[pt] ESTUDO NUMÉRICO DO MOTOR DE IGNIÇÃO POR COMPRESSÃO CONTROLADA POR CENTELHA

[en] NUMERICAL STUDY OF SPARK CONTROLLED COMPRESSION IGNITION ENGINES

[pt] CAIO FILIPPO RAMALHO LEITE

[pt] ETANOL

[pt] AUTOIGNICAO

[pt] SPCCI

[pt] MOTOR DE IGNICAO POR COMPRESSAO CONTROLADA POR CENTELHA

[en] ETHANOL

[en] AUTOIGNITION

[en] SPCCI

[en] SPARK CONTROLLED COMPRESSION IGNITION ENGINE

[pt] Nestes últimos anos, a indústria automobilística tem se reinventado para suprir as exigências do mercado internacional, que vem sendo cada vez mais competitivo e mais rígido com as regras ambientais. Os carros elétricos são uma alternativa para a melhoria de emissões nocivas ao meio ambiente durante o tempo de vida útil do veículo, porém a produção e o descarte das baterias elétricas ainda são um grande problema a ser solucionado. Por isso, empresas também começam a procurar outras possibilidades de aumento da eficiência dos motores utilizados até então para que a tecnologia não seja tão prejudicial ao ambiente. Neste trabalho, ferramentas computacionais foram manuseadas para a previsão do desempenho de uma nova tecnologia no mercado, chamada SPCCI (Motor de Ignição por Compressão Controlada por Centelha), com um combustível muito utilizado em nosso país, o etanol. Foram feitas simulações para o estudo de sensibilidade de diversos parâmetros como: a velocidade de rotação do motor, a cilindrada do motor, a razão de compressão, a relação ar-combustível e o ângulo do virabrequim onde se dá a centelha. Os resultados indicam que existem regimes de um motor em que há uma maior vantagem da tecnologia SPCCI comparada ao tradicional SI (Ignição por Centelha). Para uma razão de compressão de 18 e um ângulo de centelha -20 graus Celsius, chega-se a um aumento de eficiência de quase 7 porcento o que é bastante para um conhecimento que traz consigo não somente o aumento de rendimento térmico, mas também uma diminuição drástica da emissão de poluentes devido à utilização de uma mistura extremamente pobre de combustível. Porém, há também pontos de funcionamento onde há pior performance com o SPCCI. Esses casos acontecem em um motor de razão de compressão por volta de 12 e ângulo de centelha -25 graus Celsius, o que diminui o rendimento de 2 porcento no pior caso.

[en] In this last few years, the automotive industry has reinvented itself to meet the demands of the international market, which has been increasingly competitive and stricter with environmental laws. One alternative to lower harmful environmental emissions over the life of the vehicle is Electric cars. However, the production and disposal of electric batteries is still a major problem to be solved. Therefore, companies are also starting to look for other possibilities to increase the engines efficiency and also develop green technology. In this work, computational tools were used to predict the performance of a new technology in the market, called SPCCI (Spark Controlled Compression Ignition). The fuel used in this Project is highly common in Brazil, ethanol. Simulations were made to study the sensitivity of several parameters such as engine speed, engine displacement, compression ratio, air-fuel ratio and crankshaft angle. The results indicate that there are regimes where there is a greater advantage of SPCCI technology over traditional SI (Spark Ignition). For a compression ratio of 18 and a spark angle of -20 Celsius degrees, an efficiency increase of almost 7 percent is achieved, which is enough for a technology that brings with it not only an increase in thermal efficiency but also a drastic decrease in pollutants emission due to its extremely poor fuel mixture. However, there are also working points where the performance with SPCCI is worst. These cases happen in a 12 compression-ratio engine and spark-ignition angle equals to -25 Celsius degrees, which decreases the efficiency by 2 percent in the worst scenario.

SERGIO LEAL BRAGA

FLORIAN ALAIN YANNICK PRADELLE

2020-01-27

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.46597