Análise numérica da combustão em um motor de ignição por centelha com pré-câmaras de diferentes geometrias operado com etanol

• Autor(a) principal: Miguel Humberto Barrientos Sandoval
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BCLH5S
• topic: Motores de combustão interna; Pré-câmara; Dinâmica dos fluidos computacional; Combustão; ECFM; Simulação numérica; Motores de combustão interna; Dinâmica dos fluidos computacional; Combustão; Engenharia mecânica

Os crescentes aumentos das emissões de poluentes exigem às indústrias a procurar novas tecnologias focadas no máximo aproveitamento dos recursos naturais com redução dos níveis de contaminação. No setor automotivo, apesar de não ser uma tecnologia atual, o uso de motores com sistema de ignição com pré-câmara se projeta como uma solução adequada para a produção de potência reduzindo o nível de contaminação e o consumo de combustível, uma vez que o sistema permite ganhos significativos nos parâmetros da combustão que possibilitam o uso de misturas pobres no motor. O sistema de ignição com pré-câmara consiste na instalação de uma pequena câmara de combustão adicional, ou pré-câmara, interconectada através de canais de conexão com a câmara principal. Neste sistema, a combustão se inicia, através de uma centelha eléctrica, na pré-câmara, onde a pressão e a temperatura aumentam, promovendo a formação de jatos de chama, os quais são direcionados para a câmara principal. No sistema de ignição com pré-câmara, além da proporção ar/combustível, a geometria da pré-câmara é um dos parâmetros mais importantes, uma vez que influencia diretamente nas características da combustão e nas emissões gasosas do motor. Neste trabalho se analisa detalhadamente o desempenho de um motor de combustão interna equipado com sistema de ignição com pré-câmara operando com carga homogênea, variando o volume interno da pré-câmara e o diâmetro, quantidade e disposição dos canais de interconexão. Os resultados indicam que o aumento do volume interno da pré-câmara é o parâmetro que mais influencia no processo de combustão, uma vez que afeta diretamente a capacidade de liberação de energia e na velocidade da combustão. Por outro lado, o adequado dimensionamento, distribuição e disposição dos canais de interconexão, possibilitam pequenos ganhos em termos de eficiência da combustão e permitem uma adequada distribuição dos jatos na câmara principal.