Este trabalho descreve o desenvolvimento de um protótipo para o controle em malha fechada da temperatura e estequiometria de um secador vertical cerâmico alimentado a gás natural, instalado na linha de produção de revestimentos cerâmicos da empresa Eliane Revestimentos Cerâmicos - Unidade II, em Cocal do Sul - SC. É apresentada a fundamentação teórica da combustão e os dados experimentais do comportamento do protótipo aplicado no secador, com o objetivo de reduzir a emissão de poluentes e aumentar a eficiência de queima do gás natural, tendo como conseqüência a diminuição do consumo do mesmo. Foi aproveitada a estrutura do secador referente à instrumentação e aos mecanismos de combustão. Sendo concluído o sensoriamento, com a adição do sensor de oxigênio em um tubo fixado ao queimador. A interface de potência do protótipo foi realizada com a inclusão do inversor de freqüência para o controle da rotação do ventilador de combustão. Com a conclusão da implementação da instrumentação, e interfaces de potência do protótipo, foi inserido o sistema de supervisão desenvolvido com a ferramenta Delphi no computador industrial do secador, o qual contém as telas referentes às monitorações dos sensores e parametrização do controlador Com o estudo do comportamento do processo em questão, foi obtido o modelo matemático através da análise dos dados experimentais do secador. A partir deste, desenvolveu-se o projeto e a estratégia de controle, bem como, o algoritmo de controle. O modelo teórico do sistema de controle foi implementado em um microcontrolador. Realizaram-se simulações do modelo teórico de controle para validar o mesmo referente à estabilidade, tanto na temperatura, quando na estequiometria. Após a validação do controle pelas simulações realizadas, foi implementado no secador o protótipo. Ao longo de um período pré-determinado foi analisado o comportamento do secador com o protótipo, visando comparar com o sistema original os ganhos obtidos vinculados a etapa de secagem como: aumento da qualidade final das peças cerâmicas e redução do consumo de gás natural. Conclui-se, que o trabalho atingiu as metas propostas, pois a validação do controle desenvolvido foi comprovada através da verificação da estabilidade da temperatura e estequiometria, aumento da qualidade final das peças cerâmicas e redução dos níveis de emissão de poluentes comparados ao sistema original do secador. / This work describes the development of a prototype for the closed loop control of temperature and composition of a vertical ceramic dryer fueled with natural gas, installed on the production line of Coating Ceramics Tiles Eliane Company - Unit II in Cocal do Sul - SC. It presented the theoretical foundation of combustion and experimental data of the behavior of the prototype used in the dryer, with the objective of reducing the emission of pollutants and increase the efficiency of burning natural gas, and consequently the decrease in consumption of it. It used the structure of the hair on the instrumentation and the mechanisms of combustion. Since the sensing completed with the addition of the oxygen sensor in a tube attached to the burner. The interface power prototype was made with the inclusion of the frequency inverter to control the rotation of the combustion fan. With the completion of the implementation of instrumentation, interfaces and power of the prototype, inserted the supervisory system tool developed with Delphi in the dryer industrial computer, which contains the paintings concerning monitoring of sensors and controller parameterisation. With the study of the behavior of the process in question, was carried out a mathematical model by analyzing the experimental data of the dryer. From this, it was developed the design and control strategy, and the algorithm of control. The theoretical model of the control system was implemented in a microcontroller. There were simulations of the theoretical model of control to validate the same on the stability, both in temperature, when in stoichiometry. After the validation of control by the simulations carried out, has been implemented in the prototype dryer. Over a pre-determined period has been analyzed the behavior of the dryer with the prototype, to compare with the original gains tied to the stage of drying as: increasing the quality of the final ceramic goods and reduce consumption of natural gas. It was concluded that the work has reached the goals, because the validation of the developed control was confirmed by checking the stability of temperature and stoichiometry, increase the quality of the final pieces of ceramics and reducing emission levels of pollutants compared to the original system dryer.

