O objetivo do trabalho foi investigar experimentalmente os efeitos de um motor de ignição por compressão operando no modo bicombustível, diesel-etanol. Os experimentos foram conduzidos com um motor mono cilíndrico acoplado a um dinamômetro à plena carga, variando sua rotação de 1800 a 3000 rpm a cada 200 rpm. Etanol hidratado foi injetado na admissão de ar do motor, representando taxas de substituições de 11,5 a 52,3% em energia. Os experimentos resultaram em uma redução máxima de 69% no índice de fumaça, reduções nas emissões de CO, CO2, e nas temperaturas dos gases de escape. Um aumento máximo em torno de 26,2% foi observado na eficiência térmica e 22,9% na eficiência exergética. Em contrapartida, houve aumento nas emissões de HC e no consumo específico total. Nas curvas de torque e potência não foram notadas mudanças significativas quando injetado etanol. Os resultados foram satisfatórios, mostrando a viabilidade do uso do etanol, como um combustível renovável e alternativo em motores de ignição por compressão / The main aim of this work was to investigate experimentally the effects of a compression ignition engine operating in dual fuel mode, diesel-ethanol. The experiments were conducted in a single-cylinder engine coupled to a dynamometer at full load from 1800 to 3000 rpm. Hydrous ethanol was injected at the engine intake manifold by a port fuel injector, representing ethanol substitution rates from 11.5% to 52.3% in energy. The experiments resulted in maximum decrease in the smoke index about 69% and reductions in emissions of CO, CO2 and exhaust gas temperatures. A maximum increase of 26.2% was observed in thermal and 22.9% in exergy efficiency. Nevertheless, an increase in HC emissions and total specific fuel consumption was noted. No significant changes were observed in the torque and power curves. The results were satisfactory, showing the feasibility of using ethanol as a renewable and alternative fuel in ignition compression engines.

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

Dissertação (mestrado profissional)) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-15T22:59:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Glyniadakis_GeorgesVretos_M.pdf: 4546733 bytes, checksum: 79710497f8d263afb43f905ddd4e41f4 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os requisitos de qualidade sonora estão sendo cada vez mais utilizados no mercado de caminhões médios e pesados. Assim, proprietários de veículos sentem-se incomodados pelo ruído de batida de dentes, principalmente na condição de motor na marcha lenta e o compressor de ar operando com carga. Algumas vezes o associam como falha, podendo até gerar reclamações na revenda bem como perda de qualidade na imagem do produto ou do fabricante. Uma opção para tratar este tipo de ruído é o uso de engrenagens com sistema de redução de folga. A literatura indica que conforme a folga é reduzida o ruído também é reduzido. Então entender o efeito desta solução é necessário antes de aplicá-la em produção. Sendo assim este trabalho tem por objetivo estudar o efeito vibroacustico da engrenagem com sistema de redução de folga automático no ruído de batida de dentes (rattle) relativo à engrenagem do compressor de ar do motor MWM ACTEON 4.12TCE. Um modelo analítico simplificado foi desenvolvido para verificar as oscilações dos deslocamentos angulares e velocidades da engrenagem do compressor. Estes resultados foram posteriormente confrontados com resultados experimentais. Também foram analisadas as respostas vibroacústicas do motor através de experimentos e seus efeitos em termos de qualidade sonora através de teste de júri / Abstract: Sound quality requirements have been more often used in light and heavy duty trucks market. Then, vehicle owners fell uncomfortable with rattle noise mainly at idle speed with air compressor operating in load phase. Sometimes they associate this noise as a failure, which can generate a car shop dealer claim, as well as product and company image deterioration. One option to deal with this kind of noise is to apply an anti-backlash gears. The literature shows that as we decrease the backlash the rattle is reduced too. Then, to understand the effect of this solution is mandatory before to apply into production. The object of this work is to study the vibroacoustics effects of the anti-backlash gear system regarding to the air compressor rattle noise of the MWM ACTEON 4.12TCE diesel engine. A simplified analytical model was developed in order to verify the angular displacement and velocities fluctuation of the air compressor anti-backlash gear. These results were compared with experimental ones. Experimental vibroacoustics responses were also analyzed in terms of sound quality jury test / Mestrado / Dinâmica / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Waldyr Luiz Ribeiro Gallo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-25T19:17:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BritoLopes_AlissonVinicius_M.pdf: 16369458 bytes, checksum: e72c2c680cdccf96557c9588ce37e602 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Um modelo de simulação fenomenológico de motores Diesel foi desenvolvido. O modelo permite a simulação das fases aberta e fechada do ciclo. A combustão é modelada utilizando um modelo de liberação de energia finita. É levado em conta um modelo unidimensional para escoamento sobre as válvulas e um modelo para a transmissão de calor instantânea entre os gases e a parede do cilindro. Por se tratar de um modelo paramétrico, uma série de estudos pode ser feita no sentido de avaliar as influências dos diversos parâmetros sobre os valores finais de eficiência global do motor. As curvas características e as eficiências do motor correspondem aos resultados finais obtidos após o processo iterativo. Um motor é comparado quando simulado em duas situações: com e sem cruzamento de válvulas. Ao simular o caso base (sem cruzamento de válvulas) foi possível comparar a potência efetiva de eixo declarada pelo fabricante (49 kW) e constatar que a potência calculada pelo modelo foi de 51.3 kW indicando assim que as hipóteses adotadas foram bastante razoáveis. Além disso, o modelo forneceu valores para eficiência volumétrica, consumo específico e eficiência térmica condizentes com os valores usualmente encontrados nas referências bibliográficas. Constatou-se que ao gozar de um curto cruzamento de válvulas o motor teve seus parâmetros de eficiência aumentada em 3%, além de uma redução de 3.3% no consumo específico de combustível, valores esses quando comparados ao caso base. O algoritmo desenvolvido permitiu também analisar a influência do ponto de injeção na curva de pressão de combustão, a influência da rotação na curva de taxas mássicas na admissão/escape e a influência da quantidade de combustível injetada sobre as potências de atrito, efetiva e indicada / Abstract: A phenomenological simulation model of Diesel engine was developed. The model is able to simulate the open and closed phase of the cycle. The combustion process is modeled by using a finite heat release model. A one-dimensional model is applied for the flow through the valves and the instantaneous heat transfer between gases and cylinder wall. As the model is parameterized, a series of studies can be done to evaluate the influence of several parameters on the final values of the overall engine efficiency. Typical engine curves and the engine efficiencies are obtained as a result of the interactive process. An engine is compared when simulated in two situations: with and without valve overlapping. By simulating the baseline case (without valve overlapping) it was possible to compare the brake power informed by the engine manufacturer (49 kW) and that obtained by model was (51.3 kW), showing that the hypothesis adopted was reasonable. Furthermore, the model provides values for the volumetric efficiency, specific fuel consumption and thermal efficiency in agreement with values usually found in both the bibliographic references and manufacturer¿s data. It was found that when the engine operated with a short valve overlapping, the engine achieved 3% of improvement in the efficiency parameters and 3.3% of reduction in specific fuel consumption, these values are compared with the base case. The algorithm developed also allowed to analyze the influence of the injection start point in the combustion pressure curve, the influence of engine rotation in the mass rate in intake and exhaust process and the influence of equivalence ratio on the friction, effective and indicated power / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

