Submitted by IGOR RANIÊ SOARES DE ALMEIDA null (igor.almeida@hydrostec.com.br) on 2016-10-06T14:43:05Z No. of bitstreams: 1 ALMEIDA_IRS_ME_GUARA - DISSERTAÇÃO.pdf: 15313376 bytes, checksum: 18d93699ff19c9c948547b05bfbe3cdc (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-10-11T12:50:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 almeida_irs_me_guara.pdf: 15313376 bytes, checksum: 18d93699ff19c9c948547b05bfbe3cdc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-11T12:50:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 almeida_irs_me_guara.pdf: 15313376 bytes, checksum: 18d93699ff19c9c948547b05bfbe3cdc (MD5) Previous issue date: 2016-08-08 / O MCI (Motor de Combustão Interna) é um produto largamente utilizado na indústria, o que o torna um objeto interessante de estudo, o qual requer constante desenvolvimento com implementação de novas tecnologias. Buscando contribuir para o avanço tecnológico na área, foi realizado um estudo do comportamento estrutural de uma de suas principais peças o bloco de cilindros. O mesmo é responsável pela união de todos os outros elementos, devendo ser suficientemente rígido para absorver os esforços oriundos da explosão no interior da câmara e resultantes das forças de oscilação de primeira e segunda ordem originárias das massas dos elementos oscilatórios do motor. Nesta dissertação desejando definir o carregamento principal sobre o bloco do motor, foram realizados diversos estudos, dentre eles: a regulagem da carga onde analisa-se analiticamente as transferências de gases que circulam em um motor, também foi realizada uma análise estequiométrica do combustível, determinando a sua composição e seu poder calorífico, na sequência foram determinados os parâmetros que caracterizam um motor, definidos aqui como cálculos de desempenho, estes foram inter-relacionados em uma planilha de Excel. Posteriormente o carregamento principal do bloco foi definido, realizando estudos de casos, com influência sobre a pressão de trabalho dos cilindros, dividindo-os em fatores de carga. A modelagem do bloco foi realizada no software Autodesk Inventor 2012, as dimensões e posicionamentos das partes foram definidas segundo a realização de cálculos e dimensões de projeto como: cálculos de tração nas roscas do cabeçote e dos mancais do motor; medidas de diâmetro e curso dos pistões; cálculos da velocidade média dos pistões, distâncias das engrenagens de distribuição e relações de cálculo como o raio da manivela sobre o comprimento da biela. Como resultado da modelagem obteve-se um sólido 3D o qual foi analisado no software Ansys Work Bench versão V12, definido o carregamento total sobre o bloco, ao final obteve-se uma análise gráfica dos deslocamentos totais, das tensões equivalentes, cortantes, normais e uma análise de fadiga do bloco do motor e sua capa do mancal, obtendo uma resposta estrutural direta para os cálculos analíticos de desempenho e os estudos de caso. / The ICM (Internal Combustion Engine) is a product widely used in the industry, which makes it an interesting object of study, which requires constant development with implementation of new technologies. Seeking to contribute to the technological advancement in the area, was accomplished a study of the structural behavior of one of its main parts the engine block. It is responsible for the union of all the other elements and must be sufficiently rigid to absorb the efforts originated of the blast within the cylinders and resultants of oscillation forces of first and second order originating from the masses of the oscillation elements from the engine. In this dissertation wishing define the main load on the engine block, were performed several studies, among them: the charge of regulation where it is analyzed analytically the transfers of the gases circulating in an engine, it also performed a stoichiometric fuel analysis, determining the composition and calculating its calorific power, in the sequence was determined several parameters that characterize an engine defined as performance calculations, they were interrelated in an Excel spreadsheet. Posteriorly the main load block was defined, realizing case studies, within influence on the work pressure of the cylinders, dividing them into load factors. The modeling of the block was performed in the Autodesk Inventor 2012 software, the dimensions and positions of the parties of the 3D block model were defined according the according performance calculations and according to project dimensions such as for example: traction calculations in the head screws and engine bearings; measurements of diameter and stroke of the pistons; distances of timing gears and calculation relations as crank radius over the length of the rod. As a result there was obtained an 3D model, which was analyzed in Ansys Workbench V12 software, defined the main loading on the block, at the end was obtained a graphical analysis: of total displacements; of the equivalent stresses; shear stress; normal stress and an fatigue analysis of the engine block and engine bearings cape, getting a direct structural response to the analytical calculations of the performance and of the cases studies.

