Dimensionamento e avaliação de um sistema de escapamento de motor de combustão interna ciclo-Otto

• Autor(a) principal: Vitto, Josué
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UCS
• Texto Completo: https://repositorio.ucs.br/11338/6470
• topic: Engenharia mecânica; Motores de combustão interna; Automóveis - Motores - Sistemas de escapamento

O presente trabalho refere-se ao estudo e análise do dimensionamento do sistema de escapamento de um motor de combustão interna com o motor operando inicialmente com o sistema original de fábrica e, posteriormente, com o novo sistema dimensionado. A partir da revisão bibliográfica sobre o assunto, utilizou-se um método de dimensionamento proposto na literatura para o sistema de escapamento de motores de combustão interna. O dimensionamento foi aplicado a um motor com aspiração natural originalmente carburado, equipando um veículo da marca Chevrolet, modelo ?C10?, de seis cilindros em linha de deslocamento volumétrico de 4100 cm³. A ideia foi substituir o sistema de descarga original do motor baseado em uma concepção de tubos curtos para dispor de menor espaço, com os tubos descarregando os gases de combustão em uma galeria (coletor). A substituição de tal sistema culminou na fabricação de um escapamento constituído por tubos individuais (separados), mais alongados, com curvas suaves e unidos três a três para conectar-se a dois tubos de descarga. Isso favorece a descarga dos gases em motores com grandes cruzamentos de válvulas, como são os motores de seis cilindros. Esse assunto é de grande importância no ramo automotivo, onde se busca cada vez mais aumentar a eficiência dos motores. Após o desenvolvimento dos cálculos, construiu-se um protótipo em uma empresa especializada no ramo de escapamentos. O objetivo foi averiguar a influência do novo escapamento no torque e na potência medidos diretamente nas rodas, utilizando-se equipamentos específicos para as análises, como o dinamômetro de rolos, que possibilita a simulação de condições mais reais de funcionamento para comparação de resultados. Outro instrumento usado para o desenvolvimento do trabalho foi um manômetro para avaliar a contrapressão gerada no escapamento. Os resultados obtidos para as duas condições foram comparados para averiguar-se a contribuição do novo sistema de escapamento dimensionado. Os principais resultados mostraram que o escapamento dimensionado proveu um aumento de potência em relação ao motor original em 6,7%, ou seja, aumentando a potência de pico de 103,73 HP (77,4 kW) para 110,67 HP (82,6 kW), enquanto o torque de pico reduziu de 254,04 N·m para 250,58 N·m. Além disso, houve diminuição da pressão interna no escapamento em 0,12 bar, evitando que o motor opere com o efeito indesejado de frear pela contrapressão gerada no mesmo. Os resultados alcançados nos ensaios foram bastante promissores, demostrando que escapamento dimensionado obteve os resultados esperados na faixa de rotação de 3000 a 4000 RPM, com o aumento da disponibilidade de potência e redução na pressão nos tubos de escape (sic).