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[pt] É realizado um estudo teórico experimental sobre motores a combustão interna operando com taxa de compressão variável. É feita uma análise teórica sobre determinado mecanismo que permite variar a taxa de compressão. Para tal foi utilizado um programa de simulação para motores com ignição por centelha. No presente trabalho o modelo de simulação foi aprimorado, com a inclusão de previsão de detonação, de emissão de hidrocarbonetos, do cálculo da potencia de atrito, assim como a inclusão do dispositivo do mecanismo de taxa de compressão variável, entre outras alterações. Uma parte experimental foi também realizada, como o objetivo de validar os resultados do modelo teórico e de quantificar os benefícios proporcionados pelo mecanismo em questão. Para tal um motor de pesquisa de combustível – motor CFR – foi utilizado. Uma comparação dos resultados teóricos e experimentais obtidos no presente trabalho com os de outros pesquisadores é também apresentada. / [en] The present work is concerned with a theoretical and expererimental study of variable compression ratio spark ignition internal combustion engines. A theoretical analysis of the engine, operating with a mechanism allows for variable compression ratio, is carried out. For that a simulation program is utilized. In the present work the simulation model was updated with the inclusion of friction, knocking and hidrocarbon emission models, among other things. An experimental work was also carried out, with a CFR engine. The objective was a wo-fold to validade the results of the theoretical model and to assens the benefits of running an engine with variable compression ratio. A comparison is also made between the rrsults of the present work and those from other authors.

Orientador: Yaro Burian Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-18T09:04:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gonzaga_DiogenesPereira_D.pdf: 7144889 bytes, checksum: 0b8d2dcb29fa4916037881dce00f083b (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Quando o Motor de Indução de Rotor Bobinado recebe uma alimentação adicional via enro1amento de rotor na freqüência de escorregamento em determinadas condições ele funcionará como uma Máquina de Indução de Dupla Alimentação em Operação Síncrona girando a uma velocidade que corresponde à diferença ou soma entre as freqüências das alimentações, conforme as seqüências de fase coincidam ou não. Este trabalho mostra o equacionamento em Variáveis de Estado do Sistema Motor/Carga em MALHA-ABERTA e sua simulação. Com resultados em termos de correntes. Velocidade de rotação, conjugados. Fator de Potência e Ângulo de Carga. obtido, também, um modelo linear para pequenas variações objetivando uma análise relativa à Estabilidade através das aplicações dos Critérios de Routh-Hurwitze do Método do Lugar das Raízes à Equação Característica do Sistema. Uma verificação experimental foi feita utilizando-se como gerador da freqüência de escorregamento uma Máquina SCHRAGE, cujo enrolamento terciário forneceu o trifásico na freqüência de escorregamento do Motor de Indução de Dupla-Alimentação. Os resultados de simulação e os experimentais foram comparados e discutidos / Abstract: The Wound-Rotor Induction Motor opera_es as a DoubIy-Fed Induction Machine when I has been excied by rotor winding in slip frequency. Under speciaI conditions the Machine will run Synchronousl y and rotor speed will be equal to addition or difference between frequencies of stator and rotor. Mathematical modelling of Open-Loop Motor/Load System in State Variables and its simulation resulting in currents. speed. Torques, power-factor and 10ad-angIe have been showed. An analysis of the System StabiIity on Small-Variations Linear Model using Roth-Hurwitz Criteria and Root-Locus on Characteristic Equations has also been. An experimental verification was developed by usi ng a SCHRAGE Machine as a slip-frequency generator. The results of simulation and experimental verification have both been compared and discussed. / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador : Jaime Szajner / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-18T08:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fontes_IvoReis_M.pdf: 5616120 bytes, checksum: c194c8d7d82860311abf979055cf7bf1 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Encontra-se em desenvolvimento no Laboratório de Engenharia de Computação e Automação Industrial (LCA) um protótipo de veículo elétrico autoguiado (AGV) com controle através de computador. Os AGVs encontram diversas aplicações dentro do ambiente industrial automatizado, pela possibilidade que os mesmos oferecem em receber controle de um computador supervisor, através de sistemas de comunicações, a fun de realizar a várias tarefas envolvidas no processo produtivo. Sua aplicação também pode ser extendida a ambientes agressivose de alto risco para o homem, como é o caso em mineração ou em laboratórios onde se manipula substâncias tóxicas. Por se tratar de um desenvolvimento complexo, o projeto de um AGV integra o conhecimento de várias áreas da Engenharia, daí a sua interdisciplinaridade. O projeto do AGV em desenvolvimento incorpora um sistema de tração e um sistema de direção controlados por computador, que por sua vez se u~ de um sistema de aquisição de dados e uma unidade sensora de posição, de forma que o veículo possa seguir uma rota pré-estabelecida constitui da de uma fita refletiva fixa no solo. Este trabalho aborda a fundamentação teórica do controle de velocidade de motores a serem empregados neste tipo de veículo, bem como em outros acionamentos