Orientador: Aparecido Carlos Gonçalves / Banca: Ricardo Alan Verdu Ramos / Banca: Luiz Daré Neto / Resumo: A manutenção atualmente é observada como um fator importante para uma empresa que busca destacar-se no mercado cada vez mais competitivo. Para que isso aconteça o uso de ferramentas estratégicas que proporcionam uma melhoria do parque industrial são fundamentais. A análise do óleo lubrificante é uma dessas ferramentas capazes de indicar a vida útil das partes internas de um equipamento. Acompanhando essa evolução, o uso de novas fontes de energia também ganha espaço, destacando-se as fontes de energia ecologicamente corretas, chamadas de fontes de energia "limpa" como é o caso do Biodiesel, combustível substituto do Diesel mineral, que pode ser produzido a partir de plantas oleaginosas ou gorduras animais. Em motores de combustão interna que trabalham com o ciclo Diesel (ignição por compressão) os resultados de testes com o uso do Biodiesel ainda estão sendo realizados, pois a regulamentação do uso obrigatório ainda é recente no país. Atualmente está regulamentada a mistura 4% de Biodiesel em volume misturado no Diesel derivado de petróleo. Para um bom funcionamento de um motor de ignição por compressão o uso de um lubrificante que segue as especificações do fabricante é essencial, pois o lubrificante possui muitas funções, sendo a principal delas manter as partes móveis do motor com o mínimo de atrito entre si. O uso de um lubrificante fora das especificações ou com contaminantes (água, combustível, etc) acarreta uma série de danos ao motor como desgaste, superaquecimento e baixo rendimento. Neste trabalho é utilizada a técnica de análise de óleo, onde se busca averiguar as possíveis influências que o uso do Biodiesel pode ter sobre as propriedades físico-químicas do lubrificante. Para tanto, a ferrografia analítica, a espectrografia por absorção atômica, ponto de fulgor, filtragem por membrana de celulose e análise... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Maintenance is now seen as an important factor for a company that seeks to stand out in the market increasingly competitive. For that purpose the use of strategic tools that provides an improvement in the industrial park are key. The lubricant analysis is one of those tools that indicate the life of internal parts of equipment. Following those developments, the use of new sources of energy is also increasing; especially energy sources environmentally friendly, called sources of clean energy such as biodiesel-fuel substitute for mineral diesel, which can be produced from plant oil or animal fats. In internal combustion engines that work with the Diesel cycle (compression ignition) tests with the use of biodiesel is still being performed, since the regulation on the mandatory use is still young in the country. Nowadays it is currently regulated mixture of 4% biodiesel by volume mixed in diesel derived from petroleum. For good function of an ignition engine the use of a lubricant following the manufacturer's specifications is essential, since the lubricant has many functions, the main one being to keep the moving parts of the engine with minimal friction between it others. The use of a lubricant out of specification or with contaminants (water, fuel, etc.) has some kind of engine damage and wear, overheating and low income. This work uses the oil analysis technique, where it is tried the possible influence that the use of Biodiesel might have on the physical and chemical properties of the lubricant. Therefore, the analytical ferrography, the atomic absorption spectrometry, flash point, membrane filtration and viscosity analysis are examples of tests carried out at work. The results show that morphology and the concentration of particles found by atomic absorption espectrography in lubricant are considered normal and that a technique alone does not translate a real situation inside a mechanical system / Mestre

O emprego de óleos vegetais como combustível em motores ciclo diesel tem se demonstrado viável após diversos estudos de desempenho já desenvolvidos em diversos motores e configurações, porém apresentando algumas restrições quanto ao seu uso contínuo, dentre as quais se destacam a ocorrência de quebras do motor devido ao excesso de carbonização no cabeçote. No Brasil, a abundância de óleos de origem vegetal constitui um incentivo para a realização de estudos visando ao aproveitamento desses combustíveis alternativos, neste contexto, este trabalho apresenta um estudo das características macroestruturais da formação de sprays de óleo vegetal de soja in natura em um atomizador utilizado em motores diesel em condições de pressão semelhantes às de um motor. Para isso foi montada uma bancada que é constituída de uma câmara pressurizada projetada e fabricada para simular as mesmas condições de massa específica do ar obtidas dentro da câmara de combustão do motor ciclo diesel no instante do início da injeção do combustível. Também é dotada de um sistema de injeção de combustível projetado para que as pressões de funcionamento do conjunto porta injetor mecânico utilizado fosse atingido. O registro da formação do spray é