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[ES] En los últimos años, la investigación en motores se ha centrado principalmente en la reducción de emisiones contaminantes y en el aumento de la eficiencia. Muchos de los esfuerzos de investigación actuales en este campo están dirigidos a mejorar y desarrollar nuevas estrategias activas para la reducción de emisiones, en particular centradas en los nuevos conceptos de combustión y en la obtención de un mejor control sobre ella. Su desarrollo requiere la aplicación de nuevas herramientas experimentales y teóricas. Estas herramientas deberían permitir tanto la aplicación de nuevas estrategias activas de control de contaminantes como ampliar el conocimiento básico de los fundamentos de los procesos involucrados. En este contexto es donde se encuadra el objetivo de esta Tesis: el desarrollo y optimización de un nuevo sistema de encendido no intrusivo y modulable, que permitirá el control sobre el tiempo y la ubicación del punto de encendido. Dicho sistema se aplicará para el encendido de chorros Diesel de inyección directa. En particular, se pretende evidenciar cómo las condiciones locales al encendido pueden afectar al desarrollo de la combustión posterior. Para lograr este objetivo, el trabajo de investigación se ha dividido en dos bloques principales. El primero se centra en el desarrollo y la optimización del sistema de encendido. Aprovechando las posibilidades que ofrece el proceso de inducción de plasma con láser y, una vez seleccionado el mejor método de inducción para su aplicación en un entorno especifico como el de un motor, se ha llevado a cabo un proceso de optimización y validación del sistema. Tal proceso resulta de importancia básica en el desarrollo de esta investigación, ya que la aplicación de un sistema de encendido totalmente fiable resulta ser fundamental, tanto en términos de su posible aplicación para control de combustión como en términos de las posibilidades de estudios que pueda ofrecer. Al principio, a partir de un extenso estudio de la literatura sobre el proceso de inducción de plasma con láser, se han obtenido los parámetros fundamentales a tener en cuenta para la aplicación del sistema al encendido de chorros de combustible de inyección directa. A partir de estos parámetros, se ha diseñado un primer sistema de encendido. Luego su fiabilidad en la inducción de plasma ha sido estudiada experimentalmente en condiciones ambientales y de motor, aplicando una metodología de optimización desarrollada en este mismo trabajo experimental. Como resultado principal de este primer bloque de trabajo, se ha podido obtener un sistema de encendido por plasma inducido con láser completamente optimizado y fiable, así como un método novedoso para su validación y optimización. El segundo bloque de trabajo corresponde a la aplicación del sistema al encendido de un chorro Diesel de inyección directa en condiciones reales del motor. El objetivo de este bloque era lograr dos hitos principales: la determinación de las capacidades y los límites del sistema en su aplicación, y el desarrollo de un primer estudio experimental sobre la influencia de las condiciones locales de la zona de encendido sobre una combustión Diesel. Para lograrlo, primero se ha validado la capacidad de encendido del sistema bajo un conjunto adecuado de condiciones termodinámicas, previamente seleccionadas para mantener la máxima efectividad. Los resultados de este estudio, en comparación con los típicos parámetros de autoencendido en las mismas condiciones, han permitido demostrar la capacidad de encendido del sistema. Posteriormente, se ha llevado a cabo una variación paramétrica de tiempos y posiciones en las que inducir el plasma, con el fin de determinar el efecto de las condiciones locales sobre el desarrollo de la combustión Diesel. En este caso, al comparar los resultados obtenidos con los parámetros estándar de autoencendido, se han podido obtener tendencias interesantes, que subra / [CA] En els últims anys, la investigació en motors s'ha centrat principalment en la reducció d'emissions contaminants i en l'augment de l'eficiència. Molts dels esforços d'investigació actuals en aquest camp estan dirigits a millorar i desenvolupar noves estratègies actives per a la reducció d'emissions, en particular centrades en els nous conceptes de combustió i en l'obtenció d'un millor control sobre ella. El seu desenvolupament requereix l'aplicació de noves eines experimentals i teòriques. Aquestes eines haurien de permetre tant el desenvolupament i aplicació de noves estratègies actives de control de contaminants com ampliar el coneixement bàsic dels fonaments dels principals processos involucrats. En aquest context és