[pt] Nesta dissertação buscou-se avaliar metrologicamente um banco de ensaios dinamométricos específico, utilizado para analisar a eficiência de motores, lubrificantes e combustíveis, por meio de métodos de comparação dos valores medidos com valores padrões. As grandezas mensuradas foram: velocidade de rotação do eixo de um motor, torque neste eixo, temperaturas e pressões no motor e no dinamômetro, elemento que atua como freio do motor para proporcionar uma simulação das condições reais de trabalho. Foi necessário utilizar dois métodos distintos para avaliação de cada uma das grandezas mensuradas. Foram mensuradas velocidades do motor funcionando e velocidades simuladas, tanto inferiores como superiores às velocidades de operação do motor, determinando os limites superior e inferior de resposta do sistema de medição. Para avaliar a medição de torque, foram produzidos torques conhecidos (padrão), correlacionados com torques medidos no motor funcionando. Temperaturas foram produzidas por um banho termostático, mensuradas com equipamentos calibrados e em seguida comparadas com as indicadas pelo sistema de medição, sendo também utilizado um método simulador de informações de temperaturas, chegando a ser simuladas de -200 graus Celsius a 650 graus Celsius. Pressões foram geradas por uma bomba de pressão padrão e lidas pelo sistema de medição, sendo detectado funcionamento inapropriado de 2 canais. Os resultados de cada grandeza foram tratados estatisticamente sendo validadas suas utilizações nos cálculos executados. Confirmadas estatisticamente as validades dos resultados, as incertezas de medição foram calculadas, sendo utilizadas também informações dos certificados de calibração dos equipamentos usados nas medições realizadas. Sugestões foram apresentadas para que melhoria sejam incrementadas ao sistema de medição que demonstrou estar funcionando de forma satisfatória, apresentando, no entanto, algumas oportunidades de melhorias. / [en] This work intended to evaluate, metrologically, a specific bench of dynamometric tests, used to analyze the efficiency of engines, lubricants and fuels, through methods that compare the measured values with standards. The measured quantities were: rotation speed of the engine shaft, torque on this same shaft, temperature and pressure of both engine and dynamometer, element that acts as the engine brake so it can simulate a real work condition. It was necessary to use two different methods to evaluate each measured quantity. It was measured the working engine speed and simulated speeds, both higher and lower than the engine operating speeds, establishing the higher and the lower limits of the measurement system. To evaluate the torque measurement, known torques (standards), were produced, and related to the measured torques in the working engine. Temperatures were produced by a thermal bath, measured with calibrated equipment, and then compared with the temperatures indicated by the measuring system, being also used a simulated method for temperatures information, with a range of simulation between -200 Celsius degrees and 650 Celsius degrees. The pressures were created by a standard pressure pump and read by the measuring system, being detected an inappropriate operation of 2 channels. The results were treated statistically, being validated the utilizations on the executed calculations. Having been statistically confirmed the validity of the results, the measurement uncertainties were calculated, being also used the information from the equipment calibration certificate. Suggestions were presented so that improvemenst can be made to the Measuring System.

[pt] Com o aumento das restrições às emissões veiculares e uma busca contínua pela melhora no desempenho dos motores a combustão interna, a necessidade de realizar testes em bancos de prova de motor se torna cada vez maior. Porém, devido ao alto investimento inicial e custo de manutenção desses sistemas, a execução de ensaios confiáveis torna-se restrita a determinadas empresas e instituições acadêmicas. Neste cenário, o presente trabalho visa projetar, construir e integrar equipamentos e instrumentos, em sua grande maioria nacionais, através do desenvolvimento de um sistema de controle que seja capaz de operar o conjunto desenvolvido. O projeto pretende contribuir com a redução de custos dos bancos de prova e, ao mesmo tempo, possibilitar a realização de testes confiáveis. Serão descritas as etapas do projeto e construção de uma bancada para ensaios de motores de até 175 cv, 587 Nm e 4.620 rpm. Testes foram conduzidos a fim de verificar o comportamento do banco de provas em diferentes situações de operação. Os resultados obtidos mostram que o sistema é capaz de realizar os mais diversos ensaios que um banco de provas está sujeito com precisão e robustez. / [en] With increasing restriction on emission and a continuous search for improvement and development of new engines, a need for internal combustion engines test bed is becoming greater. However due to high initial investments and maintenance costs of these systems, the execution of reliable tests becomes restricted to certain companies and academic institutions. In this scenario, this present work aims at the integration of equipment and instruments, mostly national, by the development of a control system. This project aims to contribute with test benches cost reduction and at the same time, allow for reliable testing. Will be described the project steps of a test bench for engines up to 175 hp, 587 Nm and 4.620 rpm and will be shown the results obtained.