realizado por meio de uma câmara de alta velocidade e alta taxa de aquisição de imagens, como o qual é possível avaliar o comportamento dos jatos de óleo de soja e óleo diesel quanto a distância de quebra, penetração da ponta, velocidade e ângulo de abertura de spray. Das propriedades físico-químicas do óleo vegetal de soja, a que mais se destaca com relação às propriedades do óleo diesel é a viscosidade, que para os líquidos utilizados nesse trabalho foi verificado que é aproximadamente 15 vezes maior que a viscosidade do óleo diesel. Essa grande diferença nas mesmas condições de temperatura produziram resultados de atomização bem distinta entre os líquidos e verifica-se a necessidade de modificação de mais parâmetros do que somente a densidade do gás para que a atomização seja mais próxima do óleo diesel e o óleo vegetal in natura possa ser utilizado nos motores, pois os regimes de atomização observados condizem com o previsto considerando as propriedades dos dois óleos nas condições testadas. / The use of vegetable oils as fuel in diesel engines has proven to be viable after several performance studies already developed in several engines and settings, but presenting some restrictions on its continued use, among which stand out the occurrence of engine failures due to over-charred on the head. In Brazil, plenty of vegetable oils is an incentive to carry out studies for the use of these alternative fuels, in this context, this work presents a study of macro-structural characteristics of the formation of vegetable oil sprays soy in kind in an atomizer used in diesel engines into pressure conditions similar to those of an engine. To this it was mounted on a stand which consists of a pressure chamber designed and manufactured to simulate the same conditions of air density obtained within the combustion chamber of the diesel engine cycle at the time of start of fuel injection. It is also equipped with a fuel injection system designed for operating pressures of the whole mechanical door gun used was reached. The record of the formation of the spray is carried out by means of a camera high speed and high rate of image acquisition, as which it is possible to evaluate the behavior of soybean oil jets and diesel oil as the distance break, tip penetration , speed and spray opening angle. From the physico-chemical properties of vegetable soybean oil, which excels in respect of diesel fuel properties is viscosity, as for liquids used in this work was found that it is approximately 15 times greater than the viscosity of diesel oil. This great difference in the same conditions of temperature produced very different atomization results between the liquid and there is a need for more parameters change than just the density of the gas for atomization is closer to diesel oil and vegetable oil in nature can be used in engines, because atomization schemes observed consistent with the expected considering the properties of both oils under the conditions tested.

Orientador: Franco Giuseppe Dedini / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T15:37:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_MarceloSantana_M.pdf: 5470520 bytes, checksum: 648b5d28ae39f23b5cb3aee6e6370c71 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O motor Diesel é a fonte de potência primária de veículos comerciais (leves ou pesados), portanto deve-se dele conhecer, de forma abrangente, o desempenho em função da rotação e das condições de operação desejadas. A construção de um modelo teórico calibrado por medições experimentais de um motor Diesel permitirá testar e verificar a influência dos acessórios do motor em seu desempenho. O modelo deverá ser capaz de responder de forma semelhante ao sistema real, aos efeitos mecânicos e/ou às mudanças do sistema de controle do motor. Um dos aspectos fundamentais deste trabalho é a proposta de uma metodologia de testes e levantamento de parâmetros, para aspectos influentes e obtenção de valores de consumo especifico de combustível. O motor usualmente opera em condições transientes de rotações e cargas. Portanto, a potência do motor sempre deve corresponder ao funcionamento do veículo. O consumo de combustível dos veículos está diretamente relacionado com o consumo de energia que está implícito na dependência da velocidade ou no ciclo ao qual o motor for submetido. O enfoque deste trabalho está na influência dos acessórios no consumo especifico de combustível. O motor será tratado como um sistema fechado, onde os parâmetros de controle e ruídos do sistema ingressantes resultam em torque, potência e consumo específico de combustível fundamentalmente dependentes da velocidade angular do mesmo. Como a variação de carga dos acessórios altera estas relações, como o fazem e como pode ser possível absorver estas variações em prol do desempenho veicular fazem o escopo principal desta dissertação / Abstract: The Diesel engine is the primary source of power for commercial vehicles (light or heavy), so it should be known, comprehensively, the performance as a function of speed and the operating conditions that required. Construction of theoretical model calibrated to experimental