Programa de Pós-Graduação de Mestrado e Doutorado em Engenharia Mecânica
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- Estudo de potenciais melhorias em eficiência energética veicular por meio de simulação dinâmica longitudinal(2020) Kira, Lucas de CarvalhoEste trabalho apresenta o estudo de potenciais melhorias em eficiência energética veicular, tendo como base o contexto do programa Rota 2030 e a utilização de simulação dinâmica longitudinal por meio do software comercial AVL CRUISE. Um veículo em produção foi modelado em sua configuração inicial e simulações foram conduzidas utilizando os ciclos FTP-75 (NBR 6601), HWFET (NBR 7024) e também manobras de retomadas. Os resultados foram validados por meio de testes experimentais realizados em dinamômetro de chassi, utilizando os mesmos ciclos, manobras e condições das simulações. Para entender o efeito de diferentes tecnologias, parâmetros do motor e do sistema de transmissões foram variados, permitindo simulações com análises de sensibilidade da eficiência energética. As modificações avaliadas foram: mudança para transmissões de seis velocidades, adição de sistema stop-start, alteração da relação de compressão de 12,5:1 para 13,9:1 e redução da massa veicular. Por fim, uma das propostas foi validada com testes experimentais nos ciclos e manobras inicialmente definidos, permitindo também a comparação do desempenho veicular, que melhorou em manobras de retomadas. Os resultados do estudo mostraram excelente concordância entre as simulações e testes experimentais, resultando em desvios em consumo acumulado de combustível de no máximo 1,49 %. Tais resultados suportam a redução do número de protótipos construídos, testes experimentais realizados e prazos envolvidos no desenvolvimento de um novo veículo, o que diretamente reduz os custos de um projeto. Foram propostas melhorias em consumo acumulado de até 14,27 % para o ciclo FTP-75 (NBR 6601) e 10,08 % para o ciclo HWFET (NBR 7024), suportando a demanda inicial do programa Rota 2030. Os resultados permitem a obtenção dos incentivos fiscais oferecidos pelo programa sem a necessidade de componentes com alto custo de produção, além de reduzirem também as emissões de CO2
Dissertação Controle ótimo de um veículo elétrico de competição em eficiência energética(2015) Sanchez, R. B.Este trabalho propõe uma metodologia de controle em malha aberta para condução de um veículo automotivo com tração elétrica em provas de eficiência energética. A atuação ótima da tensão do motor é obtida por meio da solução de um problema de controle ótimo que inclui restrições físicas e das exigências da prova. O modelo do veículo representa a dinâmica longitudinal de um ponto material para uma pista que pode ter inclinação variável ao longo da posição. A influência das curvas é considerada de forma indireta pela adição de uma restrição da máxima aceleração centrípeta tolerada pelo pneu. Os parâmetros do modelo foram baseados no veículo de competição Jarvis Mark II da equipe de eficiência energética da FATEC de Santo André/SP. A metodologia consiste em formular e transformar o problema de controle ótimo de energia mínima num problema de otimização paramétrica não linear discreto para solução por programas comerciais. A metodologia foi aplicada em pistas elementares e nota-se, por exemplo, que a estratégia ótima inclui soluções não triviais tais como a redução da velocidade nos aclives e acelerações nos declives apenas por meio da ação da força peso. A metodologia foi aplicada também às condições da Maratona Universitária de Eficiência Energética no kartódromo Ayrton Senna, porém as análises das pistas elementares não foram sempre válidas, invalidando a criação de um conjunto de regras gerais. Além do problema de condução a metodologia foi usada para se avaliar a influência da massa do conjunto, do raio da roda do veículo, e do coeficiente de resistência ao rolamento na solução de controle ótimo. Os resultados sugerem que tanto as questões de projeto como a estratégia de condução são muito relevantes para a problemática do consumo energético, porém percebe-se com isso que o procedimento proposto não pode ser facilmente convertido num conjunto de regras de condução, ou seja, para garantir a máxima eficiência energética é importante formular e resolver um problema de controle ótimo. Embora existam recomendações típicas do traçado de condução, recomenda-se investigar a solução ótima simultânea do problema de condução e de traçado.Dissertação Estudo de melhoria da eficiência energética de um veículo flex fuel no contexto do inovar-auto(2014) Bertoncini, Rafael Bruno- Definição de regras para mudanças de estado de equipamentos de uma linha de produção com gargalo fixo, visando redução do consumo de energia elétrica(2016) Moura, T. T.As empresas buscam reduzir o consumo de energia elétrica como forma de reduzir o desperdício em sua linha de produção. Esta estratégia possui um apelo sustentável, característica avaliada por muitos consumidores. Ainda são poucos os estudos que tratam o consumo de energia elétrica na linha de produção, e que forneçam soluções simples e aplicáveis para o mercado, e boa parte deles considera apenas dois equipamentos. As ações mais utilizadas e avaliadas pelos autores focam em desligamento de máquinas quando não utilizadas, que pode ou não afetar diretamente o volume de produção da linha. Este trabalho trata a questão da redução de consumo de energia elétrica sem impactos no volume de produção, em uma linha de produção composta por três máquinas com gargalo fixo, criando regras de mudanças de estado dos equipamentos, que observam principalmente estoques intermediários anterior e posteriormente à operação, utilizando a simulação computacional como ferramenta de verificação.
- Estudo de otimização do rendimento volumétrico de um motor de combustão por centelha(2017) Scandura, C. M.