Análise numérica dos efeitos pulsativos em um motor monocilíndrico turboalimentado

• Autor(a) principal: Silva, João Paulo da
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI
• Texto Completo: https://doi.org/10.31414/EM.2021.D.131340; https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/3224
• topic: turbocompressores; pulsação; motores

Durante os úlltimos anos, houve um crescente estudo em diferentes áreas do setor automobilístico para aplicações de turbocompressores, com o objetivo de aumentar a eficiência global dos motores de combustão interna em favor do ganho de potência, torque, redução de consumo específico e consequentemente a redução de emissão dos gases poluentes. Os fabricantes de automóveis têm utilizado o conceito de downsizing de maneira bastante consistente nesta ultima década, aplicando praticamente em toda a gama de produtos. Os motores estão cada vez menores, tanto em deslocamento volumétrico, como em número de cilindros e associados a uma tecnologia eletrônica avançada. Além disso, a busca por combustíveis renováveis tem ganhado espaço através do mundo, como alternativa ao uso de combustíveis fósseis. Baseado nisso, essa pesquisa tem como objetivo simular a aplicação de um sistema turbocompressor em um motor monocilíndrico movido a etanol e estudar a influência do efeito pulsativo dos gases de exaustão no seu desempenho. O objeto de estudo foi um motor Yamaha WR450 de 450cm³ que equipa o protótipo RS12 da equipe Fórmula FEI. Inicialmente, utilizou-se a aquisição de dados do veículo para o estudo das principais condições de utilização do motor e para entender onde esse motor naturalmente aspirado não atende as necessidades da equipe. Posteriormente, modelou-se o motor com auxilio de um programa de simulação computacional unidimensional AVL BOOST, nele foram inseridos todos os dados construtivos e medidos durante as provas pelas quais o veículo é submetido na competição Fórmula SAE nacional. A partir dos resultados do modelo aspirado, construíu-se um segundo modelo com a aplicação de um turbocompressor comercial e analisou-se como características de um motor com reduzido número de cilindros pode influenciar na sobrealimentação de ar. Foram modeladas duas diferentes configurações de coletor de exaustão para se estudar um melhor aproveitamento da dinâmica dos gases no preenchimento da turbina: uma com volume muito pequeno (com o menor comprimento possível) e outra com um volume grande (2L). Ao final, pode-se decidir qual aplicação proporciona o melhor compromisso para ganho de desempenho em termos de torque e potência, na faixa de rotação determinada.