measurements of a Diesel engine, will test and verify the influence of engine accessories in your performance. The model should be able to respond similarly to the real system, the mechanical effects and / or changes of the control system of the engine. One key aspect of this work is to propose a testing methodology and survey parameters, and influential aspects for obtaining values of specific fuel consumption. The engine operates usually transient speeds and loads. Therefore, the engine power must always match the operation of the vehicle. The fuel consumption of vehicles is directly related to the consumption of energy that is implicit in the velocity or cycle at which the engine is subjected. The emphasis of this work is the influence of accessories in specific fuel consumption. The engine is treated as a closed system, where the control parameters and noise entering the system results in torque, power and specific fuel consumption primarily dependent on the angular velocity of the same. As the variation in the fittings alter these relationships, as they do and how it may be possible to absorb these changes in support of vehicular performance are the main scope of this dissertation / Mestrado / Dinâmica / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Amilcar Porto Pimenta / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T14:56:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_SergioLeal_M.pdf: 10822438 bytes, checksum: bf38004d90969d8ce0aa87842d2431f9 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Da constante necessidade de aperfeiçoar a fabricação de produtos, as indústrias têm introduzido em suas linhas de fabricação diversos conceitos já consagrados para estabelecer a qualidade otal nas suas concepções, garantindo que seus produtos estejam dentro das especificações e que todos enham o mesmo resultado funcional. Na fabricação de motores ocorre a mesma tendência. Eles necessitam de processos confiáveis na concepção, buscando repetibilidade dos resultados, onde o motor tem grande influencia nos veículos que os equipa, sendo esses grandes fontes de emissões de poluentes. Dessa forma, é muito importante aperfeiçoar o funcionamento dos motores, para que haja redução nas emissões. Além disso, é necessário efetuar melhorias funcionais, atendendo as exigências feitas pelo mercado, reduzindo as perdas de potência e o consumo de combustível. Uma das formas para aumentar o rendimento funcional do motor é aperfeiçoar a passagem do ar de admissão dentro do motor. Isto pode trazer como resultado redução do consumo de combustível, aumento de potência, redução de temperaturas e pressões internas no motor, redução de desgaste dos componentes, aumento de vida útil, redução dos níveis de emissões e melhorias na condução do veículo, principalmente na partida do veículo. Porém, mesmo tendo um bom projeto, é necessário conhecer as conseqüências quando ocorrem dispersões no processo de fabricação, sabendo também o quanto o produto é susceptível a possíveis falhas de fabricação. Na produção dos cabeçotes existem diversos pontos críticos que podem gerar falhas de posicionamento da peça durante o processo de usinagem. Para reduzir essas falhas foi construído um dispositivo de fixação da peça na operação de usinagem dos primeiros furos. Mesmo com esse dispositivo, algumas peças ainda ficam fora da especificação dimensional. O grande interesse desse trabalho é conhecer, através de avaliações dimensionais, testes funcionais em bancada de fluxo e em dinamômetro (ensaio de desempenho a plena carga e emissões), se existe alguma influência gerada pela dispersão da usinagem dos furos das guias no cabeçote de um certo motor e quantificar essa diferença. Para isso, foram confeccionados três grupos de quatro cabeçotes cada onde o primeiro grupo tem suas dimensões dentro da especificação, escolhido como padrão, o segundo grupo tem a cota de posicionamento do furo da válvula de admissão 1,5 mm fora do especificado a esquerda e o terceiro grupo tem esta mesma cota 1,5 mm fora do especificado a direita. Todos os cabeçotes foram testados no mesmo conjunto motor-dinamômetro e com mesma instrumentação, para aumentar a confiabilidade dos resultados. Constatou-se uma variação de 4% em média no número de swirl nos cabeçotes alterados em relação ao grupo padrão. Foi mostrado ainda que a influência provocada pelas dispersões dimensionais não afetaram significantemente o desempenho do motor / Abstract: The constant need to improve the manufacturing of products, industries have introduced into their production lines several existing concepts to estabilish total quality in their designs, ensuring that their products are within specifications and that they all have the same functional outcome. In the engines manufacturing, the same trend can be seen. They need reliable processes in the design, seeking repeatability of results, since they have great influence in vehicles (large sources of emissions). Thus, it is very important to improve the engine's functioning, in order to reduce emissions. Furthermore, it is necessary to make functional improvements, meeting the requirements made by the market, reducing power