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Estudo conceitual de um motor com cilindrada e taxa de compressão ajustáveis

Processo: 16/06043-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de julho de 2016
Vigência (Término): 31 de outubro de 2018
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Engenharia Térmica
Convênio/Acordo: Peugeot Citroën
Pesquisador responsável:Janito Vaqueiro Ferreira
Beneficiário:Caio Henrique Rufino
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/50238-3 - Estudo conceitual de um motor avançado a etanol, AP.BIOEN.CPE
Assunto(s):Motores de combustão interna   Termodinâmica

Resumo

Este projeto consiste na análise da solução proposta de um motor de combustão interna de ignição por centelha com taxa de compressão e cilindrada ajustáveis. Controlando a taxa de compressão é possível obter um rendimento maior do motor principalmente em condições em que o motor não apresenta risco de detonação da mistura admitida, no caso de cargas parciais, quando a pressão no interior do cilindro é reduzida, permitindo uma maior compressão dos gases. Além disso, combustíveis diferentes requerem faixas de taxa de compressão diferentes, o que atualmente se caracteriza em uma dificuldade no projeto de motores multicombustíveis. Controlando a cilindrada através da alteração do curso do pistão é possível reduzir as perdas induzidas pelo estrangulamento do escoamento no sistema de admissão, realizado pela válvula borboleta do acelerador, como forma de controle de potência fornecida pelo motor. Acredita-se que com o mecanismo proposto pode-se otimizar o funcionamento do motor, visando como objetivo maior rendimento, pelo ajuste da taxa de compressão, da cilindrada e do ponto de ignição. Esta análise será executada obtendo os mapas de operação do motor, mostrando informações de eficiência térmica, potência indicada e máxima taxa de compressão possível, limites da condição de detonação da mistura ar-combustível para variados regimes de carga, cilindrada e rotação. Também será realizado um estudo mostrando os mapas de desempenho para o protótipo do motor em uma configuração semelhante a um motor convencional, i.e. com taxa de compressão e cilindrada constantes, apontando as vantagens ou desvantagens da implementação da solução proposta. Para a execução das tarefas mencionadas, será necessário o desenvolvimento de um modelo de simulação confiável dos processos de combustão que permita estimar dados de desempenho e prever a ocorrência da detonação no motor em diferentes configurações, portanto devidamente calibrado e validado com dados experimentais de um protótipo de um motor com a solução proposta. O Trabalho é parte integrante do projeto FAPESP/PCBA 13/50238-3 do Centro de Pesquisa em Engenharia "Prof. Urbano E. Stumpf" e corresponde às atividades 7.4.5. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
RUFINO, CAIO H.; DE LIMA, ALESSANDRO J. T. B.; MATTOS, ANA P.; ALLAH, FAZAL U. M.; BERNAL, JAIR L. L.; FERREIRA, JANITO V.; GALLO, WALDYR L. R. Exergetic analysis of a spark ignition engine fuelled with ethanol. ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT, v. 192, p. 20-29, JUL 15 2019. Citações Web of Science: 1.
RUFINO, CAIO H.; DE LIMA, ALESSANDRO J. T. B.; MATTOS, ANA P.; ALLAH, FAZAL U. M.; FERREIR, JANITO V.; GALLO, WALDYR L. R. Effects of combustion products composition models on the exergetic analysis of spark-ignition engine fuelled with ethanol. ARCHIVES OF THERMODYNAMICS, v. 40, n. 3, p. 27-42, 2019. Citações Web of Science: 0.
RUFINO, CAIO H.; FERREIRA, JANITO V. Kinematics of a variable stroke and compression ratio mechanism of an internal combustion engine. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 40, n. 9 SEP 2018. Citações Web of Science: 1.

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