ensaio e análise do desempenho de motores utilizando ... · depósitos derivados da quebra de...

Ensaio e análise do desempenho de motores utilizando combustíveis aditivados e não aditivados

LUIS SERRANO

ADAI – IPLeiriaInstituto Politécnico de Leiria

Universidade de Coimbra

Faculdade de Ciencias e Tecnologia

Departamento de Engenharia Mecânica

Instituto Politécnicode Leiria

Escola Superior de Tecnologia e Gestão

Delegation of Leiria

ADAI – LAETA Laboratório Associado

Departamento de Engenharia Mecânica

Teste de veículosem estrada

Teste de motores emlaboratório

Teste de veículos emlaboratório

Incerteza Associada aos Resultados

Reprodutibiidade de condições reais em estrada

Preço de Instalação + Custo Testes

ENSAIOS DE MOTORES

6

ENSAIOS DE MOTORES

ENSAIOS DE MOTORES

Determinação de

Potência Máxima,Binário Máximo e Consumo Específico

ENSAIOS EM ESTRADA

gravinercaerodrolmot FFRRF +=

sin2

1)( 22

10 ++= gMdt

dvMvACvKKgMF xmot

ENSAIOS EM ESTRADA

Balança de Precisão

ENSAIOS EM ESTRADAEquipamento e Software

Duplo Sistema de Referenciação Geográfica (GPS) DashDynointegrando sistema de comunicação com o veículo (OBD)

Software DynoScan


Banco de Rolos 470kWIPLeiria

0

50

100

150

200

250

0

20

40

60

80

100

0 1000 2000 3000 4000 5000

Torque [N.m]Power [kW] RV D

Power (Pmax=78kW/4260rpm)

Torque (Tmax=214Nm/2820rpm)


020406080100120140160180200

-1000

0

1000

2000

3000

Engine RPM Vehicle Speed [km/h]

0

20

40

60

80

100

120

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Calculated Load [%]

Tempo [s

ENSAIOS EM ESTRADADesempenho

TESTES DE VEÍCULOS EM LABORATÓRIO

Testes de Potência

Teste 1 Teste 3

Teste 2

Testes Consumo Combustível (NEDC)

Combustíveis (e aditivos) para automóveis

https://financialtribune.com

Na refinaria: DestilaçãoExtração EnxofreCrackingPolimerizaçãoReforma catalitica


ASFALTO

LUBRIFICANTES

PROD. QUÍMICOS

CERAS E SOLVENTES

OUTROS

https://www.fuelseurope.eu/

23


Características essenciais dos combustíveis

Densidade

Poder Calorifico

Viscosidade

Índice de Cetano

Índice de Octano

Volatilidade e Tensão Vapor

Inflamabilidade

Ponto Fluidez

DensidadeEnergética


Densidade

Valores em kg/m3 Mínimo Máximo Comum

Gasolina (EN228) 720 775 750

Diesel (EN590) 820 845 830

25


Poder Calorifico Valores MJ/kg MJ/litro Comum

Gasolina (EN228) 44,5 33,38 750

Diesel (EN590) 43,09 35,69 830


Densidade Energética


Densidade energética

Índice de Octano


Medida da Resistência à Detonação (Knock)

Índice de Octano


Relação Compressão

Eficiência (mais potência e menos consumo)

Necessidade de maior Índice Octano

Contudo a utilização de combustível com maior Índice Octano não implica por si só a disponibilidade de maior eficiência ou mais potência.

Índice de Octano


Detonação :

Aparecimento de ruído;

Aumento de transmissão de calor

para os diferentes órgãos do motor;

Desgaste do êmbolo, válvulas e vela

Pode provocar a ruína do motor.

Índice de Cetano


Quantifica a Inflamabilidade do Combustível (Auto-inflamação)

https://www.mrtperformance.com.au/

Volatilidade e Tensão Vapor Facilidade de vaporizar e de se promover a ignição.

Inflamabilidade – Segurança no transporte e quando existem fugas pequenas.

Ponto Fluidez – escoamento, principalmente em climas frios.


Aditivos são utilizados nos combustíveis desde 1921

1º Aditivo utilizado: Tetraetilo de chumbo na gasolina 1923 (aumenta índice octano)

Este aditivo foi utilizado até ao final do século XX.

No diesel, a partir dos anos 20 foi também iniciada a introdução de aditivos que melhoravam a ignição (aumenta o índice de cetano).

Este tipo de aditivos ainda hoje é utilizado.

Utilização de aditivos nos

combustíveis para automóveis



Os 1ºs aditivos tinham como objetivo otimizar a combustão, aumentando o índice de octano e de cetano, porque o processo de refinação era primário.Hoje em dia, o papel dos aditivos é muito mais vasto e cobre aspetos de segurança, ambiente, fiabilidade dos motores, refinação, fiabilidade motores, etc.

Alguns exemplos:Controlo na formação de depósitos

Motores: gasolina

Objetivo: manter o sistema de alimentação mais limpo, diminuindo a formação de depósitos derivados da quebra de componentes da gasolina e que podem acumular-se nas válvulas de admissão e nos injetores.

DepósitosVálvula admissão

Válvulanova

Válvulasuja

Válvula suja

Válvula usada, mas limpa

Inlet Valves from GM 1.4L motor PFI gasolina

CleanDirty

Port fuel Injectors

Images adapted from JFU Energy Associates, Ltd.



Alguns exemplos:Diminuição de atrito mecânico

Inibidores corrosão

Aumento da resistência à detonação (ind. Octano)

Antioxidantes (durabilidade características combustível)

Aumento da condutividade (diminuição carga elétrica)

Desactivadores de metais

Corantes e marcadores

Motores: gasolina



Alguns exemplos:Controlo na formação de depósitos

Motores: diesel

Objetivo: manter o sistema de alimentação mais limpo, diminuindo a acumulação de impurezas nos injetores de modo a garantir uma correta atomização.

Fuel injector tips (a,b), poor spray pattern © and good spray pattern (d)

Diesel s/ aditivo Diesel aditivado

JFU Energy Associates, Ltd.



Alguns exemplos:Melhorador de escoamentos a frio.

Aumento da inflamabilidade (ind. Cetano).

Aumento da lubricidade do combustível

Aditivo anti-espuma

Inibidores corrosão

Antioxidantes (estabilidade química)

Melhoria condutividade

Desativadores metálicos

Corantes e marcadores

Motores: diesel



Utilização de combustíveis – curiosidades estatísticas

MUITO OBRIGADO PELA ATENÇÃO

Podem colocar as vossas questões??

ensaio e análise do desempenho de motores utilizando ... · depósitos derivados da quebra de...

Documents