Estudo experimental da tecnologia dual-fuel em motor de combustão interna utilizando biogás, GNV e etanol

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Roberto Berlini Rodrigues da Costa
• Orientador(a): Ramon Molina Valle
• Banca de defesa: Jose Guilherme Coelho Baeta, Fernando Antonio Rodrigues Filho
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Motor de combustão interna; Etanol; Biogás; Injeção dual-fuel
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AVDMCT

A energia é a chave para longevidade da civilização moderna e a suademanda continua a crescer. Com as perspectivas do fim do petróleo e da crise energética mundial, demanda-se da comunidade científica soluções tecnológicas que promovam a redução do consumo de combustíveis, sobretudo de origem fóssil, a maximização da eficiência de conversão de combustível e a redução dos níveis de emissões em motores de combustão interna. Visando ao atendimento dessasnecessidades, o uso do biogás, biocombustível derivado do tratamento de resíduos, em sistemas de injeção dual-fuel é uma tecnologia em potencial. A economia e a ecologia estão entrelaçadas e a busca por alternativas já começou. Assim, este trabalho visa caracterizar e analisar um sistema de injeção dual-fuel adaptado a um motor monocilindro de ignição por centelha, utilizando as misturas biogás-etanol e gás natural veicular(GNV)-etanol como combustíveis. A aplicação deste trabalho évoltada para regimes de carga e operação de moto-geradores. A metodologia adotada consistiu nos procedimentos de escolha e preparação do motor, projeto e fabricação de novos componentes, preparação dos combustíveis e sistemas de injeção, instrumentação utilizada, método de cálculo das incertezas de medição, montagem em bancada de provas, metodologia de ensaios e calibração e análisedos parâmetros de interesse. Os testes foram divididos em três etapas: testes com apenas um combustível, testes com a tecnologia dual-fuel e testes com recirculação interna dos gases do escapamento (iEGR). Os resultados obtidos com a implementação das estratégias dual-fuel apresentaram ganhos de eficiência de conversão de combustível de até 10% para as misturas de biogás-etanol e de 3% para as misturas de GNV-etanol, além de redução dos níveis de emissões de NOx, HC e CO. A estratégia de utilizar iEGR, aumentou tanto a eficiência térmica como ade combustão e diminuiu as emissões de NOx em torno de 60%. Desta forma, o sistema de injeção dual-fuel para motores de ignição por centelha possui ampla aplicação e viabilidade de inserção no mercado, como uma tecnologia capaz de ajudar a suprir as demandas de energia de forma sustentável