[pt] O desempenho de veículos automotivos é um importante atributo a ser avaliado quando motores de combustão interna e novos combustíveis estão sendo desenvolvidos. A previsão desse parâmetro também é de suma importância, uma vez que os testes de desempenho de automóveis em pista requerem prazos de realização e altos custos com equipamentos, aluguel da pista, contratação de pessoas e deslocamento de veículos e combustíveis. Além disso, seus resultados são diretamente afetados por irregularidades na superfície da pista e variações nas condições climáticas, como pressão ambiente, temperatura, umidade do ar e velocidade do vento. Assim, este trabalho tem como objetivo utilizar os dados coletados em testes de bancada com um motor de combustão interna com a finalidade de modelar os testes de retomada de velocidade de um automóvel convencional leve. A metodologia proposta simula a força de tração nas rodas a partir do torque medido no dinamômetro do motor ou a partir das curvas de pressão no interior da câmara de combustão com o auxílio de modelos de atrito para motores de ignição por centelha. Para validar o modelo proposto, foi necessário realizar testes de retomada de velocidade com o carro em um dinamômetro de chassi. Além disso, foram utilizadas sete misturas diferentes de etanol e gasolina, e concluiu-se que o etanol anidro puro promoveu maior capacidade de aceleração na maioria dos experimentos, mas apresentou maior consumo de combustível. Os combustíveis hidratados reduziram o desempenho, mas melhoraram a eficiência global. As simulações demonstraram alta precisão em relação ao experimento, com média da diferença do tempo de recuperação da velocidade de 0,51 segundos e desvio padrão de 0,078. Além disso, as simulações de desempenho de aceleração tiveram erros menores que 5,25 por cento. Além disso, a realização desses testes em laboratório tem a vantagem de um maior controle das condições ambientais da sala e dos parâmetros de operação do motor. / [en] Vehicle performance is an important feature to be evaluated when internal combustion engines and new fuels are being developed. Predicting this parameter is also of great significance, once track testing requires long periods of time to be done and high costs with equipment, rental of the track, hiring people and displacement of vehicles and fuels. In addition, their results are directly affected by track surface irregularities and variations in weather conditions such as ambient pressure, temperature, air humidity and wind speed. Thus, this work aims to use collected data in bench tests with an internal combustion engine in order to modeling an automobile speed recovery time. The proposed methodology simulates the traction force on the wheels based on the measured torque in engine dynamometer or from the pressure curves inside the combustion chamber with the aid of friction models for spark ignition engines. In order to validate the proposed model, it became necessary to perform speed recovery tests with the car on a chassis dynamometer. Also, seven different mixtures of ethanol and gasoline were used, and it was concluded that pure anhydrous ethanol promoted a higher acceleration capacity in most of the experiments but it had higher fuel consumption. Hydrated fuels reduced performance but improved global efficiency. The simulations demonstrated a high precision in relation to the experiment, with a speed recovery time diference average of 0.51 seconds and standard deviation of 0.078. Also, the acceleration performance simulations had errors smaller than 5.25 percent. In addition, doing these tests in laboratory has the advantage of a greater control of the room ambient conditions and the engine operating parameters.

[pt] O desenvolvimento de um motor de quatro tempos, de ignição por centelha, com injeção direta de combustível dentro da câmara de combustão foi uma iniciativa importante para o mercado automobilístico mundial. O potencial termodinâmico deste tipo de motor e sua notória melhoria na economia de combustível têm feito com que a tecnologia seja foco de um grande número de projetos de pesquisa, com o objetivo de entender, desenvolver e aperfeiçoar o sistema de injeção direta de combustível. No entanto, para atender aos novos limites de emissões estabelecidas pela especificação EURO 5, foi necessária uma reavaliação do projeto da geometria do injetor, o que ocasionou no desenvolvimento de um novo componente com um maior número de furos e com uma redução do diâmetro dos mesmos (injetor multifuros). Essa alteração no projeto visa garantir uma melhor pulverização, otimização da relação ar/combustível e, consequentemente, um melhor processo de queima na câmara de combustão, atendendo dessa forma os limites de emissões estabelecidos pela diretriz normativa vigente. Os processos de preparação da mistura, injeção, vaporização e controle do escoamento de ar dentro do cilindro têm sido as principais fontes de publicações de periódicos que estudam o sistema de injeção direta. O presente trabalho, por sua vez, tem por finalidade avaliar a formação de depósitos de compostos inorgânicos nos injetores, provenientes da utilização de combustíveis formulados com diferentes teores de sulfato. O motor utilizado para execução dos testes foi o EP6CDT da PSA Peugeot Citroen. No estudo foram realizados ensaios em bancada de testes e em veículos (estrada e dinamômetro). Outros veículos com a mesma tecnologia, disponíveis no mercado brasileiro, também foram testados. As variáveis avaliadas durante o projeto foram: a composição química de diferentes combustíveis, fator de correção do tempo de injeção (FRA) e a vazão através dos bicos injetores no decorrer dos testes. Os estudos indicaram que a mudança na geometria dos injetores, somada a composição das gasolinas nacionais testadas, originou a formação dos depósitos que será discutida ao longo deste trabalho. / [en] The development of a four-stroke engine, spark ignition, with direct injection of fuel into the combustion chamber was an important initiative for the global automotive market. The thermodynamic potential of this type of engine and its significant improvement in fuel economy have meant this technology as focus of a large number of research projects, with the objective to understand, develop and improve the system of direct fuel injection. However, to meet new emission limits set by Euro 5 specification, it was necessary to reevaluate the geometry design of the injector, which resulted in the development of a new component with a larger number of holes and with a diameter reduction (multi-holes injector). This change in the project aims to ensure a better spray, optimizing air / fuel ratio and, consequently, a better process of combustion inside the combustion chamber, satisfying the emission limits established by the applicable norms. The processes for preparing the mixture, injection, atomization and air flow control inside the cylinder have been the main source of periodic publications that study the direct injection system. Therefore, this paper purpose is to evaluate the formation of inorganic deposits in the injectors using fuels formulated with different amounts of sulfate. The engine used for running the tests was the EP6CDT of PSA Peugeot Citroen. For this study one has performed tests on test bench and in vehicles (road and dynamometer). Other vehicles, with the same technology available in Brazil, were also tested. The variables evaluated during the project were: the chemical composition of different fuels, the correction factor from the injection time (FRA) and flow through the injectors during the tests. This study has indicated that the injector geometry modification, coupled with tested compositions of gasoline, resulted in the formation of deposits that will be discussed throughout this work.