Orientador: Luiz Felipe Mendes de Moura / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-15T06:23:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hildinger_Omar_M.pdf: 10658215 bytes, checksum: 96e20fb021b267ab748663b39b048e94 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: medição de consumo de óleo lubrificante em motores de combustão interna tem a característica de ser impreciso e demorado quando se fala no procedimento tradicional de drenar e pesar, ainda muito utilizado pela maioria das empresas de autopeças no desenvolvimento de motores e componentes. Neste trabalho mapeamos os fatores que influenciam na medição e estudamos a possibilidade de mensurar o consumo pelo nível de óleo do motor. Tivemos ótimos resultados quando utilizamos um transdutor de pressão para inferir o nível de óleo no cárter, onde se mediu a altura manométrica que o óleo exerce obtendo boa repetibilidade nos resultados, quando trabalhamos com o amortecimento numérico das medições. O tempo de teste para medição de consumo pôde ser reduzido de 60 para 20 horas de teste com a mesma precisão e, o tempo total dos testes de durabilidade pôde ser reduzido de 6 a 13% em função das paradas para pesagem do óleo que não precisam mais ser realizadas. Com o controle correto dos parâmetros que influenciam a medição, podemos considerar que a complexidade do sistema de medição melhorou em relação ao método de drenar e pesar. Também se diminuiu o manuseio de grandes quantidades de óleo com ganhos em segurança e ergonomia para o operador, além de diminuir riscos para o meio ambiente / Abstract: The measurement of lubricant oil consumption in internal combustion engines is known as inaccurate and too time consuming when used the drain-and-weight method, which is still widely used by several auto-parts companies at engine development. During this research, we studied the parameters that have an effect on this kind of measurement and tested the oil consumption measurement technique, based on the oil level in the oil pan. Great results were achieved by using a pressure transducer to assess the engine-oil level and measuring the oil pressure at the bottom of the oil pan. A good repeatability when damping the measurements with numerical averages was observed. The test duration for oil consumption measurements could be reduced from 60 to 20 hours of testing, with the same accuracy, and the total time of durability tests could be reduced from 6 to 13% due to drain and weight pause that no longer need to be made. After this study, as long as the parameters that have strong influence in the oil measurement are properly controlled, we could consider that the proposed system has lower complexity with respect to the drain-and-weight method, We have also detected improvements regarding safety, ergonomics and environment issues due to the large quantities of oil that is no longer need to be handled with the system proposed / Mestrado / Motores / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Katia Lucchesi Cavalca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T19:28:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniel_GregoryBregion_M.pdf: 2663262 bytes, checksum: f7c1b338ec3a0dad168c82dc8c8d2fc2 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho visa analisar o comportamento dinâmico do sistema pino pistão. Por esse motivo, foi desenvolvido um modelo matemático para o mecanismo biela-manivela, considerando a influência do mancal hidrodinâmico da junção biela-pistão. As análises dinâmicas desse sistema foram realizadas utilizando dois modelos distintos. O primeiro modelo foi usado para representar o sistema quando o pino pistão está em contato com a superfície do mancal, assumindo, nesta condição, um comportamento similar aos mancais rígidos (sem folga). O segundo modelo foi empregado para representar o sistema quando o pino pistão está em lubrificação hidrodinâmica. Nesta condição, o pino pistão tem um movimento relativo à biela, o que torna este sistema um problema de múltiplos graus de liberdade. Diante disso, o primeiro modelo foi desenvolvido através da Equação de Movimento de Eksergian, sendo o segundo modelo, desenvolvido a partir do método de Lagrange. O modelo matemático de lubrificação hidrodinâmica foi introduzido com o intuito de obter resultados mais realísticos sobre o comportamento dinâmico do sistema. Este modelo de lubrificação considera as mesmas suposições básicas da teoria de lubrificação de Reynolds. A partir do modelo desenvolvido neste trabalho foram obtidas as orbitas do pino pistão, as distribuições de pressão e as velocidades e acelerações do mecanismo biela-manivela, o que permitiu realizar uma análise preliminar do comportamento dinâmico desse sistema. / Abstract: This work aims to analyze the dynamic behavior of the piston pin system. For this reason, a mathematical model for the slider-crank mechanism was developed, considering the influence of