industriais e tem como finalidade principal estabelecer uma metodologia adequada para o controle de velocidade dos motores de acionamento dos sistemas de tração e direção do AGV, através de um microcomputador / Abstract: Presently is in development at the Laboratory of Computational Engineering and Industrial Automation (LCA) a prototype of automated electric vehicle (AGV) controlled through computer. The AGVs find several applications at the automated industrial environment by the possibilities that it offers to receive control from a supervisor computer through communications systems with the aim to do several tasks at the productive processo Its application can be extended to hazardous environment which presents high life risks to the men, case of milling and laboratories where toxic substances are handled. It is a complex development task, since the project of a AGV involves several branches of knowledgment of Engineering and such fact leads to a very high degree of interdisciplinarity. This project incorporates a traction and a steering system controlled by computer which uses a data acquisition system and a position sensor unity in such way that the vehicle is able to follow a reflective path assembled at the ground of the plant. This work shows the theoretic basis for electric drives usually used in this type of vehicle as well in others industrial drives and the maio objective is to investigate a suited methodology for computer control of the velocity for the electrical drives to be used in this AGV / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Ely Carneiro de Paiva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T21:55:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MartinezArias_RonaldRicardo_M.pdf: 6818308 bytes, checksum: d91e74cb8827b9ee03bcb0e84ccc9bd0 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: No presente trabalho, o modelo dinâmico do dirigível do Projeto AURORA (Gomes e Ramos, 1998), (Azinheira et al., 2001) e (Azinheira et al., 2008) é adaptado para considerar 4 motores ao invés de 2 apenas. Além disso, esses motores possuem acionamento elétrico (DC-Brushless) ao invés de propulsão por motor de combustão. Esses motores poderão trabalhar em acionamento diferencial, ou seja, motores frente-trás ou esquerda-direita com forças de propulsão diferentes, com a finalidade de gerar momentos e forças que complementem os demais atuadores do dirigível, como as superfícies de cauda ou leme. Duas inovações principais caracterizam esse novo sistema. O primeiro ponto é a utilização de quatro propulsores vetorizáveis ao invés de apenas dois como o usual. O segundo ponto é a angulação de 20 [graus] presente na fixação dos propulsores. Essa angulação faz com que, ao ser vetorizado para cima, cada propulsor gere uma componente de força lateral, além das componentes longitudinal e vertical. Se a intensidade da força gerada em cada propulsor for a mesma, obviamente as forças laterais geradas num par de propulsores se cancelam, e temos uma situação parecida com a atuação clássica de dirigíveis, gerando forças apenas para frente e para cima. Mas se, por outro lado, as intensidades de força nos propulsores de um dado par (dianteiro ou traseiro) forem diferentes, então forças resultantes laterais (bem como momentos) podem ser obtidos no CV (Centro de Volume) do dirigível. Assim, se o par de propulsores dianteiros gera uma componente lateral de forças para a direita, por exemplo, e o par traseiro gera uma componente lateral para a esquerda, então temos a geração de um momento de guinada positivo (horário), supondo obviamente que os motores encontram-se vetorizados. Essa é a chamada propulsão diferencial esquerda-direita que permite a geração de momentos de guinada em baixas velocidades, de tal forma compensar a baixa eficiência aerodinâmica da cauda com pouca incidência de ar (vento relativo). Outra possibilidade é a geração da propulsão diferencial dianteira-traseira, onde ambos propulsores dianteiros fornecem força de igual intensidade, mas de amplitude diferente daquela gerada pelos propulsores traseiros. As forças laterais são canceladas, mas um novo momento de arfagem pode ser gerado, e com um grau de liberdade a mais do que na situação onde se usava apenas dois propulsores vetorizáveis. Podemos obter inclusive um momento de arfagem no dirigível e ainda mantê-lo na posição "nivelada" de ângulo de arfagem (pitch) nulo. O uso da propulsão diferencial dianteira-traseira permite também obter uma mudança contínua e suave nas forças e momentos ao se variar a velocidade de operação do dirigível (airspeed). Evita-se assim a transição brusca de atuação que é observada quando o dirigível, na configuração clássica de apenas dois motores, passa das baixas velocidades (usando vetorização) para as altas velocidades (dispensando vetorização). Dessa forma, tanto a propulsão diferencial lateral (esquerda-direita), como a longitudinal (traseira-dianteira) obtida com essa configuração inédita, permite gerar momentos e forças que complementam os demais atuadores do dirigível, como as superfícies de cauda ou leme. Ressalta-se que as diferentes configurações de propulsão motora como essa proposta aqui considerada (de domínio do Projeto DRONI) poderão aumentar a eficiência e desempenho das abordagens de controle linear e não linear já desenvolvidas previamente no âmbito do Projeto AURORA / Abstract: In this paper masters, the dynamic model of AURORA Project airship (Gomes e Ramos, 1998), (Azinheira et al., 2001) and (Azinheira et al., 2008) is adapted to consider 4 engines instead of 2. Furthermore, those engines as electric start (DC-Brushless) instead of propulsion