Validação de modelos computacionais de um motor de ignição por centelha com comando de válvulas totalmente variável operando com etanol
Resumen
A consciência da necessidade de avançar em direção à sustentabilidade faz com
que novos combustíveis e estratégias viáveis sejam buscadas para reduzir a
emissão de gases do efeito estufa e formadores de chuva ácida oriundos de motores
de combustão interna. Os biocombustíveis se tornam uma solução viável devido a
sua reposição renovável e benefícios ambientais e econômicos. Estudos mostram
que existe um aumento na eficiência indicada de motores de ignição por centelha ao
serem operados sem estrangulamento através da utilização de estratégias de tempo
de válvulas variáveis. A utilização dessas estratégias traz reduções de perdas de
trabalho por bombeamento. Durante as últimas décadas, várias estratégias foram
propostas para aumentar o desempenho do motor. Neste trabalho, modelos
computacionais de um motor de ignição por centelha monocilíndrico de pesquisa
equipado com um sistema eletro-hidráulico de atuação de válvulas totalmente
variável operando a etanol e utilizando diferentes estratégias de eventos de válvulas
foram desenvolvidos e validados. A simulação computacional foi realizada através
de um software de volumes finitos unidimensional específico para motores de
combustão interna. A técnica de modelagem utilizada foi a TPA (análise de três
pressões). Esse modelo busca simular a condição de troca de gases do motor real
ao utilizar dos dados experimentais de pressão instantânea e temperatura do
escoamento nos coletores de admissão e exaustão como condições de contorno. A
pressão instantânea de cilindro é utilizada para calcular a taxa de liberação de calor
durante a combustão e como parâmetro comparativo de validação. As estratégias de
válvulas utilizadas nos experimentos previamente realizados foram de cruzamento
positivo de válvulas e cruzamento negativo de válvulas. Diferentes cargas, de 2.0 à
9.0 bar IMEP em 1500 rpm, foram avaliadas para cada estratégia. Modelos para
ambas as estratégias foram validados, os desvios entre os parâmetros de validação
simulados e experimentais foram apresentados e a análise comparativa apresentou
o maior ganho de eficiência par ao NVO na condição de 3 bar IMEP.
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- TCC Engenharia Mecânica [119]