Análise de desempenho e emissões de um motor de combustão interna operando com duas diferentes taxas de compressão e diversas misturas de etanol e água
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Tipo de produção
Dissertação
Data
2018
Autores
Torres, Darlan J. G.
Orientador
Albuquerque Neto, Cyro
Periódico
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Citação
TORRES, Darlan J. G. Análise de desempenho e emissões de um motor de combustão interna operando com duas diferentes taxas de compressão e diversas misturas de etanol e água. 2018. 171 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2018 Disponível em: . Acesso em: 31 jul. 2018.
Texto completo (DOI)
Palavras-chave
Motores de combustão interna,Álcool
Resumo
Diante dos problemas ambientais globais, a busca de soluções que podem proporcionar menores emissões em veículos que operam com motores de combustão interna, e também a busca da economia de energia, seja na utilização dos combustíveis nos próprios veículos ou em processos industriais, está continuamente sendo explorada. Combustíveis alternativos e motores de combustão interna mais eficientes são assuntos que poderão decidir o futuro da concepção
de propulsão veicular a médio, curto ou longo prazo. Neste trabalho uma análise experimental do desempenho e emissões de um motor ciclo Otto operando com duas diferentes taxas de compressão e diversas misturas de combustível etanol anidro com variação do teor de água é apresentada. Para tanto, o motor foi instrumentado e montado em uma bancada dinamométrica, teve o avanço do ponto de ignição e injeção de combustível calibrados pelo controlador MegaSquirt® de forma a obter o máximo torque por rotação com mistura estequiométrica. Alguns parâmetros característicos do motor e das emissões provenientes do seu sistema de exaustão foram aquisitados. Os resultados mostraram que o motor foi capaz de operar com uma mistura combustível de etanol e 50% de água em volume, condição esta que ainda não havia sido realizada por nenhum trabalho consultado nas literaturas verificadas, além do mais, houve significativa redução de emissão de NOx à medida que aumentou a fração de água na mistura,
ficou evidente que o aumento da taxa de compressão reduziu o consumo específico de combustível e também reduziu a temperatura dos gases de exaustão e por outro lado aumentou a eficiência de conversão do combustível.
In the face of global environmental problems, the search for solutions that can provide lower emissions in vehicles operating with internal combustion engines, as well as the pursuit of energy savings, whether in the use of fuel in the vehicles themselves or in industrial processes, have been continually explored. Alternative fuels and more efficient internal combustion engines are issues that may decide the future of medium, short or long-term vehicle propulsion design. In this work, an experimental analysis of the performance and emissions of an Otto cycle engine operating with two different compression rates and several mixtures of anhydrous ethanol fuel with variation of the water content is presented. The engine was instrumented and mounted on a dynamometer, it had the ignition point and injection fuel advance calibrated by the MegaSquirt® controller in order to obtain the maximum torque by stoichiometric mixture. Some characteristic engine parameters and emissions from its exhaust system have been acquired. The results showed that the engine was able to operate with a fuel mixture up to ethanol and 50% of water content, this engine operation condition had not been performed by any work consulted in literature yet, besides, there was a significant reduction of NOx emission as the water content in the mixture increased. It has been evident that the increased compression ratio reduced the specific fuel consumption, also reduced the exhaust gas temperature, and on the other hand increased the fuel conversion efficiency.
In the face of global environmental problems, the search for solutions that can provide lower emissions in vehicles operating with internal combustion engines, as well as the pursuit of energy savings, whether in the use of fuel in the vehicles themselves or in industrial processes, have been continually explored. Alternative fuels and more efficient internal combustion engines are issues that may decide the future of medium, short or long-term vehicle propulsion design. In this work, an experimental analysis of the performance and emissions of an Otto cycle engine operating with two different compression rates and several mixtures of anhydrous ethanol fuel with variation of the water content is presented. The engine was instrumented and mounted on a dynamometer, it had the ignition point and injection fuel advance calibrated by the MegaSquirt® controller in order to obtain the maximum torque by stoichiometric mixture. Some characteristic engine parameters and emissions from its exhaust system have been acquired. The results showed that the engine was able to operate with a fuel mixture up to ethanol and 50% of water content, this engine operation condition had not been performed by any work consulted in literature yet, besides, there was a significant reduction of NOx emission as the water content in the mixture increased. It has been evident that the increased compression ratio reduced the specific fuel consumption, also reduced the exhaust gas temperature, and on the other hand increased the fuel conversion efficiency.