Efeitos da admissão de ozônio em carga parcial de motores de ignição por centelha

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Golke, Diego
• Orientador(a): Martins, Mario Eduardo Santos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Motor de combustão interna; Ozônio; Gasolina
• Palavras-chave em Inglês: De-throttling; Ozone; Gasoline; Internal combustion engines
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/297357

O constante melhoramento dos motores de combustão interna é fundamental para atenuar a emissão de gases de efeito estufa produzidos pelo setor de transportes. Nesse sentido, o governo brasileiro tem incentivado o desenvolvimento de tecnologias que promovam a descarbonização do setor da mobilidade através do programa ROTA 2030. Contudo, aumentar a eficiência dos motores de combustão interna e atender à legislação de controle de emissões de poluentes são tarefas difíceis. O uso de combustíveis com menor impacto de carbono é uma maneira eficaz de reduzir os gases do efeito estufa. A gasolina brasileira possui aproximadamente um quarto de etanol, o que reduz as emissões de carbono do combustível e mantém uma adequada densidade de energia. Ainda, o aumento da eficiência dos motores também impacta na redução das emissões de CO2. Dessa maneira, a eficiência do processo de troca de gases, em condição de carga parcial, causa uma penalidade considerável na eficiência de conversão de combustível em motores de ignição por centelha com controle de carga por throttling. Uma maneira de diminuir essa ineficiência é através da diluição da mistura ar + combustível com gases residuais. Contudo, a variabilidade de combustão limita a quantidade máxima admissível de gases residuais. Nesse sentido, a adição de ozônio no sistema de admissão foi testada como um melhorador de ignição para permitir maior desentrangulamento do motor. Por essas razões, uma investigação experimental sobre parâmetros relacionados com a combustão, eficiência e emissões foi realizada em um motor turboalimentado de 1,0 l com injeção direta. Os testes experimentais foram realizados utilizando a gasolina brasileira em 3 e 6 bar de IMEP, relação ar-combustível estequiométrica, 1500 rpm e ponto de ignição em máxima eficiência indicada ou limitado por knock. Os estudos iniciais mostraram que a operação em baixa carga e grande quantidade de gás residual resultam em operação instável do motor, com alta variabilidade cíclica da combustão. Diferentes concentrações de ozônio foram testadas, e os resultados apontam que é possível aumentar a eficiência do processo de troca de gases, permitindo maior desestrangulamento. Além disso, a adição de ozônio apresenta potencial para promover autoignição controlada com o auxílio da centelha, apesar da baixa razão de compressão do motor. No entanto, a eficiência indicada diminuiu com a maior fração de gás residual em alguns pontos de operação que deixam espaço para melhorias.