Variable compression ratio engines: a mechanism approach

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Hoeltgebaum, Thiago
Orientador(a): Martins, Daniel
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/167873
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016.
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spelling Universidade Federal de Santa CatarinaHoeltgebaum, ThiagoMartins, DanielVieira, Rodrigo de Souza2016-09-20T04:28:56Z2016-09-20T04:28:56Z2016341772https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/167873Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016.Os motores de taxa de compressão variável (VCR) têm se tornado uma oportunidade para a adequação frente às novas leis de redução de consumo de combustível e emissão de poluentes. Acredita-se que os motores VCR são capazes de unir tanto eficiência quanto alto desempenho. É objetivo desta pesquisa investigar as oportunidades de desenvolvimentos futuros no âmbito dos motores de taxa de compressão variável. A seguir, um breve resumo do trabalho e suas seções são apresentadas. Introdução: A introdução tem por objetivo apresentar a tecnologia de motores de taxa de compressão variável, suas características e justificativas para a pesquisa. Além disso, discutem-se os objetivos, as delimitações do trabalho e, brevemente, a metodologia adotada. Revisão de Bibliografia: Neste capítulo apresenta-se a metodologia de desenvolvimento de produtos conhecida por modelo PRODIP (BACK et al.,2008). Todas as etapas e características são discutidas e criticadas em relação ao trabalho que se almeja desenvolver. Metodologias de projeto de mecanismos também são apresentadas focando-se nos trabalhos de Yan (1999) e Tsai (2000). Além disso, discute-se a respeito da metodologia proposta por Murai (2013), a qual foi desenvolvida junto ao Laboratório de Robótica da UFSC e tem se mostrado muito importante para o desenvolvimento de novos mecanismos. Por último, uma metodologia de pesquisa de patentes também é apresentada. Esta metodologia também foi desenvolvida junto ao Laboratório de Robótica da UFSC e está de acordo com os escritórios internacionais de patentes. Juntamente à metodologia de busca de patentes, encontra-se uma breve explicação sobre a estrutura de uma patente e características gerais de uma pesquisa de patentes. Motores de Taxa de Compressão Variável: O terceiro capítulo é dedicado ao levantamento de estado da arte dos motores VCR. Primeiramente mostra-se uma classificação de motores reconfiguráveis e o enquadramentos dos motores VCR nessa classificação. Então, aborda-se a literatura (livros e artigos) para investigar testes experimentais e simulações a respeito do tema além de classificações anteriores deste tipo de motor. O levantamento de estado da arte continua analisando produtos lançados no mercado e as principais empresas por trás desta tecnologia. Por último os resultados da pesquisa de patentes são mostrados. Foram analisadas 1163 patentes resultando em 127 conceitos diferentes de motores VCR. Baseando-se nesta pesquisa e a comparando com outros autores, este trabalho propõe uma nova classificação para os motores VCR, os quais podem ser divididos em 7 grandes classes. As cadeias cinemáticas de todas as classes de motores VCR são analisadas com o objetivo de investigar suas respectivas características estruturais e funcionais. Além disso, a reconfigurabilidade em motores VCR é discutida. Desenvolvimento de Motores VCR: No quarto capítulo são definidos os requisitos estruturais e funcionais por meio do levantamento do estado da arte e por comparação com os trabalhos de Freudenstein and Maki (1983) e Tsai (2000). Os requisitos são então utilizados para enumerar e selecionar cadeias cinemáticas com potencial de se desenvolver motores de taxa de compressão variável. Por fim, discute-se o potencial para inovação destes motores. Estudos de Caso: Neste capítulo, três cadeias cinemáticas em potencial definidas no capítulo anterior são estudadas com o objetivo de exemplificar o desenvolvimento de novos motores VCR de acordo com a abordagem sistemática do Laboratório de Robótica da UFSC.<br>Abstract : The variable compression ratio (VCR) engine has become an opportunity to overcome the new consumption and emissions laws. Researchers believe that the VCR engine can unite both efficiency and performance. This research aims to investigate the opportunity of further developments within the VCR field. In order to accomplish that, a review of design methodology is provided. First an overview of product development methodology is presented focusing on the PRODIP Model (BACK et al., 2008). Then, it is discussed the mechanism design methodologies such as Yan (1999) and Tsai (2000). Also, the methodology proposed by Murai (2013) is applied. In addition, a patent survey methodology is provided. A state of the art survey analysed the information available in the literature, the market and the patents database. The patent survey was conducted analysing 1163 patents and resulting in 127 different VCR engine designs. Based on that survey and comparing with several authors, this research proposes an enhanced classification of the VCR engines, which contains 7 major classes. The kinematic chains from all classes of VCR engines are analysed in order to investigate the structural and functional characteristics which are compared with previous works from Freudenstein and Maki (1983) and Tsai (2000). This information is used to discuss the reconfigurability of VCR engines, to define the proper design requirements and to generate new potential kinematic chains for innovative designs of VCR engines. At last, three case studies are presented with the objective of exemplifying the development of novel VCR engines using the UFSC Robotics Lab systematic approach.111 p.| il., grafs., tabs.engEngenharia mecânicaRobóticaVariable compression ratio engines: a mechanism approachinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL341772.pdfapplication/pdf12779632https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/167873/1/341772.pdf29a0ffb2f91d302c34bba790cad567baMD51123456789/1678732016-09-20 01:28:56.07oai:repositorio.ufsc.br:123456789/167873Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestsandra.sobrera@ufsc.bropendoar:23732016-09-20T04:28:56Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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