Simulação numérica e análise de um motor de quatro tempos a diesel turbo alimentado

• Autor(a) principal: Bezerra, Daniel Albuerne Diniz
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/50031
• topic: Diesel - RK; Regimes de operação; Simulação; Potência; Power; Torque; Simulation; Operating regimens

Neste trabalho foi desenvolvido o modelo virtual de um motor de combustão interna de ignição espontânea quatro tempos baseado no motor modelo MIVEC 2.4L turbo diesel utilizado no automóvel Pajero Sport HPE. Por meio do software Diesel - RK, utilizou-se como dados de entrada os parâmetros geométricos do motor, tais como curso do pistão, diâmetro do pistão, taxa de compressão, número de cilindros e a relação de compressão do turbo - compressor, disponibilizados pelo catálogo da própria fabricante. Com isso, foi possível obter uma aproximação dos parâmetros reais do motor tomando como base os regimes de potência máxima, torque máximo, marcha lenta e potências intermediárias. Através desses dados foi realizado a primeira simulação para o regime de potência máxima seguindo as instruções de um exercício prático sugerido pelo próprio software resultando em um valor para potência muito abaixo do catálogo. Para reduzir essa diferença, pela própria recomendação do programa, realizou-se alterações nos parâmetros geométricos das válvulas e uma otimização do tempo de injeção de combustão para aumentar a eficiência da queima no tempo de expansão, se aproximando mais do modelo real e aumentando, dessa forma, a potência do motor virtual. Após essas otimizações, a margem de erro caiu vertiginosamente atingindo uma diferença de apenas 4% do motor real, resultando em valores condizentes com a do catálogo. Diante disso, buscou-se fazer essas alterações em todos os regimes de operações, como o de marcha lenta, potências intermediárias e principalmente para o modo de torque máximo, o que resultou em uma diferença de apenas 4,17% do motor real. Finalmente, de posse de todos os regimes calculados, obteve-se as curvas de potência, torque, pressão média efetiva e a do consumo específico de combustível, todas em função dos respectivos valores de RPM para cada regime de operação. Os resultados finais obtidos apresentaram proximidade com o modelo real do motor apresentando as curvas dos gráficos concordantes com a teoria em estudo. A metodologia aplicada para essa produção do modelo virtual do motor é replicável e pode ser aperfeiçoada, trazendo melhores resultados de acordo com a riqueza de informações fornecidas pelo fabricante, que, por vezes, são sigilosas. A simulação do desempenho de motores através do software é importante para o melhor entendimento do seu funcionamento, assim como, para aplicação de melhorias em relação a sua performance, além de trazer economia pelo fato de não precisar fabricar um protótipo para estudar seu funcionamento.