Desenvolvimento de um motor V8 de alta performance
Abstract
O esporte automotor foi um grande contribuinte para o desenvolvimento dos motores
a combustão interna, pois adotou-os como o mecanismo para impulsionar os veículos
na corrida. Esse trabalho visa o desenvolvimento de um motor V8 de alto desempenho
para veículos experimentais e de competições automobilísticas, promovendo o prazer
de dirigir um automóvel potente e com som marcante, que remeta aos veículos da
marca Ferrari. O objetivo deste trabalho é desenvolver um motor V8 de alto
desempenho a partir da adaptação de um motor de 4 cilindros já existente no mercado
para ser comercializado em competições de esporte automotor e entre entusiastas de
motores. O primeiro passo para isso foi a escolha do motor mais adequado para a
adaptação, levando em conta fatores como disponibilidade e custo das peças,
facilidade de adaptação para a configuração em V, peso e potência. Após a escolha
do motor, realizou-se a engenharia reversa do motor escolhido, medindo as principais
características geométricas para a realização da adaptação para a configuração V8
em software CAD. Além disso, foram medidos parâmetros como o perfil de abertura e
os coeficientes de descarga das válvulas para realizar uma simulação termodinâmica
1-D para obter as curvas de desempenho. Adicionalmente, realizou-se uma simulação
dinâmica para avaliar as forças incidentes nos mancais devido à inércia e às forças
de combustão. O motor escolhido foi o de uma motocicleta esportiva pelo fato deste
ser leve, potente e possuir partes que facilitam a adaptação para a configuração V.
Em seguida, fez-se a engenharia reversa desse motor e obteve-se os parâmetros
necessários para a adaptação e para as simulações. As curvas de desempenho do
motor simulado apresentaram semelhança com as curvas dos motores de 4 cilindros.
Adicionalmente com a realização da simulação dinâmica, notou-se que, ao comparar
o modelo com os contrapesos do motor original com o modelo sem contrapesos, os
contrapesos modelados estavam aumentando o desbalanceamento do motor, não
cumprindo sua função primordial de balancear as forças inerciais. Alterando o foco
para a adaptação do motor V8, realizou-se a adaptação para a configuração V8
seguindo decisões do projeto como a utilização de um virabrequim plano e um sistema
de cárter seco. O resultado dessa adaptação foi um bloco do motor de 625 mm de
comprimento, 570 mm de largura e 445 mm de altura e uma massa de 85 kg. A
simulação termodinâmica deste motor indicou um torque máximo de 282,6 Nm a 8.000
rpm e um pico de potência de 259,8 kW a 9.500 rpm, resultando em uma relação
potência-peso de 4,09 hp/kg, comparando-se com motores V8 produzidos por
empresas especializadas na adaptação de motores comerciais para a alta
performance.
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- TCC Engenharia Mecânica [126]