on s'enquadra l'objectiu principal d'aquesta Tesi: el desenvolupament i l'optimització d'un nou sistema d'encés no intrusiu i modulable, que permetrà el control sobre el temps i la ubicació del punt d'encés. Aquest sistema s'aplicarà per a l'encesa de dolls Diesel d'injecció directa. En particular, es pretén evidenciar com les condicions locals a l'encesa poden afectar el desenvolupament de la combustió posterior. Per a aconseguir aquest objectiu, el treball de recerca s'ha dividit en dos blocs principals. El primer se centra en el desenvolupament i l'optimització del sistema d'encesa. Aprofitant les possibilitats que ofereix el procés d'inducció de plasma amb làser i, una vegada seleccionat el millor mètode d'inducció per a la seua aplicació en un entorn especifique com el d'un motor, s'ha dut a terme un procés d'optimització i validació del sistema. Tal procés resulta d'importància bàsica en el desenvolupament d'aquesta investigació, ja que l'aplicació d'un sistema d'encesa totalment fiable resulta ser fonamental, tant en termes de la seua possible aplicació per a control de combustió com en termes de les possibilitats d'estudis que puga oferir. Al principi, a partir d'un extens estudi de la literatura sobre el procés d'inducció de plasma amb làser, s'han obtingut els paràmetres fonamentals a tindre en compte per a l'aplicació del sistema a l'encesa de dolls de combustible d'injecció directa. A partir d'aquests paràmetres, s'ha dissenyat un primer sistema d'encesa. Després la seua fiabilitat en la inducció de plasma ha sigut estudiada experimentalment en condicions ambientals i de motor, aplicant una metodologia d'optimització desenvolupada en aquest mateix treball experimental. Com a resultat principal d'aquest primer bloc de treball, s'ha pogut obtindre un sistema d'encés per plasma induït amb làser completament optimitzat i fiable, així com un mètode nou per a la seua validació i optimització. El segon bloc de treball correspon a l'aplicació del sistema a l'encesa d'un doll Dièsel d'injecció directa en condicions reals del motor. L'objectiu d'aquest bloc era aconseguir dues fites principals: la determinació de les capacitats i els límits del sistema en la seua aplicació a l'encesa de dolls d'injecció directa, i el desenvolupament d'un primer estudi experimental sobre la influència de les condicions locals de la zona d'encesa sobre el desenvolupament posterior d'una combustió Diesel. Per a aconseguir-ho, primer s'ha validat la capacitat d'encesa del sistema sota un conjunt adequat de condicions termodinàmiques, prèviament determinades per a mantindre la màxima efectivitat. Els resultats d'aquest estudi, en comparació amb els típics paràmetres d'autoencesa en les mateixes condicions, han permés demostrar la capacitat d'encesa del sistema. Posteriorment, s'ha dut a terme una variació paramètrica de temps i posicions en les quals induir el plasma per a forçar l'encesa, amb la finalitat de determinar l'efecte de les condicions locals sobre el desenvolupament de la combustió Diesel. En aquest cas, en comparar els resultats obtinguts amb els paràmetres estàndard d'autoencesa, s'han pogut obtindre tendències interessants, que subratl / [EN] In the recent years the engine research has been mainly focused on the pollutant emissions reduction and on increasing the efficiency. Many of the actual research efforts in the field of the Internal Combustion Engines are aimed to improve and develop new active strategies for emission reduction, particularly centered on new combustion concepts and a general improved combustion control. Their development requires the application of new experimental and theoretical tools, allowing both to be directly applied as an active pollutant control strategy and to permit to expand the basic knowledge of the governing processes' fundamentals. This is the concept where the main objective of this Thesis is framed: the development and optimization of a new, non-intrusive and modulable ignition system that will allow the control on the position and timing of the ignition spot. Such system will be applied to the ignition of direct injection diesel sprays in order to expand the knowledge of the ignition process, particularly considering how the local conditions at the ignition are affecting the subsequent combustion development. In order to accomplish the proposed objective, the research work has been divided in two main blocks. The first one is focused on the development and optimization of the ignition system. Taking advantage of the possibilities granted by the laser plasma induction process and, once selected the best induction method for its application in an internal combustion engine environment, a process of optimization