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.

O objetivo deste trabalho é avaliar a influência sobre o número de swirl e desempenho do motor diesel a partir de cabeçotes fabricados com variação no posicionamento relativo dos dutos de admissão em duas direções perpendiculares. Inicialmente definiu-se que o valor a ser deslocado seria de 1 milímetro, e então para cada combinação entre os dutos de admissão curto e longo deveria ser fabricado um número mínimo de seis cabeçotes para posteriores ensaios em bancada com dinamômetro. Após a fundição fabricar as nove combinações definidas, sendo uma delas com os eixos em suas condições nominais, isto é, sem o deslocamento de um milímetro, obtiveram-se um total de 60 cabeçotes. Os cabeçotes foram então controlados em máquina tridimensional, usinados e montados todos os seus componentes e enviados para a medição do número de swirl em máquina desenvolvida especialmente para este teste. Para cada cabeçote mediu-se o número de swirl duas vezes, e em seguida cada uma das nove combinações foram ensaiadas no mesmo dinamômetro e avaliados os respectivos parâmetros: consumo específico de combustível, curva de torque e emissão de poluentes. Para cada combinação mediu-se a curva de torque duas vezes e mediu-se três vezes o ciclo de emissões com treze pontos (ESC). Nos resultados de swirl, três combinações apresentaram-se fora dos limites da tolerância, uma abaixo do mínimo da tolerância em 22,7% e as outras duas além do máximo da tolerância em respectivamente 18,2% e 17,8%. Nos resultados de dinamômetro, nenhuma combinação se apresentou fora dos limites estabelecidos para o modelo de motor ensaiado nos seguintes parâmetros: consumo específico de combustível, torque e emissões de CO, HC, MP e NOx. / The main purpose of this work is to evaluate the influence on the swirl number and the engine diesel performance based on cylinder heads produced with variation on relative positioning of inlet ports in two perpendicular directions. Firstly, it was defined that the value to be displaced would be 1 millimeter, and then for each combination between the short and the long inlet ports should be produced a minimum of six cylinder heads for further testing on the dynamometer. After the foundry production of the defined nine combinations, one of them having the axis in their nominal positions, i.e. without the displacement of 1 millimeter, a total of 60 cylinder heads were obtained. These cylinder heads were measured in a tridimensional machine, machined and all of their components were assembled and their swirl number were measured in the machine developed specially for this method. For each cylinder head the swirl number was measured twice and after that all nine combinations were performed at the same dynamometer and the following parameters were evaluated: fuel consumption, torque curve and pollutants emission. For each combination the torque curve was measured twice and the thirteen point\'s emissions cycle (ESC) was measured three times. Concerning the swirl results, three combinations ended up out of the tolerance limits, one of them as 22,7% below the minimum tolerance and the other two as 18,2% and 17,8% respectively over the maximum tolerance. Regarding the dynamometer results, no combination ended up out of defined tolerances for the kind of engine tested in the following parameters: fuel consumption specific, torque and emissions of CO, HC, PM and NOx.

O objetivo deste trabalho é avaliar a influência sobre o número de swirl e desempenho do motor diesel a partir de cabeçotes fabricados com variação no posicionamento relativo dos dutos de admissão em duas direções perpendiculares. Inicialmente definiu-se que o valor a ser deslocado seria de 1 milímetro, e então para cada combinação entre os dutos de admissão curto e longo deveria ser fabricado um número mínimo de seis cabeçotes para posteriores ensaios em bancada com dinamômetro. Após a fundição fabricar as nove combinações definidas, sendo uma delas com os eixos em suas condições nominais, isto é, sem o deslocamento de um milímetro, obtiveram-se um total de 60 cabeçotes. Os cabeçotes foram então controlados em máquina tridimensional, usinados e montados todos os seus componentes e enviados para a medição do número de swirl em máquina desenvolvida especialmente para este teste. Para cada cabeçote mediu-se o número de swirl duas vezes, e em seguida cada uma das nove combinações foram ensaiadas no mesmo dinamômetro e avaliados os respectivos parâmetros: consumo específico de combustível, curva de torque e emissão de poluentes. Para cada combinação mediu-se a curva de torque duas vezes e mediu-se três vezes o ciclo de emissões com treze pontos (ESC). Nos resultados de swirl, três combinações apresentaram-se fora dos limites da tolerância, uma abaixo do mínimo da tolerância em 22,7% e as outras duas além do máximo da tolerância em respectivamente 18,2% e 17,8%. Nos resultados de dinamômetro, nenhuma combinação se apresentou fora dos limites estabelecidos para o modelo de motor ensaiado nos seguintes parâmetros: consumo específico de combustível, torque e emissões de CO, HC, MP e NOx. / The main purpose of this work is to evaluate the influence on the swirl number and the engine diesel performance based on cylinder heads produced with variation on relative positioning of inlet ports in two perpendicular directions. Firstly, it was defined that the value to be displaced would be 1 millimeter, and then for each combination between the short and the long inlet ports should be produced a minimum of six cylinder heads for further testing on the dynamometer. After the foundry production of the defined nine combinations, one of them having the axis in their nominal positions, i.e. without the displacement of 1 millimeter, a total of 60 cylinder heads were obtained. These cylinder heads were measured in a tridimensional machine, machined and all of their components were assembled and their swirl number were measured in the machine developed specially for this method. For each cylinder head the swirl number was measured twice and after that all nine combinations were performed at the same dynamometer and the following parameters were evaluated: fuel consumption, torque curve and pollutants emission. For each combination the torque curve was measured twice and the thirteen point\'s emissions cycle (ESC) was measured three times. Concerning the swirl results, three combinations ended up out of the tolerance limits, one of them as 22,7% below the minimum tolerance and the other two as 18,2% and 17,8% respectively over the maximum tolerance. Regarding the dynamometer results, no combination ended up out of defined tolerances for the kind of engine tested in the following parameters: fuel consumption specific, torque and emissions of CO, HC, PM and NOx.