losses and fuel consumption. One way to increase the engine functional efficiency is to improve the airflow intake inside the engine. This could bring as a result a reduction in fuel consumption, increased power, lower temperatures and pressures inside the engine, reduced wear of components, increased life cycle, reduced emission levels and improved vehicle drivability, especially at the vehicle startup. However, even with a good design, it is necessary to know the consequences when dispersions occur in the manufacturing process, also knowing how the product is susceptible to possible manufacturing faults. In the cylinder-heads production, there are several critical points that can generate position failure of the working piece during the machining process. To reduce these failures, a fixing device was built in the operation of machining the first holes. Even with this device, some parts are still out of dimensional specification. The great interest of this work is to know, through dimensional assessments, functional testing flow and dynamometer in lab scale (performance at full load and emissions tests), if there is any influence caused by the dispersion of an engine cylinder-head guide holes machining and quantify this difference. For so, three groups of four cylinder-heads each were created, where the first group has its dimensions within the specification, chosen as standard; the second group has a quota of positioning hole inlet valve of 1.5 mm out of specification at left; and the third group has the same dimension of 1.5 mm out of specification at right. All cylinder-heads were tested in the same engine-dynamometer set and with the same instrumentation, in order to increase the reliability of results. There was an average variation of 4% in the number of swirl in the cylinder-heads changed regarding the standard group. It was also shown that the influence caused by the dimensional dispersions did not significantly affect the engine performance and emission level / Mestrado / Motores / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Robson Pederiva / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação e Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T16:05:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andreatta_EdersonClaudio_M.pdf: 4241334 bytes, checksum: 943ef9920e070e8541d99469f3dae851 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: As elevadas rotações de funcionamento de um motor Diesel determinam, que para o conhecimento dos valores de carregamento aplicados a alguns de seus componentes seu estudo leve em consideração o comportamento vibratório de seus mecanismos internos e externos. Nesse contexto, estudou-se um modelo para o comportamento cinemático e um modelo dinâmico do tipo massa, mola e amortecedor para o estudo do mecanismo de acionamento de válvulas de um motor Diesel de quatro tempos. Os resultados do modelo cinemático são o primeiro passo para o conhecimento do mecanismo de válvulas. Seus resultados já permitem prever interferências entre componentes e predizer os valores de carregamento, ainda sem considerar seu comportamento vibratório. Nesse estágio, os resultados do modelamento cinemático podem já indicar a necessidade de melhoria do sistema sem nem mesmo a execução da modelagem dinâmica. Nesse trabalho os resultados do modelo cinemático são o dado de entrada para o modelo dinâmico. Os resultados do estudo dinâmico são de importância para o conhecimento dos valores de carregamento impostos pelas inércias e pelo comportamento vibratório do mecanismo e também para garantir que não ocorram perdas de contato entre os componentes, em todas as faixas de operação do motor. O conhecimento dos carregamentos tem o fim de não subestimar a resistência dos componentes, evitando assim, possíveis falhas estruturais ainda na fase conceitual. Este trabalho tem como objetivo o conhecimento de um mecanismo existente, podendo ser utilizado para sua melhoria ou modificação. A mesma metodologia pode ser utilizada para o desenvolvimento de novos mecanismos, calculando os valores de carregamentos, para assegurar o correto projeto estrutural dos componentes, garantindo sua integridade em todas as faixas de rotação do motor / Abstract: The regular high speeds related to the common Diesel engine operating conditions require that one should predict the vibration behavior in order to better know the applied loads. To do so, a model which considers the kinematics and dynamics of the system is being proposed and its results are being studied. The results of the kinematics modeling can provide good insight into the valve actuation mechanisms. Its results might provide good prediction of assemblies issues among the components and foresee undesirable high level loads, before accessing the vibration behavior, and dictates, also in advance, if some design change is required. All of this can be performed without dynamics modeling. In the present work, the kinematics model results are used as an input to the dynamics. The results of it are very useful to provide a better prediction of the loads as a result of the inertias and the vibration behavior of its components and