combustion engine. Engines can work with differential start, that is, front-back or left-right engines with different thrust forces. It has the purpose of generating forces and torques which complement other airship actuators, such as the tail and rudder surfaces. Two main innovations characterize this new system. First, it uses four thrusters with thrust vector control instead of just two as usual. Second, it is the 20 [degrees] angulation that is present in the thrusters setting. This angulation allows each thruster generates a lateral force component besides the longitudinal and vertical components when thrusters are vectorized upward. If the amount of force generated in each thruster is the same, obviously, the addition of lateral forces generated in a pair of thrusters will be zero, and we will have a similar situation with the classic airship performance, generating forces only forward and up. But if the amount of force on thrusters on a given pair (front or back) are different, then resulting lateral force (and torques) can be obtained on airship CV (Volume Center). Thus, if the front pair of thrusters generates a lateral force component to the right, for example, and the rear pair generates a lateral component to the left, we have a generation of yaw torque positive (clockwise), obviously assuming that the engines are vectorized. This is called the differential thrust left-right which allows the generation of yaw torques on low speeds, in order to compensate a low aerodynamic efficiency of tail with little air effect (relative wind). Another possibility is the generation of the differential thrust front-back, where both front thrusters provide equal amount of force, but with a different amplitude than the force generated by the rear thrusters. The lateral forces are canceled, but a new pitch torque can be generated, and with a degree of freedom more than in the situation where it was used only two thrusters with thrust vector control. We can get even a pitch torque on the airship and still keeping it on null pitch angle position. The use of diferential thrust front-back allows also getting a slight and continuous change on the forces and torques when is varied the airship operation speed (airspeed). It avoids the abrupt transition of performance that is observed when the airship, on classic configuration of only two engines, goes through from low speeds (using vectoring) to high speeds (dispensing vectorization). Thus, both the differential thrust lateral (left-right) as the longitudinal (front-back) obtained with this configuration unprecedented, it allows to generate torques and forces that complementing the other airship actuators, such as tail surfaces or rudder. It should be noted that different confiurations of thrust (Project DRONI) may increase the efficiency and performance of linear control approaches and nonlinear previously carried out under the AURORA Project / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Neste trabalho pretende-se desenvolver o dispositivo para a fixação de cabeçotes e acionamento de válvulas em um equipamento para medição de swirl, que é um dos movimentos do ar dentro da câmara de combustão nos motores de ignição por compressão. Este desenvolvimento tem como objetivos facilitar a montagem do cabeçote no equipamento e desenvolver o avanço automático das válvulas, visando a redução do tempo total do ensaio. No desenvolvimento, foi feito um comparativo das características e componentes montados nos cabeçotes e nos diferentes modelos que serão testados no equipamento, para que não fossem necessários retrabalhos no cabeçote ou desmontagens de componentes para a realização dos ensaios, abrangendo a maior gama possível de produtos. Foram definidos os métodos de posicionamento do cabeçote no dispositivo e o sistema de fixação. Para garantir a precisão no acionamento das válvulas, foi definido um fuso de esferas recirculantes, acionadas por um motor de passo. O projeto foi concluído e o dispositivo foi fabricado e instalado no equipamento de medição. Testes realizados mostraram resultados de medição de swirl conforme esperado, além da diminuição no tempo total do teste. A partir de observações feitas após a fabricação e os testes no dispositivo, algumas melhorias estão sendo propostas, como, por exemplo, acionamentos por balancins independentes para cada válvula. / In this work, the aim is to develop the device for the fixture of the cylinder head and the valve actuation in a swirl meter test bench. Swirl is a movement inside the combustion chamber in a compression ignition engine. The development aims to facilitate the assembling of the cylinder head in the equipment and develop the valve lift device, focusing in decreasing the total time for the test. Also, the valve actuator shall be able to perform the continuous valve lift in the swirl measurement. During the development of this work, a comparative of the main features and the components assembled in the different cylinder head types to be tested in the equipment was done, to avoid rework or disassembling of components for the test, including the most variety of types. It was defined the positioning method for cylinder head in the device and the fixation system. To ensure the precision in the valve actuation, it was defined a ball screw, driven by a step motor. The project was finalized, manufactured and installed in the measurement equipment. Performed tests have showed results of swirl measurement according to expected, and the total time of test was decreased. After this first project, some improvements are proposed in the device, for example, individual actuation per valve.