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.

O presente trabalho buscou estudar experimentalmente os efeitos do deslocamento da posição final dos dutos de admissão de um cabeçote no número de swirl e as possíveis consequências nos parâmetros de desempenho do motor diesel (torque, emissão de poluentes e consumo de combustível). Foram construídos protótipos de cabeçotes divididos em quatro grupos de deslocamentos com diferentes direções e sentidos. O valor nominal desses deslocamentos foi de 1 mm. Em seguida os cabeçotes passaram por medição de geometria para verificação da posição real dos dutos de admissão; posteriormente os cabeçotes foram ensaiados em uma máquina de medição do número de swirl. A partir dos dados de posição dos dutos de admissão e do número de swirl de cada cabeçote, foi feita uma regressão linear múltipla para se obter uma equação que correlaciona o número de swirl com os deslocamentos em X e Y dos dois dutos de admissão. Na última parte do trabalho, os cabeçotes de cada grupo de deslocamento foram montados sucessivamente em um motor diesel instalado em dinamômetro para medição dos seus parâmetros de desempenho, a saber: curva de torque; consumo específico e emissão de poluentes. / This work aimed to study experimentally the effects of intake ports displacement of a cylinder head in its swirl number and the possible consequences in the diesel engine performance parameters (torque, emissions and fuel consumption). Cylinder head prototypes were divided into four groups with different displacement directions. The nominal value of these displacements was 1 mm. The cylinder heads were measured to check the real position of their intake ports; then the cylinder heads were tested in a machine to measure the swirl number. From the intake ports position data and swirl number of each cylinder head, a multiple linear regression was performed to obtain an equation that correlates the swirl number with intake ports displacement in X and Y directions. As last step of this work, the cylinder heads of each displacement group were mounted in a diesel engine installed on a dynamometer to measure its performance parameters: torque curve; specific fuel consumption and emissions.

O presente trabalho buscou estudar experimentalmente os efeitos do deslocamento da posição final dos dutos de admissão de um cabeçote no número de swirl e as possíveis consequências nos parâmetros de desempenho do motor diesel (torque, emissão de poluentes e consumo de combustível). Foram construídos protótipos de cabeçotes divididos em quatro grupos de deslocamentos com diferentes direções e sentidos. O valor nominal desses deslocamentos foi de 1 mm. Em seguida os cabeçotes passaram por medição de geometria para verificação da posição real dos dutos de admissão; posteriormente os cabeçotes foram ensaiados em uma máquina de medição do número de swirl. A partir dos dados de posição dos dutos de admissão e do número de swirl de cada cabeçote, foi feita uma regressão linear múltipla para se obter uma equação que correlaciona o número de swirl com os deslocamentos em X e Y dos dois dutos de admissão. Na última parte do trabalho, os cabeçotes de cada grupo de deslocamento foram montados sucessivamente em um motor diesel instalado em dinamômetro para medição dos seus parâmetros de desempenho, a saber: curva de torque; consumo específico e emissão de poluentes. / This work aimed to study experimentally the effects of intake ports displacement of a cylinder head in its swirl number and the possible consequences in the diesel engine performance parameters (torque, emissions and fuel consumption). Cylinder head prototypes were divided into four groups with different displacement directions. The nominal value of these displacements was 1 mm. The cylinder heads were measured to check the real position of their intake ports; then the cylinder heads were tested in a machine to measure the swirl number. From the intake ports position data and swirl number of each cylinder head, a multiple linear regression was performed to obtain an equation that correlates the swirl number with intake ports displacement in X and Y directions. As last step of this work, the cylinder heads of each displacement group were mounted in a diesel engine installed on a dynamometer to measure its performance parameters: torque curve; specific fuel consumption and emissions.