also, to grant that no contact losses will occur in the studied range of operating conditions. The advanced knowledge of the involved loads can avoid structural failure still in the conceptual phase. This work was done over a existing device which can be improved or redesigned. The same methodology can be used to the development of new components, providing load assessment to grant feasible structural design so that it integrity can be warranted / Mestrado / Dinâmica / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Luiz Felipe Mendes de Moura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-17T03:33:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_HericksonFariade_M.pdf: 3805937 bytes, checksum: 448bbae52b9a5cf3e1dc4574be708118 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: As normas regulamentadoras que restringem as emissões provenientes dos veículos automotores tem se tornado cada vez mais rigorosas, especialmente para os veículos movidos a motores diesel. Para atender estas normas, os fabricantes automotivos têm desenvolvido diversas tecnologias para reduzir e controlar a emissão de poluentes resultantes do processo de combustão nos motores. Entre estas tecnologias está o sistema de recirculação de gases de escapamento, usualmente conhecido na indústria como sistema EGR. Este sistema é extremamente funcional, entretanto o sucesso de sua operação é bastante sensível às condições de contorno que cercam seu funcionamento. Uma destas condições de contorno é a homogeneidade da mistura de ar e gás EGR que chega aos cilindros. Quanto mais homogênea for esta mistura, mais eficiente será o funcionamento do sistema EGR e menor será o nível de emissão de poluentes gerados pelo motor. Neste trabalho objetivou-se avaliar numericamente dois tipos de dispositivos que são responsáveis pela execução deste processo de mistura, o misturador do tipo pré-câmara e o misturador do tipo anel. Foram utilizadas as técnicas da Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) para a realização destas analises. O pacote computacional de CFD adotado foi o FLUENT® 6.3.26, um código que se baseia no método dos volumes finitos para solução das equações de transporte da mecânica dos fluidos. As condições de contorno foram definidas com base no ciclo de testes ao qual o motor é submetido para avaliação pelas entidades regulamentadoras. Como foi adotado o regime permanente para a realização das análises, apresentam-se resultados qualitativos do processo de mistura e do escoamento da mistura ar EGR (no fenômeno real as condições de contorno variam em função da operação do motor - regime transiente). Na análise dos resultados é possível observar de forma clara e objetiva a eficiência de cada dispositivo e qual deles se apresentou como a melhor solução / Abstract: The standards which define the limits of the pollutant emissions produced by the automotive vehicles have become increasingly restricted, specialty for diesel engines. To meet these standards, the automotive companies have developed several technologies to reduce and control the pollutant emissions resulting from the combustion process in the engines. Among these technologies we can find the exhaust gas recirculation system, which is usually known in the industry as EGR system. This system is very functional; however the success of its operation is quite sensitive to the boundary conditions which surround its operating. One of these boundary conditions is the homogeneity of the air and EGR gas mixture which is provided to the engine cylinders. The more homogeneous were this mixture, more efficient will be the EGR system operation and lower will be the pollutant emissions generated by the engine. In this investigation aimed to evaluate numerically two types of devices which are responsible for the mixture process, the prechamber mixer and the ring mixer. It was used the Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques to develop the analyses. The computational code used is the FLUENT® 6.3.26, which is a code based on the finite volume method to solve the transport equations of the fluid mechanics. The boundary conditions of the problems were defined with basis on the test cycles which the engine is submitted to be evaluated by the regulatory agencies. As it was adopted the permanent regime to make the system numerical analyses, it's presented qualitative results of the flow and the mixture process of the air and EGR gas (in the real phenomena the boundary conditions vary according to the engine operation - transient regime). On the result analysis it's easy to check the efficiency of each mixer and see which one has presented as the best solution for the problem / Mestrado / Motores / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Rodnei Bertazzoli / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação e Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T03:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_RegisSilvada_M.pdf: 2450991 bytes, checksum: d60e53258406b167bb36e4bd6cce3a71 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A presente dissertação de mestrado tem por objetivo o estudo do fenômeno de