of the ignition system has been carried out. Such optimization process results to be of basic importance for this research development. In fact, the application of fully reliable ignition system is fundamental both in terms of its possible direct application for combustion modulation purposes and in terms of the new study possibilities that is able to deliver. At first, from an extensive literature survey upon the plasma laser induction process, the fundamental parameters to focus on for the application of the system to the ignition of direct injection fuel sprays have been obtained. Starting from these parameters, a first ignition system has been designed, and then its reliability in the plasma induction has been experimentally tested under ambient and engine-like conditions, applying an original optimization methodology. As a main result of this first work block, a fully optimized and completely reliable laser induced plasma ignition system has been obtained, and an original system validation and optimization method has been developed. The second work block corresponds to the application of the ignition system to a direct injection diesel spray under real engine conditions. This block aimed to accomplish two main goals: the determination of the system capabilities and limits for the spray ignition application and the development of a first experimental study regarding the influence of the local conditions at the ignition location on the subsequent development of diesel combustion. In order to do so, first the system ignition capability has been tested on a diesel spray, under an adequate set of thermodynamic conditions determined to maintain the maximum possible system feasibility. The results of this study, compared with the standard combustion diagnostics parameters for the autoignition event at the same conditions, proved its ignition capabilities. Then a parametric variation of the local timing and position of the induced plasma generation region has been carried out, in order to determine the effect of the local condition on the combustion development. By comparing the obtained results with standard autoignition parameters at the same conditions, interesting trends have been obtained, that underline the system ability to control and modulate the combustion event / Pinotti, M. (2019). COMBUSTION CONTROL OF DIESEL SPRAYS BY MEANS OF LASER INDUCED PLASMA IGNITION [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/130205

Interactions between flames and thermal phenomena are the guiding thread of this work. Flamesproduce heat indeed, but can also be affected by it. Large Eddy Simulations (LES) are used hereto investigate these interactions, with a focus on two main topics: wall heat transfer andcombustion control. In a first part, wall heat transfer in a rocket engine sub-scale CH4/O2 burner isstudied. In the context of launchers re-usability and cost reduction, which are major challenges,new propellant combinations are considered and wall heat fluxes have to be precisely predicted.The aim of this work is to evaluate LES needs and performances to simulate this kind ofconfiguration and provide a computational methodology permitting to simulate variousconfigurations. Numerical results are compared to experimental data provided by the TechnischeUniversität München (Germany). In a second part, combustion control by means of NanosecondRepetitively Pulsed (NRP) plasma discharges is studied. Modern gas turbine systems use indeedlean combustion with the aim of reducing fuel consumption and pollutant emissions. Lean flamesare however known to be prone to instabilities and combustion control can play a major role in thisdomain. A phenomenological model which considers the plasma discharges as a heat source isdeveloped and applied to a swirl-stabilized CH4/Air premixed lean burner. LES are performed inorder to evaluate the effects of the NRP discharges on the flame. Numerical results are comparedwith experimental observations made at the King Abdulla University of Science and Technology(Saudi Arabia).