the hydrodynamic bearing of the piston-connecting rod joint. The dynamic analyses of the system applied two distinct models. The first represented the system when the piston pin was in contact with the bearing surface, assuming, in this condition, a similar behavior of rigid bearings (without clearance). The second model represented the system when the piston pin was in hydrodynamic lubrication. Under this condition, the piston pin presented a relative motion to the conrod, what turns this system into a multidegrees of freedom problem. Therefore, the first model was developed by Eksergian's Equation of Motion and the second model was developed by Lagrange method. The mathematical model of hydrodynamic lubrication was introduced to obtain more realistic results under the system's dynamic behavior. This lubrication model considers one of the basic assumptions of the Reynolds lubrication theory. From the model developed in this work were obtained the orbits of the piston pin, the pressure distributions and the velocities and accelerations of the slider-crank mechanism, what allows a preliminary analysis of the dynamic behavior of this system. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Katia Lucchesi Cavalca Dedini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T07:50:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_VitorLuiz_M.pdf: 22501479 bytes, checksum: 7dcc42bed756f7cd1dc28e2f763f91ed (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo dinâmico para o mecanismo biela-manivela com folga na junta de revolução pino-pistão. As equações do movimento para este sistema são obtidas através do método de Lagrange e os efeitos relacionados ao contato, atrito e lubrificação que atuam nos elementos com folga são alvo de estudo. O modelo da força de contato utilizado baseia-se na formulação de Hertz, considerando a inclusão do efeito dissipativo associado ao impacto entre o pino e o pistão. A força de atrito adotada baseia-se no atrito de Coulomb, porém adaptada à abordagem da dinâmica multicorpos. Tais modelos são validados com os resultados encontrados na literatura recente. A pesquisa apresenta contribuição na avaliação do efeito introduzido pela lubrificação hidrodinâmica na junta com folga. Dois modelos de lubrificação hidrodinâmica são avaliados: o primeiro apresenta uma solução direta e de baixo custo computacional; o segundo modelo obtém uma solução numérica que leva em consideração o efeito da aceleração imposta ao fluido lubrificante pelo movimento do mecanismo. A resposta dinâmica é obtida sob a variação paramétrica do tamanho da folga e a velocidade de rotação da manivela. Ao final, agrega-se ao sistema um modelo simplificado de geração da curva de pressão para um motor de combustão interna típico. Observou-se que a inclusão do modelo de lubrificação proposto não garante a sustentação do pino-pistão em regime de lubrificação hidrodinâmica durante as simulações efetuadas. Desta maneira, faz-se necessário o desenvolvimento de um modelo de lubrificação hidrodinâmica e elastohidrodinâmica capaz de determinar o comportamento no contato pino-pistão de maneira mais realista / Abstract: This work presents the development of a dynamic model for the slider-crank mechanism with clearance on the piston-pin revolute joint. The equations of motion for this system are obtained by Lagrange's method and the effects related to contact, friction and lubrication at the elements that operate in the clearance are the targets of study. The contact force model used in this work is based on Hertz formulation, considering the inclusion of the dissipative effect associated with the impact between the pin and the piston. The frictional force adopted is based on the Coulomb friction but adapted to the multibody dynamics approach. Such models are validated with the results found in recent literature. The research presents contribution in evaluating the effect introduced by hydrodynamic lubrication in the revolute joint clearance. Two models of hydrodynamic lubrication are investigated: the first model presents a direct solution of low computational cost, the second model results in a numerical solution that consider the effect of the acceleration of the lubricant fluid imposed on the movement of the mechanism. The dynamic response is studied for different sets of parameters of clearance and rotational speed of the crank. Moreover, a simplified model of the generation of the pressure curve for a typical internal combustion engine was included in the system. It was observed that the present lubrication model does not guarantee the support of the pin-piston system for hydrodynamic lubrication in the present simulations. Therefore, it is necessary to develop a more realistic model of hydrodynamic lubrication and elastohydrodynamic lubrication that is capable of reproducing the behavior of the piston-pin contact / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica