Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-09T03:22:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348531.pdf: 4713684 bytes, checksum: 34bc24fd45de049c399b6872963cdfdf (MD5) Previous issue date: 2017 / A quantidade de energia térmica rejeitada nos gases de exaustão durante a operação de um motor diesel é aproximadamente 30 % da energia fornecida a partir do combustível. Uma alternativa para recuperar essa energia é a utilização de um gerador termoelétrico, o qual pode ser usado como energia para os sistemas auxiliares ou como energia suplementar, no caso de veículos elétricos híbridos. Este estudo tem como objetivo conceber um gerador termoelétrico e um trocador de calor acoplado à exaustão de um motor diesel, limitados por critérios de mínima eficiência térmica e máxima perda de carga no tubo de escape. O motor, o trocador de calor, e o gerador termoelétrico foram simulados em regimes permanente e transiente, usando um modelo zero dimensional para o motor e um modelo de uma dimensão para o trocador de calor/ gerador termoelétrico com propriedades em função da temperatura. O modelo de regime permanente e propriedades constantes foi usado para otimização através de duas estratégias, uma buscando a máxima potência e outra a máxima eficiência de conversão. A configuração otimizada consiste de um trocador de calor de 9 tubos, com diâmetro de 0,022 m e comprimento 0,414 m, operando com o fluido de arrefecimento do motor como fluido frio, utilizando silício-germânio como material das células termoelétricas. Quando em regime transiente, a configuração para máxima potência com 562 células termoelétricas por tubo atingiu um pico de 3500 W no início da operação e potência média de 811 W durante o transiente periódico, com eficiência termoelétrica igual a 4.27 % . A configuração para máxima eficiência de conversão contou com 150 células termoelétricas por tubo e foi capaz de gerar 1100 W no início de operação e obter potência média igual a 550 W durante o transiente periódico, com eficiência termoelétrica igual a 10.4 % . O modelo em regime transiente e com propriedades variáveis revelou o potencial de obter maior potência durante transientes curtos. Quando comparados com as realizações atuais, os resultados indicam a viabilidade do projeto para veículos de tamanho médio e pesados. / Abstract : The amount of heat energy wasted in the exhaust gas flow during operation of a diesel engine is grossly 30 % of the input energy from the fuel. An alternative to recover the heat lost through the exhaust in diesel engines is the use of thermoelectric generators, which could be used as source of power to propel auxiliary systems or as a supplement power source in case of hybrid electric vehicles. This study aims at developing and optimizing a thermoelectric generator and a heat exchanger adapted to the exhaust system, close-coupled to a diesel engine, restricted by criteria of minimum overall efficiency and maximum exhaust back-pressure. The engine, heat exchanger, and thermoelectric generator were evaluated in the steady-state and transient regime using a zero dimensional model for the engine and a one-dimensional model for the heat exchanger/thermoelectric generator with temperature dependent properties. The steady-state, constant property model was used for the optimization using two strategies, one aiming at maximum power and the other at maximum efficiency. The optimized configuration consisted of a heat exchanger with 9 tubes, with diameter of 0.022 m and length of 0.414 m, operating with engine coolant as cold fluid, using silicon germanium thermoelectric junctions. When simulated in transient regime, the configuration for maximum power with 562 thermoelectric junctions per tube was able to generate peak power at start-up of 3500 W, average power at periodic steady-state of 811 W, with 4.27 % thermoelectric efficiency. The configuration for maximum conversion efficiency had 150 thermoelectric junctions per tube, achieved peak power of 1100 W at start-up, average power at periodic steady-state of 550 W, and 10.4 % thermoelectric efficiency. The transient, variable properties simulation revealed the potential for higher power during short transients. When compared to current realizations, the results indicate the feasibility of the design for medium size and heavy-duty vehicles.

BUENO, A. V. Análise da operação de motores diesel com misturas parciais de biodiesel. 2006. 103 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas-SP, 2006. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-02-24T18:36:14Z No. of bitstreams: 1 2006_tese_avbueno.pdf: 1858655 bytes, checksum: 92732dd8ec5f4c0c4a04bf1e77386fef (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-02-24T18:37:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_tese_avbueno.pdf: 1858655 bytes, checksum: 92732dd8ec5f4c0c4a04bf1e77386fef (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-24T18:37:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_tese_avbueno.pdf: 1858655 bytes, checksum: 92732dd8ec5f4c0c4a04bf1e77386fef (MD5) Previous issue date: 2006-04 / The consequences of the biodiesel blends with diesel fuel were analyzed establishing cause and effect relationships between the engine performance and the combustion and mixture preparation processes. In this investigation, aspects like pollutant emissions, mixture preparation, dynamic of the combustion process, fuel conversion efficiency, performance under full load and specific fuel consumption were included. Techniques traditionally associated with diesel engines research and development were utilized for this purpose, including heat release analysis, exergetic analysis and dynamometric bench tests. In order to account for the small effects of the biodiesel introduction on the engine operational parameters, some modifications of the methods and models applied to data acquisition and post-processment were necessary. These modifications include the formulation of a new model for the in cylinder exergetic analysis and a novel arrangement of indicator system. By using the exergetic analysis, it was demonstrated that the blending of biodiesel in low concentrations increases the conversion of fuel exergy into work within the cylinder, causing an elevation on the engine efficiency. For the analyzed fuels, which enclose up to 20% of biodiesel addition in volume, the 10% biodiesel blend has presented the best results of performance and specific fuel consumption. / As conseqüências da adição de biodiesel ao óleo diesel foram estudadas estabelecendo-se relações de causa e efeito entre o desempenho do motor e os processos de combustão e formação de mistura. Foram incluídos, nesta discussão, aspectos como emissões poluentes, formação de mistura, dinâmica do processo de combustão, eficiência de conversão do combustível, desempenho do motor em carga máxima e consumo específico. Utilizaram-se, sob tal propósito, técnicas tradicionalmente associadas à pesquisa e ao desenvolvimento dos motores de ciclo diesel, tais como a análise de liberação de energia, a análise exergética e ensaios dinamométricos. Devido às pequenas variações observadas nos parâmetros opcionais do motor com a introdução do biodiesel, algumas modificações nos métodos aplicados para a coleta de dados experimentais e nos modelos empregados em seu processamento se mostraram necessárias. Dentre tais ajustes, pode-se destacar a formulação de um novo modelo de análise exergética para os processos ocorrentes no cilindro e a utilização de um arranjo inédito de sistema indicador. Demonstrou-se que a adição de biodiesel em baixas concentrações favorece a conversão da exergia do combustível em trabalho no interior do cilindro, proporcionando uma elevação na eficiência de operação do motor. Para os combustíveis analisados, que compreendem a adição de até 20% de biodiesel em volume, a mistura contendo 10% desta substância ofereceu as melhores características quanto ao desempenho e ao consumo específico.

Revestimentos eletrodepositados de cromo duro são amplamente usados em áreas onde se necessite de alta resistência ao desgaste aliado com relativa adequada resistência à corrosão. Apenas alguns micrometros de camada são suficientes para garantir uma redução no coeficiente de fricção e garantir proteção contra corrosão nos mais diversos substratos, possibilitando o uso de materiais base menos nobres em situações severas de aplicação. Um dos principais ramos da indústria que utiliza o cromo duro é a automotiva, e dentre as tantas aplicações podemos citar componentes de motores. Entretanto, durante a última década cresceram os esforços para a substituição do cromo duro devido a sua alta toxicidade. Neste meio tempo, revestimentos de níquel químico ligados ao fósforo (Ni-P) tem ocupado um espaço considerável em aplicações onde a resistência à corrosão e desgaste são primordiais. Baseado nisso, este trabalho visa obter revestimentos em válvulas de escape de motores diesel fabricadas em aço inoxidável de Ni-P com alto teor de fósforo (9-10% de P) aplicando tratamentos térmicos adequados para melhorar suas propriedades. A caracterização foi feita através de ensaios de desgaste, corrosão e avaliação microestrutural comparando com revestimentos de cromo duro atualmente utilizados neste componente mecânico. Resultados obtidos após ensaio tribológico do tipo “ball on plate” utilizando-se uma contra face de Al2O3 e analisando-se o coeficiente de fricção, a microestrutura, o tamanho e a composição química da trilha de desgaste mostram que o tratamento térmico em revestimentos de Ni-P aumenta consideravelmente a sua resistência ao desgaste. Tal resultado possivelmente está ligado a alteração estrutural de uma solução sólida supersaturada amorfa de fósforo em níquel encontrada em depósitos de Ni-P como depositados para a formação de crsitalitos de níquel e precipitados de de fosfeto de nóquel (Ni3P) que ocorrem em temperaturas de 320ºC a 360ºC. Além do mais, os resultados foram amplamente superiores quando comparados ao cromo duro. No que diz respeito a resistência à corrosão, ensaios eletroquímicos de polarização potenciodinâmica e impedância eletroquímica realizados em solução de condensado sintético que reproduz o ambiente do motor mostram novamente que o tratamento térmico age de forma benéfica nos revestimentos de Ni-P, e que até mesmo revestimentos de níquel fósforo não tratados apresentam melhor proteção contra à corrosão se comparados com o depósito de cromo duro. A razão para a melhora em termos de resistência a corrosão provavelmente esteja relacionada ao mesmo fenômeno citado acima. Por fim, revestimentos de Ni-P quando devidamente tratados termicamente se apresentam como promissores na substituição de revestimentos de cromo duro para recobrimento de hastes de válvulas de escape de motores diesel. / Electrodeposited hard chromium coatings are widely used in several areas where wear resistance must be a fundamental property. Only a few microns’ thick layer deposited on a varied range of substrates is capable to reduce considerably their friction coefficient as well as their mass loss during application of a load under dynamic movement. This special ability has always made hard chromium a vital allied of industry, especially in automotive manufacturers. However, over the last decade the efforts to replace hard chromium coatings has increased especially due to environmental concerns related to chemical products involved in the deposition process. Nowadays, several environmental friendly alternatives have been studied in order to substitute hard chromium without loss of the most important properties for a specific case. Following this line of reasoning, one of the most studied coating process in the past 10 years is the electroless nickel plating (Ni-P). In this present study was evaluated the influence of heat treatment on electroless high phosphorus nickel coating (9-10% P wt.) applied on diesel engine exhaust valves. In addition, both untreated and treated Ni-P deposits were then compared to current used electroplated hard chromium coatings in terms of wear, corrosion and microstructural behaviour. The wear behaviour of the Ni-P samples was investigated through a non-lubricated “ball on plate” test carried out against an Al2O3 counter-face. After an analysis of the friction coefficient, microstructure of the worn surface, width and chemical composition of the wear track, was possible to conclude that the heat treatment affect positively the wear resistance of Ni-P coatings, probably due to a structural change from amorphous supersatured solid solution of phosphorus in nickel to a crystalline structure of nickel crystallites and nickel phosphides (Ni3P) occurred between 320ºC and 360ºC. Moreover, Ni-P heat treated coatings showed better results when compared to electroplated hard chromium deposits. In terms of corrosion resistance, heat treated Ni-P coatings showed considerably better results when analyzed in synthetic condensate solution, probably due to the same microstructural phenomena cited above. Finally, Ni-P as-deposited and heat treated coatings showed better corrosion results when compared to electroplated hard chromium deposits in synthetic condensate media, hence acting as a natural alternative for recovering diesel engine exhaust valves instead chromium coatings.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-20T08:29:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 210159.pdf: 5736070 bytes, checksum: 18c4377c2dd93df7c21f395d30d3a9e1 (MD5) / Novas leis ou normas, cada vez mais rigorosas, estão sendo formuladas e postas em prática em todo o mundo para limitar o ruído acústico emitido por máquinas e equipamentos, levando-o a níveis menos prejudiciais ao homem. Com o crescimento substancial da frota automobilística, o ruído gerado por automóveis passou a ser considerado como extremamente importante visto que há, em um veículo automotivo, diversas fontes de ruído tais como motor, engrenagens, sistema de arrefecimento dentre outros além do número de automóveis existentes. Assim, estudos que venham a possibilitar o controle de emissão de ruídos têm sido propostos e realizados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T10:30:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195590.pdf: 5639346 bytes, checksum: 32740edc1588bda7230810847e84d468 (MD5) / A indústria automobilística atual tem se preocupado muito em projetar motores que atendam à legislação criada para controlar o nível de emissão de poluentes. Desde então, a busca por motores de alto desempenho, com baixo consumo e reduzida emissão de poluentes é uma necessidade. Considerado um dos componentes mais importantes, e que agrega maior peso ao motor, o bloco tem sido o alvo principal de pesquisas na busca por motores mais eficientes. Os motores Diesel, que trabalham com elevadas taxas de compressão, necessitam de uma estrutura bastante rígida para suportar os esforços gerados durante a combustão dos gases. Seu rendimento e nível de emissões poderiam ser melhores com a utilização de maiores picos de pressão. Segundo alguns trabalhos, a utilização de materiais alternativos, como o ferro fundido vermicular ou CGI (Compacted Graphite Iron), tem possibilitado projetar motores com maiores pressões de combustão e/ou redução significativa de espessuras de parede, devido às suas melhores propriedades mecânicas quando comparadas às do ferro fundido cinzento. Neste trabalho, avalia-se o comportamento estrutural de um bloco de motor Diesel, submetido à ação de forças oriundas da montagem do cabeçote e das capas de mancal, pressão dos gases de combustão e forças de inércia, utilizando critérios de falha tradicionais (Tensão, deslocamentos e fadiga). As tensões e deslocamentos são determinados através de um modelo numérico constituído por ¼ do bloco. Os resultados são gerados por um software que utiliza o método dos elementos finitos (I-DEAS). A geometria deformada é utilizada para se estudar a ovalização nos cilindros e mancais, determinando-se a folga mínima final nestas regiões. Avalia-se também a utilização do ferro fundido vermicular para a obtenção de blocos de motores Diesel, onde são necessárias altas pressões de combustão, através de uma simulação sob uma pressão de combustão acima de 20 MPa. Nesta última, os coeficientes de segurança ainda são bastante elevados, mas a ovalização dos mancais pode comprometer a lubrificação.

Revestimentos eletrodepositados de cromo duro são amplamente usados em áreas onde se necessite de alta resistência ao desgaste aliado com relativa adequada resistência à corrosão. Apenas alguns micrometros de camada são suficientes para garantir uma redução no coeficiente de fricção e garantir proteção contra corrosão nos mais diversos substratos, possibilitando o uso de materiais base menos nobres em situações severas de aplicação. Um dos principais ramos da indústria que utiliza o cromo duro é a automotiva, e dentre as tantas aplicações podemos citar componentes de motores. Entretanto, durante a última década cresceram os esforços para a substituição do cromo duro devido a sua alta toxicidade. Neste meio tempo, revestimentos de níquel químico ligados ao fósforo (Ni-P) tem ocupado um espaço considerável em aplicações onde a resistência à corrosão e desgaste são primordiais. Baseado nisso, este trabalho visa obter revestimentos em válvulas de escape de motores diesel fabricadas em aço inoxidável de Ni-P com alto teor de fósforo (9-10% de P) aplicando tratamentos térmicos adequados para melhorar suas propriedades. A caracterização foi feita através de ensaios de desgaste, corrosão e avaliação microestrutural comparando com revestimentos de cromo duro atualmente utilizados neste componente mecânico. Resultados obtidos após ensaio tribológico do tipo “ball on plate” utilizando-se uma contra face de Al2O3 e analisando-se o coeficiente de fricção, a microestrutura, o tamanho e a composição química da trilha de desgaste mostram que o tratamento térmico em revestimentos de Ni-P aumenta consideravelmente a sua resistência ao desgaste. Tal resultado possivelmente está ligado a alteração estrutural de uma solução sólida supersaturada amorfa de fósforo em níquel encontrada em depósitos de Ni-P como depositados para a formação de crsitalitos de níquel e precipitados de de fosfeto de nóquel (Ni3P) que ocorrem em temperaturas de 320ºC a 360ºC. Além do mais, os resultados foram amplamente superiores quando comparados ao cromo duro. No que diz respeito a resistência à corrosão, ensaios eletroquímicos de polarização potenciodinâmica e impedância eletroquímica realizados em solução de condensado sintético que reproduz o ambiente do motor mostram novamente que o tratamento térmico age de forma benéfica nos revestimentos de Ni-P, e que até mesmo revestimentos de níquel fósforo não tratados apresentam melhor proteção contra à corrosão se comparados com o depósito de cromo duro. A razão para a melhora em termos de resistência a corrosão provavelmente esteja relacionada ao mesmo fenômeno citado acima. Por fim, revestimentos de Ni-P quando devidamente tratados termicamente se apresentam como promissores na substituição de revestimentos de cromo duro para recobrimento de hastes de válvulas de escape de motores diesel. / Electrodeposited hard chromium coatings are widely used in several areas where wear resistance must be a fundamental property. Only a few microns’ thick layer deposited on a varied range of substrates is capable to reduce considerably their friction coefficient as well as their mass loss during application of a load under dynamic movement. This special ability has always made hard chromium a vital allied of industry, especially in automotive manufacturers. However, over the last decade the efforts to replace hard chromium coatings has increased especially due to environmental concerns related to chemical products involved in the deposition process. Nowadays, several environmental friendly alternatives have been studied in order to substitute hard chromium without loss of the most important properties for a specific case. Following this line of reasoning, one of the most studied coating process in the past 10 years is the electroless nickel plating (Ni-P). In this present study was evaluated the influence of heat treatment on electroless high phosphorus nickel coating (9-10% P wt.) applied on diesel engine exhaust valves. In addition, both untreated and treated Ni-P deposits were then compared to current used electroplated hard chromium coatings in terms of wear, corrosion and microstructural behaviour. The wear behaviour of the Ni-P samples was investigated through a non-lubricated “ball on plate” test carried out against an Al2O3 counter-face. After an analysis of the friction coefficient, microstructure of the worn surface, width and chemical composition of the wear track, was possible to conclude that the heat treatment affect positively the wear resistance of Ni-P coatings, probably due to a structural change from amorphous supersatured solid solution of phosphorus in nickel to a crystalline structure of nickel crystallites and nickel phosphides (Ni3P) occurred between 320ºC and 360ºC. Moreover, Ni-P heat treated coatings showed better results when compared to electroplated hard chromium deposits. In terms of corrosion resistance, heat treated Ni-P coatings showed considerably better results when analyzed in synthetic condensate solution, probably due to the same microstructural phenomena cited above. Finally, Ni-P as-deposited and heat treated coatings showed better corrosion results when compared to electroplated hard chromium deposits in synthetic condensate media, hence acting as a natural alternative for recovering diesel engine exhaust valves instead chromium coatings.

Neste trabalho, o uso de bio-óleo foi proposto como alternativa aos combustíveis fósseis (petróleo). O bio-óleo foi produzido por pirólise de serragem de eucalipto e óleo de fritura de soja descartado, enquanto que o óxido de cálcio (CaO) foi usado como catalisador de pirólise para melhorar o rendimento de bio-óleo. A temperatura do sistema de pirólise foi iniciada a 25 °C e aumentada para 850 °C. A destilação atmosférica de bio-óleo bruto foi realizada após a pirólise e duas frações foram separadas à temperatura de 80−160 ºC (LFP, Fação Leve da Pirólise do bio- óleo) e 160−240 ºC (HFP, Fração Pesada da Pirólise do bio-óleo) e as quais foram analisadas por TGA (análise térmica gravimétrica), GC-MS (cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa), FTIR (espectroscopia de infravermelho de transformação de Fourier) e RMN (espectroscopia de ressonância magnética nuclear) verificando-se que havia uma abundância de espécies contendo nitrogênio e oxigênio, bem como outras espécies reativas. Com o objetivo de reduzir a quantidade destas espécies após a pirólise, as frações LFP e HFP foram submetidas ao processo de craqueamento térmico na presença de hidrogênio (hidrogenação) e, novamente submetido a hidrogenação catalítica na presença do catalisador de NiMo. Após a hidrogenação catalítca, foi realizada a segunda destilação atmosférica obtendo-se duas frações à temperatura de 80−160 ºC (LFH, Fração Leve da Hidrogenação ) e 160−240 ºC (HFH, Fração Pesada da Hidrogenação) as quais foram igualmente caracterizadas pelas técnicas acima enumeradas, observando-se que mais de 60% de espécies nitrogenadas, oxigenadas e outras espécies reativas foram convertidas em hidrocarbonetos. As diferenças entre LFP, HFP e LFH, HFH foram apresentadas e discutidas criticamente neste trabalho, onde verificou-se após as análises fisico-químicas como composição química, entalpia de combustão, ponto de congelamento, densidade, viscosidade e volatilidadeque as frações obtidas pelo processo de Page 17 of 115 craqueamento e hidrogenação catalítica (LFH e HFH) podem ser usadas como combustíveis, porque apresentaram semelhanças muito próximas nas propriedades fisico-quimicas importantes do óleo de aviação (AF) e óleo diesel (DF). A partir destas informações foram preparadas formulações com 10 e 20% (m/m) das frações: HFH com óleo de aviação (AF) e LFH com oleo diesel (DF). As análises fisico quimicas destas formulações comparadas com o AF e DF mostraram o potencial uso destas frações como aditivos e consequente contribuição para a amenização da crise energética mundial.

Orientador: Claudio Bianor Sverzut / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-20T22:18:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cappelli_NelsonLuis_D.pdf: 3745837 bytes, checksum: d7664a4a337127b5f6f1c254acfed573 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O trator agrícola de rodas tem sido, desde o início de sua existência, a principal unidade motora da agricultura. Seu projeto conceitual básico tem muito ainda a ser explorado. A evolução do trator agrícola de rodas aponta no sentido de melhorar seu rendimento global envolvendo alguns elementos críticos, com respeito à conversão de energia, que dentre eles destacam-se: o motor, a transmissão, a interface pneu-solo e o sistema de controle do levante hidráulico. No presente trabalho foi estudado inicialmente o comportamento dinâmico de um motor diesel, modelo 4248, marca Perkins, normalmente utilizado em tratores agrícolas, com o objetivo de desenvolver uma estratégia de controle do motor que otimize seu desempenho, baseado em critérios de economia de energia. A lógica de controle proposta prevê a utilização, em conjunto, do controle do motor e da transmissão do trator, objetivando a manutenção da qualidade final do trabalho agrícola. Para que isto seja conseguido, deve-se manter a velocidade de deslocamento do conjunto tratorimplemento, atuando-se na relação de transmissão e no acionamento da bomba injetora, de forma a levar o motor a operar num ponto otimizado, mantendo-se a potência constante. A fim de controlar o motor em condições ótimas de economia de energia, foi necessário definir uma curva otimizada de operação. A curva proposta contempla o funcionamento do motor em toda sua faixa de potência disponível. Em virtude das dificuldades da medição direta do torque e dos métodos indiretos para sua estimativa, mencionados na literatura, não atenderem adequadamente as exigências de precisão para a implementação da estratégia de controle, foi proposto um novo método. Este método permite a estimativa indireta do torque para pequenas perturbações dinâmicas, utilizando-se apenas a posição da alavanca de acionamento da bomba injetora e da variação da rotação do motor. Foi observado que o comportamento dinâmico do motor é bem distinto daquele mostrado pelas curvas de desempenho tradicionais. Para fins de estabelecimento da estratégia de controle é necessário estimar a resposta do motor a uma perturbação transiente. Isto foi realizado através do estudo dos modelos matemáticos denominados ARX, OEe ARMAX. Assim a estratégia de controle foi estabelecida levando-se em consideração: o método indireto proposto de determinação do torque em regime; a curva proposta de operação otimizada; e, finalmente, o modelo ARMAX,que descreve o comportamento dinâmico do motor. A estratégia de controle foi simulada através de solicitações dinâmicas de torque crescente e decrescente, nas curvas governadas correspondentes a 1600 [rpm], 1800 [rpm] e 2000 [rpm]. Em todos estes casos os resultados das simulações mostraram-se adequados, indicando que o lógica do controlador manteve o funcionamento do motor seguindo a curva otimizada / Abstract: Since its conception the agricultural tractor has been the principal power unit for agricultural purposes. Its basic concept has many things to be studied. The next step towards agricultural tractor evolution will be to improve its global performance. To improve global performance, one has to deal with critical parts about energy conversion such as: engine, transmission, soil-tire interface, and hydraulic mechanism control system. A model of diesel a engine applied to an agricultural tractor was used to study an engine control system to improve the agricultural tractor global performance, using a energy economy criteria. A tractor diesel engine performance was studied to substantiate a logic to implement an engine control system. The proposed logic is able to utilize together an agricultural tractor transmission and engine control system. Economy of energy criteria was adopted to define an optimized operation curve that permits the engine to work in a wide range from lower torque and speed levels to a maximum power level. It was proposed a method to indirectly estimate torque based on the engine working at an stead state point. This method showed adequate precision to be used in an engine controller. In this work there were studied mathematic equations to estimate the engine dynamic response to a transient of torque solicitation. Based in this estimate one can obtain a step ahead predictor for the speed output. The estimate and the predictor showed an adequate precision to be used in the engine controller. Through simulations it was verified that the logic and the equations used in this work presented a good performance / Doutorado / Doutor em Engenharia Agrícola