Les interactions entre les flammes et les phénomènes thermiques sont le fil conducteur de ce travail. En effet, les flammes produisent de la chaleur, mais peuvent aussi être affectées par des transferts ou des sources de chaleur. La Simulation aux Grandes Echelles (SGE) est utilisée ici pour étudier ces interactions, en mettant l’accent sur deux sujets principaux: le transfert de chaleur aux parois et le contrôle de la combustion. Dans un premier temps, on étudie le transfert de chaleur aux parois dans un modèle de brûleur CH4/O2 de moteur-fusée. Dans un contexte deréutilisabilité et de réduction des coûts des lanceurs, qui constituent des enjeux majeurs, de nouveaux couples de propergols sont envisagés et les flux thermiques à la paroi doivent êtreprécisément prédits. Le but de ce travail est d’évaluer les besoins et les performances des SGEpour simuler ce type de configuration et de proposer une méthodologie de calcul permettant desimuler différentes configurations. Les résultats numériques sont comparés aux donnéesexpérimentales fournies par la Technische Universität München (Allemagne). Dans un deuxième temps, le contrôle de la combustion au moyen de décharges de plasma de type NRP (en anglaisNanosecond Repetitively Pulsed) est étudié. Les systèmes de turbines à gaz modernes utilisent en effet une combustion pauvre dans le but de réduire la consommation de carburant et les émissions de polluants. Les flammes pauvres sont connues pour être sujettes à des instabilités et le contrôle de la combustion peut jouer un rôle majeur dans ce domaine. Un modèle phénoménologique qui considère les décharges de plasma comme une source de chaleur est développé et appliqué à un brûleur pauvre avec prémélange CH4/Air stabilisé par un swirler. LesSGE sont réalisées afin d’évaluer les effets des décharges NRP sur la flamme. Les résultats numériques sont comparés aux observations expérimentales faites à la King Abdulla University ofScience and Technology (Arabie Saoudite) / Interactions between flames and thermal phenomena are the guiding thread of this work. Flamesproduce heat indeed, but can also be affected by it. Large Eddy Simulations (LES) are used hereto investigate these interactions, with a focus on two main topics: wall heat transfer andcombustion control. In a first part, wall heat transfer in a rocket engine sub-scale CH4/O2 burner isstudied. In the context of launchers re-usability and cost reduction, which are major challenges,new propellant combinations are considered and wall heat fluxes have to be precisely predicted.The aim of this work is to evaluate LES needs and performances to simulate this kind ofconfiguration and provide a computational methodology permitting to simulate variousconfigurations. Numerical results are compared to experimental data provided by the TechnischeUniversität München (Germany). In a second part, combustion control by means of NanosecondRepetitively Pulsed (NRP) plasma discharges is studied. Modern gas turbine systems use indeedlean combustion with the aim of reducing fuel consumption and pollutant emissions. Lean flamesare however known to be prone to instabilities and combustion control can play a major role in thisdomain. A phenomenological model which considers the plasma discharges as a heat source isdeveloped and applied to a swirl-stabilized CH4/Air premixed lean burner. LES are performed inorder to evaluate the effects of the NRP discharges on the flame. Numerical results are comparedwith experimental observations made at the King Abdulla University of Science and Technology(Saudi Arabia).

Η παρούσα διατριβή μελετά τις δυνατότητες υπολογισμού του πεδίου ροής δύο λειτουργικών παραμέτρων συμπεριλαμβανομένων του εκπεμπόμενου θορύβου και των εκπεμπόμενων ρύπων. Εξετάζεται η αλληλεπίδραση της καύσης με το ρευστο-θερμοδυναμικό πεδίο και τις χημικές αντιδράσεις. Περιγράφονται συνοπτικά οι διέπουσες εξισώσεις, οι μέθοδοι και τα μοντέλα της τυρβώδους καύσης και επισημαίνονται τα πλεονεκτήματα του μοντέλου των μεγάλων δινών (LES) το οποίο επιλέχθηκε εδώ. Αναπτύσσεται ένας εύχρηστος, από την ρευστοδυναμική υπολογιστική μεθοδολογία, πολυβηματικός μηχανισμός για δύο καύσιμα άμεσου ενδιαφέροντος το μεθάνιο και το προπάνιο. Προτείνεται, δηλαδή, ένα απλοποιημένο χημικό σχήμα για την οξείδωση των βασικών καυσίμων το οποίο περιέχει τον σχηματισμό του NΟx και της παραγωγής καπναιθάλης. Μετά από ανάλυση του ρόλου της καύσης στην ακουστική διακρίνονται οι δύο χαρακτηριστικοί τύποι: του θορύβου τυρβώδους καύσης (βόμβος – roar) και του θορύβου από τις ταλαντώσεις της καύσης (combustion oscillation). Παρουσιάζεται η κυματική εξίσωση και εισάγεται η έννοια του θερμο-ακουστικού όρου ο οποίος είναι συνάρτηση της απελευθερωμένης θερμότητας (q) στην φλόγα και εμφανίζεται ως όρος πηγής στην βασική εξίσωση. Στη συνέχεια η φλόγα εξετάζεται ως αυτόνομος πηγή αλλά και ως ενισχυτής θορύβου. Με την προσέγγιση της Προσομοίωσης των Μεγάλων Δινών (Large Eddy Simulation, LES) αναπτύχθηκε μια μεθοδολογία υπολογισμού του θορύβου που εκπέμπεται από το μέτωπο τυρβωδών φλογών διάχυσης. Στο πλαίσιο της προτεινομένης μεθοδολογίας το αποτέλεσμα ήταν η ανάπτυξη ενός τρισδιάστατου προγνωστικού υπολογιστικού κώδικα. Στην συνέχεια υπολογίζεται το αεροθερμοδυναμικό τυρβώδες πεδίο ροής μέσω τελειοποίησης κωδίκων του Εργαστηρίου Τεχνικής Θερμοδυναμικής, των κωδίκων που αναπτύχθηκαν στο πλαίσιο