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TÍTULO: CALIBRAÇÃO DE MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA UTILIZANDO TÉCNICAS DE DOE(DESIGN OF EXPERIMENTS), COM ÊNFASE EM MOTORES DOWNSIZINGTÍTULO:
CATEGORIA: EM ANDAMENTOCATEGORIA:
ÁREA: ENGENHARIAS E ARQUITETURAÁREA:
SUBÁREA: ENGENHARIASSUBÁREA:
INSTITUIÇÃO: FACULDADE DE ENGENHARIA DE SOROCABAINSTITUIÇÃO:
AUTOR(ES): ALEXANDRE CAMILOAUTOR(ES):
ORIENTADOR(ES): FERNANDO MOURA ARRUDAORIENTADOR(ES):
COLABORADOR(ES): CARLOS ALBERTO GASPARETTOCOLABORADOR(ES):
Trabalho em andamento
Calibração de motores de combustão interna utilizando técnicas de
DOE (Design of Experiments), com ênfase em motores downsizing.
1. ResumoCom as novas normas de emissão de poluentes dispostas a preservar o meio
ambiente, novas tecnologias precisam ser criadas e desenvolvidas, pois só assim
poderemos aumentar a eficiência e conforto no ramo automotivo.
Logo, os novos motores do tipo
downsizing se destacam pela
sofisticação de itens adicionados para a
melhoria da sua eficiência, com sistema
de superalimentação, injeção direta de
combustível e demais tecnologias que
permitem que eles substituam
propulsores maiores sem perda de
desempenho e economia.
Figura 1: Motor Ford EcoBoost 1.0 (3 cilíndros)
2. IntroduçãoCom a nova tecnologia dos motores downsizing ganhamos a alternativa de
economia de combustível sem prejuízos para o desempenho dos propulsores, essa
combinação ideal, é também uma grande possibilidade de amenizar o problema da
emissão de poluentes no meio ambiente.
Atualmente os Engenheiros de
Calibração de Motores contam com
muitos recursos para realizar a
calibração de motores, porém, nem
sempre sabem ao certo a influência de
cada fator na resposta final da
calibração, isso prejudica muito no
tempo total do processo. Figura 2: Sistema de injeção direta de combustível
3. ObjetivosFrente a este problema, este trabalho visa a aplicação do DOE (Design of
Experiments) para descobrir a influência de cada fator, para assim, definir uma
“metodologia padrão” de calibração destes motores.
Trabalho em andamento
Calibração de motores de combustão interna utilizando técnicas de
DOE (Design of Experiments), com ênfase em motores downsizing.
Neste trabalho utilizaremos os
conceitos da metodologia DMAIC, para
criarmos uma linha de raciocínio do
projeto sem perder o foco e objetivo do
trabalho. O mapa de raciocínio que será
criado, também ajudará nos futuros
trabalhos voltados à este assunto.
Figura 3: Gráficos de contorno (DOE) e mapa de raciocínio
(DMAIC)
4. MetodologiaO controle dos parâmetros de funcionamento de um motor de combustão
interna, que utiliza sistemas de gerenciamento eletrônicos, é realizado através dos
mapas de calibração. Esses mapas são compostos por matrizes de dimensão MxN,
com valores pré-estabelecidos para o controle de uma variável, visando otimizar seu
funcionamento em função das diferentes condições de operação do motor.
Com esta metodologia, podemos
estudar um mapa de calibração do
tempo de injeção em função da rotação
do motor e da carga imposta através da
posição da válvula borboleta. Estes e
outros parâmetros podem ser estudados
através de softwares específicos. Figura 4: Tempo de injeção em função da temperatura
5. DesenvolvimentoUtilizando o módulo de injeção
MS2 Racing, temos controle total de
injeção, ignição e datalogger. A CPU
deste módulo é capaz de controlar
sequencialmente 4 canais de injetores,
mais 2 canais de ignição além de
diversos parâmetros de entrada e saída,
possibilitando o controle total de motores
ciclo-otto.Figura 5: Sistema de injeção eletrônica (MS2 Racing)
Trabalho em andamento
Calibração de motores de combustão interna utilizando técnicas de
DOE (Design of Experiments), com ênfase em motores downsizing.
Nas figuras abaixo, podemos observas alguns estudos realizados em relação à
eficiência volumétrica do sistema de injeção do veículo estudado (CBR 600RR).
Porém para validar estes estudos, precisamos de um dinamômetro de rolos,
para aplicar uma carga nas rodas do veículo e medir os parâmetros em tempo real,
para assim, validarmos a eficiência dos estudos realizados nesta pesquisa.
Figura 6: Tabela e gráfico de eficiência volumétrica do sistema de injeção
6. Resultados preliminaresAté o presente momento foram concluídas as seguintes etapas:
· Revisão bibliográfica: Motores à combustão interna;
· Definição dos parâmetros e mapeamento do sistema do veículo;
· Calibração do motor utilizando técnicas de DOE;
· Análise dos dados (pós-processamento) – Em andamento
7. Fontes consultadasABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5484: Motoresalternativos de combustão interna de ignição por compressão (Diesel) ouignição por centelha (Otto) de velocidade angular variável. Rio de Janeiro,Brasil, 1985, 8p.
BAETA, J. G. C. Metodologia experimental para maximização do desempenhode um motor multicombustível turboalimentado sem prejuízo à eficiênciaenergética global. Tese de Doutorado. Programa de Pós-graduação emEngenharia Mecânica - UFMG. Belo Horizonte - MG. 2006, 202p.
BAETA, J. G. C., VALLE, R. M., CARVALHO, R. D. B., BARROS, J. E. M. Mappingprocedure applied to general engine management system for spark plugengines. In: CONGRESSO SAE BRASIL 2004, novembro de 2004, São Paulo, SP.SAE Technical Paper Series. Paper nº 2004-01-3435. 2004, 10p.