Um motor ciclo Otto funcionando com injeção direta de gás natural, durante o curso de admissão, foi submetido a ensaios de plena carga em um dinamômetro corrente de Foucaut. Os resultados obtidos revelam um aumento de eficiência volumétrica do motor com injeção direta de GNC em relação à injeção indireta de GNC realizada no coletor de admissão, a montante da borboleta do acelerador. Na adaptação para operação com injeção direta de gás natural, as características técnicas do motor não foram alteradas. Um conjunto de injeção direta de gás natural, com gerenciamento eletrônico, foi inserido no cabeçote do motor de testes. Mantendo-se a pressão da linha de alimentação de gás natural constante, através de uma válvula redutora, a quantidade de combustível injetada no cilindro foi ajustada variando-se o tempo de abertura da válvula elétrica injetora de combustível. Dados de desempenho do motor são comparados, destacando-se os fatores que contribuem para este aumento relativo de eficiência volumétrica. Discute-se ainda, modificações a serem implementadas no motor visando maximizar sua potência com injeção direta de gás natural / Otto cycle engine direct injection natural gas, during the inlet stroke, submitted to runs with full power in a Foucaut dynamometer. The results obtained show a increase in the volumetric efficiency of the engine with natural gas direct injection when compared which natural gas injection apllied in the inlet manifold, upstream of the throttle butterfly. ln the conversion to natural gas direct injection, the technical characteristics of the were not changed. A kit for natural gas direct injection, with eletronic managment, was located on the cylinder head of the test engine. Maintaining the pressure constant in the natural gas fuel line, using a reduction valve. The mass of fuel injected into the cylinder was regulated, varying the opening time of the solenoid valve fuel injector. Engine performance data is compared, emphasizing the factors that contribute to this increase in relative volumetric efficiency. Modifications to be made to maximize the power of the engine with natural gas direct injection

Um motor ciclo Otto funcionando com injeção direta de gás natural, durante o curso de admissão, foi submetido a ensaios de plena carga em um dinamômetro corrente de Foucaut. Os resultados obtidos revelam um aumento de eficiência volumétrica do motor com injeção direta de GNC em relação à injeção indireta de GNC realizada no coletor de admissão, a montante da borboleta do acelerador. Na adaptação para operação com injeção direta de gás natural, as características técnicas do motor não foram alteradas. Um conjunto de injeção direta de gás natural, com gerenciamento eletrônico, foi inserido no cabeçote do motor de testes. Mantendo-se a pressão da linha de alimentação de gás natural constante, através de uma válvula redutora, a quantidade de combustível injetada no cilindro foi ajustada variando-se o tempo de abertura da válvula elétrica injetora de combustível. Dados de desempenho do motor são comparados, destacando-se os fatores que contribuem para este aumento relativo de eficiência volumétrica. Discute-se ainda, modificações a serem implementadas no motor visando maximizar sua potência com injeção direta de gás natural / Otto cycle engine direct injection natural gas, during the inlet stroke, submitted to runs with full power in a Foucaut dynamometer. The results obtained show a increase in the volumetric efficiency of the engine with natural gas direct injection when compared which natural gas injection apllied in the inlet manifold, upstream of the throttle butterfly. ln the conversion to natural gas direct injection, the technical characteristics of the were not changed. A kit for natural gas direct injection, with eletronic managment, was located on the cylinder head of the test engine. Maintaining the pressure constant in the natural gas fuel line, using a reduction valve. The mass of fuel injected into the cylinder was regulated, varying the opening time of the solenoid valve fuel injector. Engine performance data is compared, emphasizing the factors that contribute to this increase in relative volumetric efficiency. Modifications to be made to maximize the power of the engine with natural gas direct injection

Este trabalho apresenta um estudo para a qualificação do sensor de detonação como elemento de realimentação para o sistema de controle eletrônico de motores de combustão interna. A metodologia proposta consiste no uso do sensor de detonação, previamente instalado pelo fabricante do motor com a finalidade de eliminar o indesejável efeito da combustão espontânea, para amostrar as vibrações mecânicas produzidas pelo motor em funcionamento. Tal vibração, resultado de massas em movimento e da oscilação natural do sistema excitado pela combustão, produz uma figura espectral na faixa de freqüências do som audível. O método proposto contempla ainda as variações espectrais das vibrações de um mesmo motor operando com diferentes misturas combustíveis. / This dissertation analyses the suitability of using the knock sensor as a feedback element for the electronic control of internal combustion engines. The proposed approach consists of using the knock sensor, originally installed by the engine maker in order to eliminate the spontaneous combustion effect, to sample the mechanical vibration produced by the engine. This vibration, which results from the moving parts and the natural oscillation of the system in combustion, produces an output in the range of audible sound. This research contemplates using the spectral variation of that sound to estimate information about an engine operating with different fuel blends.