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

Orientador: Sérgio Tonini Button / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T21:08:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Possamai_Lisiane_M.pdf: 4008102 bytes, checksum: b6e9b8d71cd5acc093a6d8f5074751db (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo principal avaliar se a determinação da concentração de metais em óleo lubrificante por ICP-OES (Espectrometria de Emissão Ótica com Plasma Indutivamente Acoplado, do inglês Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy), é capaz de auxiliar no diagnóstico de eventuais falhas por desgaste em motores Diesel não detectadas no ensaio funcional de produção (amaciamento). O tratamento dos dados foi realizado empregando-se métodos estatísticos. Parâmetros como carga de trabalho, rotação, pressões, temperaturas, assim como a severidade do desgaste, podem não ser suficientes para manifestar a falha durante o tempo de exposição do motor ao ensaio, postergando a sua ocorrência para a planta do cliente (montadora) ou para o campo. O conhecimento da concentração dos elementos metálicos em óleo lubrificante é útil para a avaliação de desgastes de componentes específicos de motores permitindo uma intervenção preventiva a fim de evitar falhas catastróficas. A partir da análise dos dados históricos disponíveis na empresa definiu-se o conceito de assinatura de desgaste e buscou-se conhecer o comportamento dos resultados das análises de óleo, quando se constatou variabilidade significativa dos valores que pode ser explicada por erros sistêmicos e aleatórios. A validação da técnica por ICP-OES para detecção de desgaste prematuro em motores foi realizada a partir da reprodução do modo de falha mais comumente encontrado em motores de combustão interna, que é o engripamento de biela. Simulou-se a contaminação do sistema tribológico casquilho, moente e óleo, considerando-se o agente de contaminação externa proveniente da região de fechamento da capa da biela. Conforme esperado, os motores foram aprovados dentro dos parâmetros de controle existentes. Após a desmontagem dos motores evidenciouse que o sistema tribológico fora seriamente comprometido por desgaste do casquilho (bronzina), que apresenta um revestimento superficial de alumínio e estanho. Na análise univariada de metais dissolvidos no óleo lubrificante identificou-se a presença de estanho, o que não é esperado encontrar neste modelo de motor. No tratamento multivariado foi possível analisar a correlação dos metais dissolvidos no óleo cuja análise estatística possibilitou distinguir motores conformes de não conformes de forma quantitativa e objetiva. Desta forma, conclui-se que o método de análise de metais dissolvidos em óleo lubrificante por ICP-OES é eficaz, se mostrando sensível na detecção de desgaste do sistema casquilho-moente / Abstract: The main goal of this study is to evaluate if the determination of metal concentration in lubricant oil by ICP-OES (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy) is capable to help on eventual wear failures diagnosis on Diesel engines that are not detected in the production test cycle (running in). The data processing was done using statistical methods. Parameters like load, engine speed, pressures, temperatures, as well wear severity, cannot be enough to show the failure during the engine test time postponing the failure occurrence to OEM or field. The metallic elements concentration knowledge in lubricant oil is useful to evaluate specific engines parts wear allowing a preventive action in order to avoid catastrophic failures. Starting from the historic data analysis available in the company it was defined the concept of wear signature looking for oil analysis results behavior understanding, where it was noticed significant values variability due to random and systemic errors. The ICP-OES validation for premature wearing detection on engines was done starting from most usual failure mode found on internal combustion engines that is connecting rod scuffing. The tribological system bearing, crankshaft pin and oil was set to simulate a failure by an external contamination coming from the connecting rod cracked assembly area. As expected, the engines were approved according to current controls. After engine disassembly it was noticed that the tribological system was heavy damaged due to bearing wear whose surface layer composition is made of aluminum and tin. In the univariate oil analysis of metals dissolved it was detected tin which is not expected to be finding in this engine model. In the multivariate data processing it was possible to analyze the dissolved metals correlation whose statistical analysis make possible to distinguish conforming engines from non-conforming engines in a quantitative and objective way. So it is possible to conclude that the ICP-OES method to analyze dissolved metal in oil is effective showing sensibility to detect wear between crankshaft pin and connecting rod bearing system / Mestrado / Projetos / Mestre em Engenharia Automobilistica