Neste trabalho, comprovou-se através do teste de fadiga que a camisa de cilindro pode ter sua resistência à fadiga elevada pela tensão residual compressiva induzida pelo roleteamento do raio de concordância. Utilizando a metodologia do Planejamento de Experimentos (DOE), criou-se um experimento para estudar a contribuição individual na elevação da tensão residual compressiva de cada um dos parâmetros do processo de roleteamento (força, tempo e rotação). Com o emprego da difração de raios X, foi possível mediar à tensão residual em todas as camisas utilizadas no experimento do DOE. Técnicas de tratamento estatístico como Análise de Variância (ANOVA), gráfico de Pareto e o teste de normalidade Anderson-Darling foram aplicadas ao conjunto de resultados obtidos pelas medições de difração de raios X, permitindo assim determinar que a força é o parâmetro de maior influência para a elevação da tensão residual compressiva no raio de concordância. O teste de eficácia do sistema de medição de tensão residual por difração de raios X comprovou que esse método possui a acurácia necessária para detectar eventuais desvios do processo de produção, tornando-o assim, um substituto mais econômico para o teste de fadiga, método atualmente utilizado para inspecionar as camisas de cilindr / On this project, it was proved though the fatigue test that the cylinder liner endurance can be improved by the compressed residual stress induced by the cold rolling applied onto the filet radii. Using the methodology Design of Experiments (DOE) an experiment was created to study the individual contribution in the increase of the compressed residual stress of each parameter of the cold rolling process (force, time and speed). Applying the X-ray diffraction technique it was possible to measure the residual stress of all cylinder liners used on the DOE experiment. Statistical techniques as Analyze of Variance (ANOVA), Pareto chart and the Anderson-Darling normality test; were applied on the result group obtained by the X-ray diffraction measurement, making possible to determine that the force is the parameter with the highest influence to increase the compressed residual stress in the filet radii. The effectiveness test of the residual stress measurement by X-ray diffraction, proved that this methodology has enough resolution to detect production mismatch, making it a better substitute to the fatigue test, which is nowadays the method used to inspect the cylinder liners.

Neste trabalho, comprovou-se através do teste de fadiga que a camisa de cilindro pode ter sua resistência à fadiga elevada pela tensão residual compressiva induzida pelo roleteamento do raio de concordância. Utilizando a metodologia do Planejamento de Experimentos (DOE), criou-se um experimento para estudar a contribuição individual na elevação da tensão residual compressiva de cada um dos parâmetros do processo de roleteamento (força, tempo e rotação). Com o emprego da difração de raios X, foi possível mediar à tensão residual em todas as camisas utilizadas no experimento do DOE. Técnicas de tratamento estatístico como Análise de Variância (ANOVA), gráfico de Pareto e o teste de normalidade Anderson-Darling foram aplicadas ao conjunto de resultados obtidos pelas medições de difração de raios X, permitindo assim determinar que a força é o parâmetro de maior influência para a elevação da tensão residual compressiva no raio de concordância. O teste de eficácia do sistema de medição de tensão residual por difração de raios X comprovou que esse método possui a acurácia necessária para detectar eventuais desvios do processo de produção, tornando-o assim, um substituto mais econômico para o teste de fadiga, método atualmente utilizado para inspecionar as camisas de cilindr / On this project, it was proved though the fatigue test that the cylinder liner endurance can be improved by the compressed residual stress induced by the cold rolling applied onto the filet radii. Using the methodology Design of Experiments (DOE) an experiment was created to study the individual contribution in the increase of the compressed residual stress of each parameter of the cold rolling process (force, time and speed). Applying the X-ray diffraction technique it was possible to measure the residual stress of all cylinder liners used on the DOE experiment. Statistical techniques as Analyze of Variance (ANOVA), Pareto chart and the Anderson-Darling normality test; were applied on the result group obtained by the X-ray diffraction measurement, making possible to determine that the force is the parameter with the highest influence to increase the compressed residual stress in the filet radii. The effectiveness test of the residual stress measurement by X-ray diffraction, proved that this methodology has enough resolution to detect production mismatch, making it a better substitute to the fatigue test, which is nowadays the method used to inspect the cylinder liners.