Este trabalho apresenta um estudo para a qualificação do sensor de detonação como elemento de realimentação para o sistema de controle eletrônico de motores de combustão interna. A metodologia proposta consiste no uso do sensor de detonação, previamente instalado pelo fabricante do motor com a finalidade de eliminar o indesejável efeito da combustão espontânea, para amostrar as vibrações mecânicas produzidas pelo motor em funcionamento. Tal vibração, resultado de massas em movimento e da oscilação natural do sistema excitado pela combustão, produz uma figura espectral na faixa de freqüências do som audível. O método proposto contempla ainda as variações espectrais das vibrações de um mesmo motor operando com diferentes misturas combustíveis. / This dissertation analyses the suitability of using the knock sensor as a feedback element for the electronic control of internal combustion engines. The proposed approach consists of using the knock sensor, originally installed by the engine maker in order to eliminate the spontaneous combustion effect, to sample the mechanical vibration produced by the engine. This vibration, which results from the moving parts and the natural oscillation of the system in combustion, produces an output in the range of audible sound. This research contemplates using the spectral variation of that sound to estimate information about an engine operating with different fuel blends.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Valter Barragan Neto.pdf: 3036136 bytes, checksum: ab88f80ccbb35090b829c391e8f0536e (MD5) Previous issue date: 2011-09-27 / General Motors do Brasil / Automotive cylinder liners are mechanical components with the function of internal coating of the cylinder automotive engines. The liners have been made of cast iron, which meets the necessary requirements. The replacement of parts made of steel/ cast iron in aluminum alloys has been made with advantages not only in reducing weight as well as fuel consumption and emission of pollutants. This work has an objective to study the possibility to apply the cylinder liners built in aluminum and silicon alloy on engines with computer aided engineering help. The finite element method consists to generate a mathematical model with computational assistance, of geometry, representing several elements that have in common the node connection, forming the finite element, defined as a mesh. For each node the partial differential equations are solved by numerical methods. This study was aided by finite element software Hyperworks, where the mesh was generated and was exported to Abaqus where were performed the processing of input data. The starting point for the simulation of aluminum liners used in internal combustion engines was to define the format of the mesh for the engine block with less refinement, was chosen a mesh with tetrahedron elements of 4 nodes of with size ranging between 1 mm and 12 mm of edge element. The liners was designed with hexahedron elements of six nodes, which by definition are more consistent and have more accurate answers to the elements tetrahedrons and with a larger refinement, about 1 mm, both elements are first order elements with no nodes on edge s midpoint . In function of the process of manufacturing the liners to be cast by centrifugation, layers of elements were created to meet the variation in the amount of the silicon liner, which in turn affects the physical properties of the liner along the thickness of the wall. With this model it was possible to show the viability of applying these liners in engine blocks of cast iron. The analysis has shown that a prototype could be build in order to test the cylinder liners application and also test the wear of the cylinder liner. / Camisas de cilindro automotivo são componentes mecânicos com a função de revestir internamente os cilindros dos motores automotivos. As camisas de cilindros têm sido feitas de ferro fundido, que atende os requisitos necessários de desgaste e rigidez. A substituição de partes feitas em aço e ferro fundido por ligas de alumínio em veículos têm vantagens não só na diminuição de peso como também no consumo de combustível e emissão de poluentes. Este trabalho teve por objetivo estudar a viabilidade da aplicação de camisas constituídas em liga de alumínio e silício em motores com o auxilio de engenharia assistida por computador. O método de modelagem em elementos finitos consiste em gerar um modelo matemático auxiliado por computador, da geometria, constituída por vários elementos que têm em comum nós de ligação formando os elementos finitos, assim definidos por malha. Para cada um dos nós são resolvidas as equações diferenciais parciais por métodos numéricos. O estudo em elementos finitos foi auxiliado pelos softwares Hyperworks, onde foi gerada a malha e exportada para o Abaqus onde foi realizado o processamento dos dados de entrada. O ponto de partida para a simulação das camisas de alumínio aplicadas em motores de combustão interna foi definir a formato da malha para o bloco com um menor refinamento, foi então escolhida uma malha com elementos tetraédricos de quatro nós de tamanho variando entre 1 mm e 12 mm de aresta de elemento. A camisa foi elaborada com elementos hexaédricos de seis nós, que por definição são mais fiéis e possuem respostas mais precisas que os elementos tetraédricos, e com um refinamento maior, cerca de 1 mm, ambos de primeira ordem sem nós intermediários nas arestas. Em função do processo de fabricação da camisa ser a fundição por centrifugação, camadas de elementos foram criadas a fim de satisfazer a variação da quantidade de silício da camisa, que por sua vez afeta as propriedades físicas da camisa ao longo da espessura da parede. Com este modelo foi possível mostrar a viabilidade da aplicação dessas camisas em motores com blocos de ferro fundido. As análises mostraram que um protótipo poderá ser construído para testar a aplicação destas camisas e testá-las quanto ao desgaste.