[pt] Atualmente o motor diesel é a propulsão básica utilizada por navios mercantes. Predominantemente o arranjo mais utilizado é o de um motor de dois tempos turboalimentado diretamente acoplado ao hélice. Estes motores são controlados por um regulador de velocidade onde um valor desejado da rotação é ajustado. O regulador opera acionando as réguas das bombas injetoras, movendo-as conforme a necessidade de manter a rotação desejada mesmo sob torque transiente. Se o rendimento térmico é reduzido, os índices das bombas injetoras terão que operar em valores mais altos, quando comparado ao funcionamento do motor com o rendimento térmico de projeto, e neste caso maior geração de fuligem deverá ocorrer. Em motores de combustão interna, a deposição de fuligem trás consequências à manutenção e eficiência do motor, e por isto os operadores possuem motivos para evitar este tipo de mecanismo. Este trabalho propõe um modelo termodinâmico dotado de sub modelo para regulador de velocidade e para a fluturação do torque, o que permite observar o rendimento térmico nas condições de transiência. Dados adquiridos por um sistema de aquisição de dados fornece as condições de contorno para ajustar o modelo proposto. / [en] The marine diesel engine is today’s predominant prime mover for ships propulsion. For the modern merchant vessels, the arrangement of a single slow speed turbocharged two stroke diesel engine directly coupled is used. The task of control these engines are done by speed governors, where a fixed rotational speed is set. The governor works holding the adjusted value even under transient loads, moving the fuel pump rack when necessary. When vessel operates in harsh weather conditions, the propellers may be subjected to large thrust and torque fluctuations. These fluctuations are generated by the propeller periodic change of submergence condition which leads to ventilation (air suction) and partial or full propeller emergence, at same time the rudder action to keep the route introduce another torque fluctuation. Thus, propulsion turbocharged two strokes engines runs under transient load could run with low fuel/air ratio, once the turbocharger can not be able to cover this transient range with appropriate response time. Some models from literature, like control and thermodynamics models are examined and adjusted with sub models for transient torque simulation. One thermodynamic model dotted of sub models for governor, and transient load is proposed and the thermal efficiency under transient torque observed. Data from monitored vessel’s engine under operation, supplied the boundaries conditions to adjust the proposed model.