της παρούσης εργασίας αλλά και του εμπορικού κώδικα Fluent. Η μεθοδολογία, που αναπτύχθηκε με την παρούσα ερευνητική εργασία, πιστοποιήθηκε μέσω μιας σειράς πρωτότυπων μετρήσεων, του εκπεμπόμενου θορύβου στις συρρέουσες, εφαπτόμενες και ανυψωμένες και ανακυκλοφορούσες (χαμηλού και υψηλού λόγου καυσίμου/αέρα) φλόγες, σε πρωτότυπες πειραματικές διατάξεις του Εργαστηρίου. Συγκεκριμένα διαμορφώθηκε ένας καινοτόμος αεροδυναμικός φλογοσυγκρατητής πολλαπλών εγχύσεων που διατηρεί μια πλούσια γκάμα φλογών με ιδιαίτερα χαμηλό λόγο καυσίμου/αέρα. Επιτεύχθηκαν πειραματικές μετρήσεις, του ορμικού και θερμοκρασιακού πεδίου διαφόρων μορφών τυρβωδών φλογών, συντάχθηκαν σχετικά διαγράμματα και υπολογίσθηκαν οι αρχικές και οριακές συνθήκες των πειραμάτων. / In the present work the calculation of two parameters, the radiated noise and pollutants are studied. The interaction between combustion, the aerothermodynamical field and the chemical reactions is studied. The equations, the methods and the models of turbulent combustion are described here and the advantages of the large eddy simulation model (LES) which has been chosen for this case, are marked. A multi-step chemistry mechanism is developed for two fuels of great interest: methane and propane. A simple chemical scheme for the oxidation of basic fuels which includes the formation of NOx and soot is suggested in the present work. After analyzing the role of combustion in the acoustics two types of noise are distinguished the turbulent combustion noise and the noise from combustion oscillation. The wave equation is presented and the definition of thermo acoustic term which is a function of the heat release q in flame and it appears as a source term in the basic equation. The flame is examined as an autonomous source as well as a noise amplifier. With the approach of large eddy simulation (LES) a methodology for the noise calculation is developed which noise is from the turbulent diffusion flame front. In the place of the suggested methodology the result was the development of a 3-D computational code. The turbulent aerothermodynamical flow field is computed by codes has been developed in the laboratory of technical thermodynamic and by the commercial code (fluent). The methodology, which has been developed in the present work, has been certificated through a series of original measurements of the emitted noise in coaxial, tangential and lifted flames in original experimentallayouts.

[ES] Debido a las regulaciones en materia de emisiones y CO2 la industria automotriz a desarrollado diferentes tecnologías innovadoras. Estas tecnologías incluyen combustibles alternativos y nuevos modos de combustión, entre otros. De aquí surge la necesidad del desarrollo de nuevos métodos para el control de la combustión en estas condiciones mencionadas. Por este motivo, en este trabajo se han desarrollado diferentes modelos e indicadores orientados al diagnóstico y control de la combustión tanto en condiciones normales como anormales. Para los casos de combustión normal, se ha desarrollado un modelo de combustión, cuyo objetivo es estimar la media de la evolución de la fracción de la masa quemada y la presión dentro del cilindro. Se implementó un observador, basado en la señal de knock, con la finalidad de mejorar la estimación en condiciones transitorias y poder aplicar así el modelo a diferentes tipos de combustibles. También se presenta un modelo de variabilidad cíclica, en el cual, a partir del modelo de combustión, se propaga una distribución en dos de los parámetros de dicho modelo. Ambos modelos han sido aplicados para un motor de encendido provocado y un motor de combustión de encendido por chorro turbulento. En los casos de combustión anormal, se ha incluido un análisis de la resonancia dentro de la cámara de combustión, en donde también se desarrollaron dos modelos capaces de estimar la evolución de la resonancia. Estos modelos, tanto para condiciones normales como anormales, se utilizaron para el diagnóstico de la combustión. Por una parte, para la detección de knock, en donde tres estrategias de detección de knock fueron desarrolladas: dos basadas en el sensor de presión en cámara y una en el sensor de knock. Por otra parte, se realizó una aplicación de un modelo de resonancia para la mejora de la estimación de la masa atrapada a partir de la resonancia. Finalmente, para mostrar el potencial de los modelos de diagnóstico, dos aplicaciones a control se desarrollaron: una para el control de knock a través de la actuación de la chispa, y otra para el control de gases residuales, a través de la actuación de la distribución variable, realizando paralelamente una optimización de la combustión a través de la actuación