography.
SAE Int. J. Engines 7 (3) 1165-1177 doi:10.4271/2014-
01-1446
Seong, H., Choi, S., y Lee, K. (2014). Examination of
Nanoparticles from Gasoline Direct-Injection (GDI)
Engines Using Transmission Electron Microscopy
(TEM). International Journal of Automotive
Technology. 15(2), 175-181. Recuperado de https://
link.springer.com/article/10.1007/s12239-014-
0019-5
Society of Automotive Engineers. (2002). SAE J 1979:
/E Diagnostics Test Modes. Recuperado de https://
www.sae.org/standards/content/j1979_201202/
Society of Automotive Engineers. (2008). Fuel
Economy Measurement Road Test Procedure. SAE
J 1082:2008. Recuperado de https://www.sae.org/
standards/content/j1082_200802/
Suarez, M. (2012). Interaprendizaje de Probabilidades
y Estadística Inferencial con Excel Winstast
y Graph. Recuperado de http://repositorio.
utn.edu.ec/bitstream/123456789/940/1/
Interaprendizaje%20de%20Probabilidades%20
y%20Estad%C3%ADstica%20Inferencial%20
con%20Excel,%20Winstats%20y%20Graph.pdf
Wang, B., Yizhou, J., Badawy, T., y Xu, H. (2017).
Numerical analysis of deposit effect on nozzle
ow and spray characteristics of GDI injectors.
Applied Energy. 204, 1215-1224 doi: 10.1016/j.
apenergy.2017.03.094