Orientador: Átila Madureira Bueno / Resumo: O fenômeno do atrito está presente em sistemas mecânicos com duas ou mais superfícies em contato, o que pode causar sérios danos em equipamentos e instalações, portanto a busca por sua compreensão em diversos problemas dinâmicos se tornou de grande importância devido ao seu comportamento não-linear. O objetivo deste trabalho é expandir os conhecimentos sobre os modelos de atrito e os métodos de resolução não-linear, sendo que os modelos estáticos são representados pelo modelo de Coulomb e modelo de Armstrong, e os modelos dinâmicos são representados pelos modelos de Stribeck, LuGre, Gomes e Rosa. De um modo geral, os dados são usados no desenvolvimento e na avaliação de curvas polinomiais nas quais se assume uma forma especí ca, com base na determinação dos parâmetros do servomecanismo em questão e na aproximação numérica, no ajuste de curvas, no cálculo e análise da distância euclidiana entre os sinais medidos e os sinais dos modelos provenientes dos dados, sendo que tais medições foram obtidas por intermédio de sinais de velocidade, torque e de corrente do servomotor de corrente contínua. Os resultados alcançados foram a obtenção experimental do modelo de atrito estático e dinâmico e a sua validação para a caracterização das não linearidades do atrito sobre um sistema eletromecânico através de sensores de velocidade e de corrente que permitiriam a busca de um modelo que, diante de velocidades diferentes, apresente uma resposta ótima diante das não linearidades. / Abstract: The phenomenon of friction is present in mechanical systems containing two or more surfaces in contact, which can cause serious damage to equipment and installations. Therefore, understanding it in several dynamic problems has become something of great importance due to its nonlinear behavior. The objective of this work is to expand the knowledge about friction models and nonlinear resolution models, with the static models being represented by Coulomb's model and Armstrong's model, and the dynamic models being represented by Stribeck's model, LuGre's model and Gomes's and Rosa's model. Generally speaking, the data are used in the development or evaluation of polynomial curves which assume a speci c shape, based on the determination of the parameters of the servomechanism at hand, on the numeric approximation, on the adjustment of curves and on the calculation and analysis of the Euclidian distance between the signals measured and the signals observed in the models which were obtained from the data, with such measurements coming from the velocity, torque and current signals from the DC servomotor. The result was the experimental development of the static and dynamic friction model and its validation for classifying the nonlinearities of friction acting upon an electromechanical system by using speed and current sensors which allow searching for a model which, at di erent speeds, presents an optimal response when faced with nonlinearities. / Mestre

La potencia de todo motor está en función del voltaje y la corriente, siendo la corriente una variable de suma importancia para nuestro sistema de control. Nuestra maquinaria funciona con un motor de 100 HP cuyo consumo máximo es de 142 amperios, pero este no presenta un control fino de carga de materia, pudiendo llevar a un sobre esfuerzo causando daños diferentes locaciones, en este caso nos vamos a centrar en la prevención de daños en el motor. Para esta problemática tenemos que diagnosticar el consumo de corriente de la trilladora, identificar las variables que intervienen, diseñar un sistema mecánico que actuara como compuerta para tener una mejor regulación de entrada de materia prima, implementando el PLC SIEMENS mediante TIA PORTAL V15. Teniendo como resultado una innovación para la maquina la cual permita evitar los daños, la pérdida de tiempo que llevaría la reparación del motor y la perdida de producción que generaría.

La presente tesis se basa en el estudio del efecto que tienen diferentes barreras físicas sobre la radiación ultravioleta eritemática recibida por las personas. El objetivo de la investigación es evaluar la influencia que tienen 3 tipos de barreras físicas frente a la radiación solar UVB recibida por las personas. Las tres barreras que se analizan son: a) árboles: se analizan dos tipos diferentes de árboles, b) muros verticales: se analiza la influencia de muros de hormigón y metal cuando están situados frente al Sol y son susceptibles, pues, de reflejar la radiación sobre la persona que está frente a ellos, c) ventanillas de un vehículo: se analiza la influencia de la posición de las ventanillas (abiertas o cerradas) en diferentes situaciones del interior de un coche. Para analizar la influencia de estas tres barreras físicas, se ha procedido de la siguiente forma. Se ha dispuesto, por una parte, de un conjunto de dosímetros, que son aparatos de medida que registrán la energía acumulada en un cierto intervalo de tiempo en J/m2, cuya capacidad que va desde 500 a 5500 J/m2. Por otra parte, se ha contado con dos radiómetros que miden la irradiancia UVB en W/m2. La metodología para el estudio del efecto cada barrera física ha consistido en: a) árboles: se han analizado dos tipos diferentes de árbol para así estudiar la influencia que tiene la diferente densidad de la copa de los mismos. Se han colocado los dosímetros a la sombra de los árboles y a pleno Sol. b) muros verticales: se han analizado dos tipos de muro: de hormigón y de chapa metálica. En este caso, se han colocado para cada tipo de muro dos dosímetros; uno en posición horizontal y otro en posisición vertical en dirección al muro. Los muros estaban orientados a Sur. c) ventanillas de un vehículo: en este caso se han colocado un total de 8 dosímetros repartidos en diferentes posiciones. / Gurrea Ysasi, G. (2010). Análisis del efecto de las barreras físicas sobre la radiación UVB eritemática recibida por las personas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8538