Análise do desempenho de um motor diesel de injeção mecânica utilizando combustíveis alternativos

Abstract

Um dos grandes contribuintes para a poluição do ar atmosférico são os motores de combustão interna. Há uma busca crescente pelo uso de combustíveis alternativos como fontes de energia mais limpa, com o intuito de amenizar os prejuízos causados pelas emissões. Neste contexto, este trabalho tem por objetivo simular parâmetros intrínsecos de motor por compressão utilizando diesel dopado com etanol. Uma comparação entre o desempenho obtido experimentalmente a partir de dois combustíveis diferentes, diesel comercial S500 e uma mistura de diesel com 7% de etanol e 3% de bio-óleo, permite validar o modelo proposto. O modelo utilizado é estabelecido com os princípios do modelo zero-dimensional, no qual os parâmetros de desempenho do motor são função da variação do ângulo de manivela. As informações utilizadas para iniciar os cálculos são as condições de contorno estabelecidas pelo experimento. Os resultados encontrados são satisfatórios considerando as limitações do modelo. As curvas de pressão em função do ângulo de manivelas apresentam boa concordância, sendo o coeficiente de correlação de 0,9 para ambos combustíveis. Os resultados de consumo especifico e eficiência global apresentaram discrepância máxima de 5%. Desta forma, a simulação do desempenho do motor diesel em condições semelhantes às experimentais e a comparação entre os parâmetros permitem um melhor entendimento sobre o funcionamento do motor, sobre os processos térmicos envolvidos no ciclo e a utilização possibilitam a utilização adequada de combustíveis alternativos.

One of the great contributors to the pollution of the atmospheric air is the internal combustion engines. In order to diminish the damages, there is an increasing pursuit for alternative fuels with new sources of cleaner energy. In this context, the aim of this work is to simulate parameters that are intrinsic to a motor. To validate the proposed model, a comparison between results experimentally is made taken from a diesel engine with two types of fuels: commercial diesel S500 as base and a mixture of diesel with 7% of ethanol and 3% of bio-oil. The theoretical model applied has a principle based on the zero-dimensional models, in which the parameters calculated are function of the crankshaft angle. The boundary conditions are established with the experiment. Were found pressure curves versus crankshaft angle, pressure graphs by the temperature, and data as time of ignition delay and temperature of the gases in the exhaust system. The results are satisfactory, were observed good agreement between the model and experiment values. Despite the limitation of the simulator, the pressure curves versus crankshafts shown a correlation coefficient of approximately 0.9 for both fuels.