Estudo do desempenho de um motor de combustão interna turboalimentado e com restrição da entrada de ar

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Fortuoso, Marcelo
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Motores de combustão interna
Turbocompressores
Etanol
Automóveis - Ignição
Internal combustion engines
Turbochargers
Ethanol
Automobiles - Ignition
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA
Engenharia Mecânica
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27519
Resumo: The present work describes the performance and efficiency improvement achieved in an engine that will be used in the Formula SAE competition. It is an engine manufactured by the Yamaha company, with 320 cc of displacement, 2 cylinders and 4 valves per cylinder. In its original version, the engine is naturally aspirated and fueled with gasoline, and the maximum power and maximum torque values declared by the manufacturer are, respectively, 42 hp and 3.02 kg.f.m. The increase in power and torque of this engine was obtained by using a turbocharger with an intercooler and by replacing gasoline with ethanol. Such modifications were made observing a limitation established in the Formula SAE competition rules, according to which the intake air must pass through a 19 mm diameter throat, thus restricting the maximum amount of air that can be admitted. After the modifications, the engine was recalibrated using the Megasquirt MS2 programmable electronic injection system to then be mounted on an experimental vehicle, which was subjected to tests in a roller dynamometer. In addition, a computational model was built using the Ricardo Wave software, which allowed simulating the functioning of the engine before and after the modifications. The simulation results were compared with experimental results, which allowed validating the simulation results and verifying that the power and torque gains reached values in the order of 70% at their peak values.
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spelling Estudo do desempenho de um motor de combustão interna turboalimentado e com restrição da entrada de arPerformance study of an internal combustion engine turbocharged and with intake air restrictedMotores de combustão internaTurbocompressoresEtanolAutomóveis - IgniçãoInternal combustion enginesTurbochargersEthanolAutomobiles - IgnitionCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICAEngenharia MecânicaThe present work describes the performance and efficiency improvement achieved in an engine that will be used in the Formula SAE competition. It is an engine manufactured by the Yamaha company, with 320 cc of displacement, 2 cylinders and 4 valves per cylinder. In its original version, the engine is naturally aspirated and fueled with gasoline, and the maximum power and maximum torque values declared by the manufacturer are, respectively, 42 hp and 3.02 kg.f.m. The increase in power and torque of this engine was obtained by using a turbocharger with an intercooler and by replacing gasoline with ethanol. Such modifications were made observing a limitation established in the Formula SAE competition rules, according to which the intake air must pass through a 19 mm diameter throat, thus restricting the maximum amount of air that can be admitted. After the modifications, the engine was recalibrated using the Megasquirt MS2 programmable electronic injection system to then be mounted on an experimental vehicle, which was subjected to tests in a roller dynamometer. In addition, a computational model was built using the Ricardo Wave software, which allowed simulating the functioning of the engine before and after the modifications. The simulation results were compared with experimental results, which allowed validating the simulation results and verifying that the power and torque gains reached values in the order of 70% at their peak values.O presente trabalho descreve a melhoria de desempenho e de rendimento conseguida em um motor que será utilizado na competição Fórmula SAE. Trata-se de um motor fabricado pela empresa Yamaha, com 320 cc de cilindrada, 2 cilindros e 4 válvulas por cilindro. Na sua versão original o motor é naturalmente aspirado e alimentado com gasolina, sendo que os valores de potência máxima e torque máximo declarados pelo fabricante são, respectivamente, 42 cv e 3,02 kg.f.m. O aumento da potência e do torque desse motor foi obtido pela utilização de um turbocompressor com intercooler e pela substituição da gasolina pelo etanol. Tais modificações foram feitas observando-se uma limitação estabelecida nas regras da competição Fórmula SAE, segundo a qual o ar de admissão deve passar por uma garganta de 19 mm de diâmetro, restringindo, assim, a quantidade máxima de ar que pode ser admitida. Após as modificações o motor foi recalibrado usando o sistema de injeção eletrônica programável Megasquirt MS2 para, então, ser montado em um veículo experimental, o qual foi submetido a ensaios em um dinamômetro de rolo. Além disso, foi construído um modelo computacional usando o software Ricardo Wave, o que permitiu simular o funcionamento do motor antes e depois das modificações. Os resultados das simulações foram comparados com resultados experimentais, o que permitiu validar os resultados da simulação e verificar que os ganhos de potência e torque atingiram valores da ordem de 70% nos seus valores de pico.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de MateriaisUTFPRAlegre, José Antonio Andrés Velásquezhttps://orcid.org/ 0000-0003-1305-6567http://lattes.cnpq.br/9795873015970798Alegre, José Antonio Andrés Velásquezhttps://orcid.org/ 0000-0003-1305-6567http://lattes.cnpq.br/9795873015970798Lima, Key Fonseca dehttp://lattes.cnpq.br/2072369113485236Ramos, Ricardo Alan Verduhttps://orcid.org/0000-0001-9620-7329http://lattes.cnpq.br/4582822311318387Fortuoso, Marcelo2022-02-27T23:02:17Z2022-02-27T23:02:17Z2021-12-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFORTUOSO, Marcelo. Estudo do desempenho de um motor de combustão interna turboalimentado e com restrição da entrada de ar. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27519porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2022-06-07T13:42:23Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/27519Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2022-06-07T13:42:23Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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