Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEM
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Navegando Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEM por Assunto "Automóveis - Ignição"
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Item Projeto de um sistema ignição por lança chamas com carga homogênea para um motor do ciclo Otto operando com gás natural(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-09-28) Silva, Daniel de Oliveira; Moreira, Thiago Augusto Araújo; Rodrigues Filho, Fernando Antônio; http://lattes.cnpq.br/6079638386672447; http://lattes.cnpq.br/8661491168619394; http://lattes.cnpq.br/0456432391734748; Moreira, Thiago Augusto Araújo; Rodrigues Filho, Fernando Antônio; Mottin, Artur Caron; Guzzo, Marcio Expedito; Ferreira, Tiago SimãoA qualidade do ar tornou-se uma grande preocupação mundial, devido às emissões de gases poluentes de motores a combustão interna, levando a regulamentações rigorosas. Cerca de 16,2% das emissões globais de CO2 provêm de veículos automotores, impulsionados por combustíveis fósseis. Diante do aumento do consumo de combustíveis fósseis em especialmente diesel, o Gás Natural Comprimido surge como uma alternativa econômica e mais sustentável. A utilização de combustíveis que gerem menor quantidade de gases de efeito estufa, juntamente ao uso de tecnologias como o sistema de ignição por lança chamas, podem possibilitar a redução das emissões gasosas e a melhoria do rendimento térmico dos motores de combustão interna. Desta forma este trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia de projeto de um sistema de ignição por lança chamas com carga homogênea para um motor ciclo Otto alimentado com GNC (gás natural comprimido) com o foco de utilização em veículos comerciais ou para sistemas de geração de energia. A elaboração do projeto leva em consideração os principais parâmetros de funcionamento e desempenho de um protótipo e foram baseadas em pesquisas de revisões bibliográficas sobre o tema. Os resultados obtidos neste trabalho permitiram realizar o dimensionamento de 3 configurações de pré-câmara de combustão para operarem com gás natural, diferenciando pelo orifício de interconexão com a câmara principal. O motor original precisa ser adaptado através de processos de usinagem, soldagem e retifica para receber o sistema de ignição por lança chamas. As pré-câmaras de combustão foram projetadas com volume de 15,37cm³ que garante uma energia de ativação na ordem de 8000 vezes maior que o sistema convencional, chegando a uma velocidade no dispositivo de interconexão (nozzle) de até 3700 km/h. O sistema de arrefecimento original necessita rejeitar mais calor com a instalação do no sistema na ordem de 9%. O aumento da energia de ativação permite uma combustão mais rápida e estável para misturas pobres fazendo com que este projeto possa oferecer um enorme potencial para à redução do consumo de combustível e emissão de poluentes quando comparado com o sistema de ignição convencional.Item Simulação do knock em motores de ignição por centelha: comparação e validação dos modelos para E27(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-08-18) Penha, Paulo Ricardo da; Moreira, Thiago Augusto Araújo; Rodrigues Filho, Fernando Antônio; http://lattes.cnpq.br/6079638386672447; http://lattes.cnpq.br/8661491168619394; Moreira, Thiago Augusto Araújo; Rodrigues Filho, Fernando Antônio; Baeta, José Guilherme Coelho; Barros, José Eduardo MautoneOs motores de combustão interna são a forma de propulsão ainda predominante em veículos de pequeno porte, além de estarem presentes em diversas outras aplicações de transporte, geração de energia e trabalho de grande porte. Segundo a ANFAVEA, 85% dos veículos de pequeno porte registrados em 2021 no Brasil eram equipados com motores de ignição por centelha. Desta forma, o desenvolvimento dos motores de ignição por centelha segue sendo uma relevante abordagem de pesquisa em transportes e conversão de energia, em busca do aumento de sua eficiência térmica e redução do consumo de combustível e emissões de poluentes. A detonação é uma forma de combustão anormal que impõe severas restrições à eficiência térmica dos motores de ignição por centelha. Também chamado de knock, termo que será utilizado neste trabalho, este fenômeno é caracterizado pela propagação de ondas de choque supersônicas que excitam a estrutura do motor podendo causar danos severos e irreparáveis. Por tais motivos, o knock é um fenômeno de combustão anormal que deve ser evitado a fim de que os motores operem de forma eficiente e alcancem sua vida útil necessária. O presente trabalho tem o objetivo de comparar métodos de detecção de knock com as equações básicas de modelos computacionais de knock, incluindo modelos utilizados em programas computacionais comerciais disponíveis no mercado, e verificar a aplicabilidade destes modelos para a um motor operando com E27 em plena carga. Para tal análise, uma rotina computacional foi escrita para, a partir de dados experimentais de um motor quatro cilindros, determinar os valores de três métodos de detecção de knock. A mesma rotina utiliza os dados do mesmo motor para calcular três modelos 0D de autoignição. Doze condições operacionais foram avaliadas, com poucas diferenças entre os resultados dos métodos de detecção utilizados. O indicador MAPO registrou valores abaixo de 5,5kPA de amplitude para os casos sem knock (de 1500rpm a 3600rpm) e valores acima de 20,5kPa para os casos com knock (4000rpm a 5500rpm). O modelo de Douaud resultou em boas correlações com os índices de knock, ainda que tenha identificado autoignição para todos os casos, exceto o caso de 6000rpm. Os modelos de Hoepke e Chen não obtiveram boas correlações com os indicadores de knock. Pode-se verificar ainda a boa correlação do modelo de Douaud com as inflexões nas curvas de liberação de calor, bem como correlacionar a inclinação da integral de autoignição com a existência do knock ou apenas autoignição no ciclo.