Mostrar registro simples

dc.creatorStrapasson, Matheus
dc.date.accessioned2024-06-17T13:41:46Z
dc.date.available2024-06-17T13:41:46Z
dc.date.issued2024-04-04
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/32044
dc.description.abstractThe new phases of PROCONVE regulations make vehicle emissions homologation a challenge. In this context, a promising technology is ultra-high pressure direct injection (UHPDI), which allows late injection, bringing benefits such as increased specific heat ratio and compressing only with air, preventing knock occurrence. When planning a research project to evaluate this technology, the demand arose to design a single-cylinder research engine. This work addresses the design of the crankcase, valve actuation, and lubrication system for this engine. Consequently, an evaluation of the state of the art was conducted based on research engines from leading companies in the market to identify important points to be considered in the design. The design of the main bearings was carried out in two stages: the conception of the geometry and the construction of a model for simulating the inertial forces and the minimum oil film thickness. The design of the crankcase focused on establishing the geometry, based on the analysis of interference between components, manufacturing tolerances, and the recommended dimensions for tapped holes. For the exhaust valve train, the design was based on the GSE-T4 engine, aiming to achieve the same lift and duration as this engine but with direct acting. Due to difficulties related to meeting the contact stresses between the cam and the follower, the lift had to be reduced, and the duration increased. For the intake, it was not possible to base the design on the GSE-T4 engine system because the variable lift and duration mechanism in this engine is complex, and without detailed information on this mechanism, the intake design would become time-consuming and costly. Therefore, intake operation maps of the GSE-T4 engine were obtained, and several intake camshafts with different durations and lifts were manufactured, each representing an operational range of the engine. Finally, the lubrication system architecture was based on the Ricardo Proteus engine, using the crankcase as a sump and several tubes connected to a distribution tube to guide the oil to the components. The design of this system included structural simulations of the distribution tube and 1-D fluid dynamic simulations for the oil circuit, concluding that a flow rate of 5,5 L/min with a pressure of 4 bar would be ideal for engine lubrication. After manufacturing the parts, the engine was assembled in the test cell, conducting tests with a port injection system. Despite identifying some areas for improvement, it was observed that the engine withstood the test conditions with stability and safety, fulfilling its primary purpose.eng
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectProjeto de motorespor
dc.subjectMotor de combustão internapor
dc.subjectUHPDIpor
dc.subjectEngine designeng
dc.subjectInternal combustion engineseng
dc.titleProjeto de bloco, acionamento de válvulas e sistema de lubrificação para motor monocilindro de pesquisapor
dc.title.alternativeDesign of crankcase, valve actuation and lubrication systems for a single-cylinder research engineeng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoAs imposições das novas fases do PROCONVE tornam um desafio a homologação das emissões dos veículos. Frente a isso, uma tecnologia promissora para esse contratempo é a injeção direta de ultra alta pressão (UHPDI), pois permite a injeção tardia, o que traz benefícios como o aumento da razão entre calores específicos e realizar a compressão apenas com ar, o que inibe a ocorrência de knock. Ao se planejar um projeto de pesquisas para avaliar essa tecnologia, surgiu a demanda de projetar um motor monocilíndrico de pesquisas. Esse trabalho trata do projeto do bloco, acionamento de válvulas e sistema de lubrificação para esse motor. Diante disso, fez-se uma avaliação do estado da arte a partir de motores de pesquisa das principais empresas do mercado, para levantar pontos importantes a serem considerados no projeto. O projeto dos mancais se deu em duas etapas: a concepção da geometria e a construção de um modelo para simulação das forças inerciais e da espessura mínima de filme de óleo. O projeto do bloco base focou no estabelecimento da geometria, tendo como base a análise de interferência entre componentes, as tolerâncias de fabricação e as dimensões recomendadas para os furos roscados. Para o comando de válvulas de exaustão, baseou-se o projeto no motor de referência GSE-T4, tendo como objetivo alcançar o mesmo levantamento e duração desse motor, mas com atuação direta. Por dificuldades relacionadas ao atendimento das tensões de contato entre a came e o seguidor, o levantamento teve de ser reduzido e a duração aumentada. Para a admissão, não foi possível tomar a sistema do motor GSE-T4 como base, pois o mecanismo de variação de duração e levantamento presente no motor é um sistema complexo e, sem as informações detalhadas desse mecanismo, tornaria o projeto da admissão moroso e custoso. Portanto, foram obtidos os mapas de operação da admissão do GSE-T4 e foram confeccionados vários comandos de válvulas de admissão com durações e levantamentos diferentes, com cada um representando uma faixa de operação do motor. Por fim, a arquitetura do sistema de lubrificação foi baseada no motor Ricardo Proteus, utilizando o bloco do motor como cárter e vários dutos conectados a um tubo distribuidor para guiar o óleo até os componentes. O projeto desse sistema contou com simulações estruturais do tubo distribuidor e simulações fluidodinâmicas 1-D para o circuito de óleo, concluindo que uma vazão de 5,5 L/min com uma pressão de 4 bar seriam ideais para a lubrificação do motor. Após a fabricação das peças, realizou-se a montagem do motor na célula de testes, realizando ensaios com sistema de injeção na porta, onde apesar da identificação de alguns pontos de melhoria, observou-se que o motor suportou as condições de teste com estabilidade e segurança, cumprindo seu principal propósito.por
dc.contributor.advisor1Martins, Mario Eduardo Santos
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4000658451843066por
dc.contributor.advisor-co1Lanzanova, Thompson Diórdinis Metzka
dc.contributor.referee1Zabeu, Clayton Barcelos
dc.contributor.referee2Lacava, Pedro Teixeira
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6212384778276474por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Mecânicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


Arquivos deste item

Thumbnail
Thumbnail

Este item aparece na(s) seguinte(s) coleção(s)

Mostrar registro simples

Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
Exceto quando indicado o contrário, a licença deste item é descrito como Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International