corrosão entre dois componentes do motor de combustão interna, ciclo Diesel, caixa de distribuição (liga de alumínio AA A380.0) e bloco de cilindros (ferro fundido cinzento), bem como o estudo de alternativas para minimização desta corrosão. Foram utilizados métodos de medição de diferença de potencial galvânico, caracterização de materiais e medições de perda de massa. A liga de alumínio que atualmente é utilizada na caixa de distribuição apresenta maior diferença de potencial com o bloco de cilindros quando comparada às demais ligas de Al que foram ensaiadas com o bloco de cilindros, com a diferença de potencial em torno de 200 mV. Possui maior susceptibilidade à corrosão galvânica com o bloco de cilindros, agindo como anodo no par galvânico. A liga AA 413 possui menor diferença de potencial (150 mV) no par galvânico com o bloco de cilindros de ferro fundido cinzento, em comparação com a liga AA A380.0, possuindo semelhante resistência mecânica. As ligas AA 410, 5052 e 1100, foram as ligas que apresentaram menor diferença de potencial com o bloco de cilindros, em torno de 45 mV. Com a passivação da liga AA A380.0 em solução polimérica, a diferença de potencial diminuiu para 165 mV. Pelo ensaio de perda de massa da liga A380.0, sem par galvânico, obteve-se a densidade de corrente e taxa de corrosão, e por consequência a perda de massa da caixa de distribuição estimada para 300.000 km que foi de 7 g. O ensaio de perda de massa da liga AA A380.0 com formação de par galvânico com o bloco de cilindros, possibilitou estimar a perda de massa por corrosão para a caixa de distribuição com 300.000 km que ficou em torno de 100 g, evidenciando a severidade da corrosão galvânica na caixa de distribuição no par galvânico com o bloco de cilindros. Para a liga AA A380.0 passivada em solução polimérica a perda de massa estimada para a caixa de distribuição com 300.000 km ficou em torno de 36 g e para a liga AA 413 ficou em torno de 57 g. Para ambas ligas uma melhora significativa na resistência à corrosão, quando comparado à liga AA A380.0 / Abstract: The present investigation has for purpose the study of the corrosion phenomenon between two components of Diesel engine, timing case (aluminum alloy AA A380.0) and crankcase (grey iron casting), and the study of alternatives for the decreasing of this corrosion. Measurement methods of potential galvanic difference, materials characterization and mass loss measurements had been used. The aluminum alloy that is currently used in the timing case presents greater potential difference with the crankcase when compared with the other Al alloys that was tested with the crankcase, with the potential difference around 200 mV. It has greater feasibility to the galvanic corrosion with the crankcase, acting as anode in the galvanic couple. AA 413 alloy presents lower potential difference (150 mV) in the galvanic couple with the crankcase, in comparison with AA A380.0 alloy. AA 410, 5052 and 1100 alloys, had been the alloys that had presented minor potential difference with the crankcase, around 45 mV. With the AA A380.0 protection in polymeric solution, the potential difference decreased to 165 mV. By the mass loss measurements AA A380.0 alloy, without galvanic couple, it was gotten chain density and corrosion rate, and consequently the mass loss of timing case appraised for 300.000 km that was around 7 g. Through the mass loss measurements AA A380.0 alloy, with formation of galvanic couple with crankcase, made possible appraise the corrosion mass loss for the timing case with 300,000 km that was around 100 g, evidencing the severity of the galvanic corrosion in the timing case in the galvanic couple with crankcase. For AA A380.0 alloy passivated in polymeric solution the mass loss appraised for timing case with 300,000 km was around 36 g and for AA 413 alloy it was around 57 g. For both alloys a significant improvement in the corrosion resistance, when compared with AA A380.0 alloy / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Automobilistica

O presente trabalho propõe a execução de ensaios de medição do número de swirl em bancada de fluxo em regime permanente, com a utilização de um dispositivo modular e dutos de admissão do cabeçote de um motor diesel produzidos via prototipagem rápida (PR). A medição do número de swirl com dutos produzidos via PR, traz como principais vantagens: reprodutibilidade dos ensaios, facilidade de simular e mensurar o número de swirl dos potenciais desvios no processo de fundição ou usinagem, além da redução no tempo para o desenvolvimento de novas geometrias dos dutos de admissão. O trabalho é experimental e uma unidade do cabeçote estudado foi encaminhado para o laboratório da EPUSP e o número de swirl medido para posterior comparação dos dados. Após a fase inicial de aquisição de dados e ajustes no projeto do dispositivo, essa unidade do cabeçote foi seccionada e digitalizada para que a geometria interna fosse reproduzida via prototipagem rápida. Os dutos de admissão foram montados no dispositivo modular para a realização dos testes em bancada. Todos os testes foram realizados no mesmo equipamento e com o mesmo sistema de controle, com o intuito de reduzir o número de variáveis externas na aquisição de dados. Quando realizou-se a comparação das médias dos resultados do número de swirl do cabeçote e do dispositivo modular com o uso de prototipagem rápida não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes. O método proposto representou o escoamento de ar da admissão do modelo de cabeçote analisado. / The present work proposes to execute steady state bench test, swirl number measurements, using a modular device and cylinder head intake ports from a diesel engine manufactured via rapid prototype (RP) techniques. Swirl number measurements with intake ports produced by RP, bring as main advantages: Tests reproducibility, easy to measure the swirl number variances in consequence of potential casting or machining process deviations besides of time reduction to the development of new intake ports geometry. The research is experimental and one sample of the investigated cylinder head was sent to the laboratory and the swirl number was measured for later results comparison. After the early development phase of data acquisition and design improvements, this cylinder head sample was then sectioned and digitalized as to know to have the same internal geometry in the intake ports produced via rapid prototype. The intake ports were assembled in the modular device to perform bench tests. All tests were performed in the same rig and with the same control system with aiming to reduce the external variables during data acquisition. When the mean results analysis was performed in order to compare the results between cylinder head and modular device using rapid prototype, no statistically significant changes were found. The proposed method represented the investigated cylinder head´s intake air flow.

Orientador: Gilberto Francisco Martha de Souza / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T19:57:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pimentel_BrunoRubega_M.pdf: 2417921 bytes, checksum: e8b6e739488f92f29d45622eb2f7dca2 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Diante da crescente competitividade do mercado automotivo nos dias de hoje e da revisão das normas de emissões de poluentes pelos órgãos responsáveis, o cenário de desenvolvimento de produtos para indústria automotiva e planejamento das operações industriais das grandes corporações, tem sendo revisto ao longo do tempo e com isso, todos os membros da cadeia de suprimentos deste mercado têm sido afetados de alguma forma. Nesta dissertação foi feito a análise das fases de desenvolvimento de produto em um fabricante de motores diesel e o processo de desenvolvimento de uma nova linha usinagem em um site existente. Como parte desta abordagem, foram propostas ferramentas para otimizar tempo e custo a partir de uma metodologia utilizando métodos de engenharia avançada, estudo de ciclo de vida e métodos de tomadas de decisão. A partir da utilização destes métodos, foi possível concluir que a utilização de algumas das técnicas ou o conjunto delas trazem benefícios de redução de tempo de projeto, no planejamento do conjunto das operações industriais de uma planta utilizando de sinergia de operações e principalmente na obtenção de ganhos financeiros com a tomada de decisão com o maior subsidio de dados. A metodologia proposta limitou-se a mostrar uma solução, a qual durante o desenvolvimento de um projeto de manufatura utilizando ferramentas de tomada de decisão providas por um modelo teórico de gestão integrada dos processos de negócio faz com que o time responsável pela estratégia de manufatura de uma empresa, tenha subsidio suficiente para planejamento da longevidade das operações industriais / Abstract: Due to current competitiveness growing of the automotive market and the revision of pollutant emission standards by regulatory authorities, the product development scenario for automotive industry and industrial operations planning at large scale companies have undergone numerous revisions subsequently affecting one way or another every link in the supply chain. Present work includes analysis of the different stages in product development at a diesel engine manufacturer, as well as development process of a new machining line in an existing facility. As part of this approach, proposed methodology includes tools to optimize time and costs, based on advanced engineering methods, life cycle studies and decision-making processes. By applying these methods, it was likely to conclude that the use of some or all of these techniques bring benefits concerning design time reduction, improved planning of all operations of an industrial plant through the use of operations synergy and mostly in obtaining financial gains from decision making with highest data subsidy. The proposed methodology is limited to show a solution, which, applied in developing a manufacturing project and using decision-making tools based on a theoretical integrated management model of business processes, contributes to provide for a long-term industrial operation planning to the team in charge of manufacturing strategy / Mestrado / Manufatura / Mestre em Engenharia Automobilistica