de la chispa. / [CA] Impulsada per les regulacions en matèria d'emissions i CO2 la indústria automotriu a desenvolupat diferents tecnologies inovadore. Aquestes tecnologies inclouen combustibles alternatius i nous modes de combustió, entre altres. D'ací sorgix la necessitat posar en pràctica nous mètodes per al control de la combustió. En aquest context, el present trevall proposa diferents models i indicadors orientats al diagnòstic i control de la combustió tant en condicions normals com anormals. Per als casos de combustió normal, es proposa un model de combustió, l'objectiu del qual és estimar la mitjana de l'evolució de la fracció de la massa cremada i la pressió dins del cilindre. Es va implementar un observador, basat en la senyal de knock, amb la finalitat de millorar l'estimació en condicions transitòries i poder aplicar així el model a diferents tipus de combustibles. També es presenta un model de variabilitat cíclica, en el qual, a partir del model de combustió, es propaga una distribució en dos dels parametres del dit model. Ambdós models han sigut aplicats a un motor d'encesa provocada i un motor de combustió d'encesa per doll turbulent. Als casos de combustió anormal, s'ha inclos un anàlisi de la ressonància dins de la cambra de combustió, on també es van desenvolupar dos models capaços d'estimar l'evolució de la ressonància. Aquests models, tant per a condicions normals com anormals, s'utilitzen per al diagnòstic de la combustió. Per una part, per a la detecció de knock, on tres estratègies de detecció de knock s'han desenvolupat: dues basades en el sensor de pressió a la cambra de combustió i una altra basada en el sensor de knock. Per altra part, es va realitzar una aplicació d'un model de ressonància per a la millora de l'estimació de la massa atrapada a partir de la ressonància. Finalment, per a mostrar el potencial dels models de diagnòstic, dos aplicacions de control es van desenvolupar: una per al control de knock a través de l'actuació de l'espurna, i una altra per al control de gasos residuals, a través de l'actuació de la distribució variable, realitzant paral·lelament una optimització de la combustió a través de l'actuació de l'espurna. / [EN] The need to satisfy emissions and CO2 regulations is pushing the automotive industry to develop different innovative technologies. These technologies include alternative fuels and new modes of combustion, among others. Therefore, the need for the development of new methods for combustion control in these mentioned conditions arises. For this reason, in this work different models and indicators have been developed aimed at the diagnosis and control of combustion in both normal and abnormal conditions. For normal combustion cases, a combustion model has been developed, the objective of this model is to estimate the mean of evolution of the mass fraction burned and the in-cylinder pressure. An observer had been implemented, based on knock sensor signal, in order to improve the estimation in transient conditions and also to be able to make use of the model with different fuels. A cyclic variability model is also presented, where from the combustion model, a probability distribution is propagated over two of the parameters of such model. Both models had been applied for a spark ignition engine and a turbulent jet ignition combustion engine. For the abnormal combustion cases, an analysis of the resonance within the combustion chamber had been included, where two models capable of estimating the evolution of the resonance were also developed. These models, for both normal and abnormal conditions, were used for the diagnosis of combustion: on the one hand, for knock recognition, where three knock detection strategies were developed: two based on the in-cylinder pressure sensor and one on the knock sensor. On the other hand, an application of a resonance model was carried out in order to improve the estimation of the trapped mass from the resonance excitation. Finally, to show the potential of such models and applications, two control strategies were developed: one for the control of knock through the actuation of the spark advance, and a second for the control of residual gases, through the actuation of the variable valve timing, while optimizing the combustion through the actuation of the spark advance. / El trabajo desarrollado en esta tesis ha sido posible gracias a la financiación de la Generalitat Valenciana y el fondo social europeo a través de la beca 132 GRISO- LIAP/2018/132 y BEFPI/2021/042. / Jiménez, IA. (2022). Development of Combustion Indicators for Control of Multi-Fuel Engines Based on New Combustion Concepts [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/181561