Estudo numérico do gerenciamento térmico de um motor de combustão interna com foco na maximização do desempenho veicular

• Autor(a) principal: Fabrício Thomaz
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/36682
• topic: Gerenciamento térmico; Desempenho veicular; Consumo de combustível; Sistema de arrefecimento; Engenharia mecânica; Automóveis - Consumo de combustíveis; Motores de combustão interna

Nos dias atuais, aprimoramentos no consumo de combustível e redução nas emissões de poluentes estão sendo muito discutidos. Downsizing e downspeeding são alguns, entre muitos métodos, bastante utilizados com o objetivo de aumentar a eficiência energética global de veículos equipados com motores de combustão interna. Em condições de altas cargas no motor, a temperatura do líquido de arrefecimento e ACT (air charge temperature) podem chegar a valores elevados, comprometendo o desempenho e a integridade do sistema propulsor. Neste caso, uma calibração que reduz a potência do motor é utilizada para aumentar a confiabilidade do projeto. O gerenciamento da carga e rotação do motor pode contribuir para manutenção do ACT através da redução do torque devido a um aumento na rotação do virabrequim, porém pode elevar a temperatura do líquido de arrefecimento, devido à maior rejeição térmica. O trabalho atual visa analisar, através de modelos numéricos, estratégias de dimensionamento do sistema de arrefecimento para manutenção da potência gerada pelo motor, em condições de elevadas cargas e temperaturas, administrando o torque e a rotação. Em seguida, a partir das estratégias de configurações de sistema de arrefecimento, foi realizada uma avaliação do consumo de combustível sob o ciclo FTP-75 + HWFET. Por meio do controle da carga e da rotação, os resultados indicaram a possibilidade de mitigar em até 30% a necessidade de depotenciamento do motor, em condições de condução extrema do veículo. Para um menor consumo de combustível, os resultados sugerem seguir com uma maior potência do eletro-ventilador combinada a menores radiadores, mostrando ganhos em até 0,8%. Os resultados indicam que para evitar pequenas perdas de potência no motor, em condições de elevadas cargas, o esforço exigido é muito alto, implicando elevados custos e penalizando o consumo de combustível no ciclo FTP-75 + HWFET. Desta forma, um caminho proposto é, elaborar uma estratégia de calibração adequada do motor, buscando minimizar os impactos de possíveis perdas de potência em elevadas cargas e, assim, minimizando o consumo de combustível em condições normais de operação do veículo.