O sistema tribológico anel/cilindro é considerado de elevada complexidade. Condições de regime de lubrificação limítrofe, mista e hidrodinâmica se intercalam devido às cargas alternadas e velocidades variáveis do sistema. As elevadas temperaturas envolvidas e a presença de substâncias corrosivas e de outros contaminantes também contribuem para a ocorrência de diferentes intensidades e mecanismos de desgaste ao longo do cilindro. Apesar dos significativos avanços na avaliação do desgaste em cilindros de motores, algumas questões permanecem em aberto, tais como: Quais são os principais causadores do desgaste por abrasão em motores flex-fuel? Quais são os principais mecanismos de endurecimento atuantes em cilindros de motores flex-fuel? É possível que o ponto morto superior (PMS) não seja a região do cilindro com maior desgaste? É possível estimar o desgaste de cilindros de motores considerando apenas alterações topográficas em nível de rugosidade? O folded metal pode afetar significativamente o desgaste de cilindros de motores? Como este defeito é formado? Estas e outras perguntas são respondidas ao longo deste trabalho. Para tanto, o presente trabalho avalia o desgaste em cilindros de motores de combustão interna por meio de duas vertentes, sendo elas: o mapeamento de modos e mecanismos de desgaste e a quantificação do desgaste via perda volumétrica. Além disso, são investigadas eventuais causas de intensificação do desgaste e possíveis modos de minimização do desgaste. Os efeitos das alterações topográficas decorrentes do desgaste no desempenho do motor também são analisados. O método da perfilometria óptica foi utilizado nas análises de quantificação do desgaste com o propósito de avaliar a perda volumétrica de material em diferentes regiões do cilindro. Para tanto, dez diferentes métodos para estimativa de desgaste foram propostos. Embora a maior parte dos trabalhos publicados utilize os vales como altura de referência para comparação entre superfícies antes e após o desgaste, o presente trabalho mostrou que melhores resultados para estimativa de desgaste de cilindros com acabamento do tipo plateau honing podem ser obtidos utilizando-se a altura correspondente ao Smr2 como referência absoluta. Contudo, a mesma altura de referência não apresentou resultados satisfatórios na quantificação de desgaste em cilindros com acabamento do tipo standard honing. Deste modo, constatou-se que a escolha do melhor método para estimativa do desgaste via perda volumétrica é altamente dependente do acabamento do cilindro. Verificou-se também no trabalho que os principais mecanismos de desgaste atuantes nos cilindros do motor flex-fuel são desgaste por abrasão e por reações triboquímicas, com participação menos expressiva de desgaste por fadiga de contato e por adesão. Neste mesmo motor, verificou-se também que o desgaste por abrasão ocorreu principalmente devido à ação abrasiva de debris e/ou pela interação direta entre anel e cilindro, sendo que os produtos de combustão tiveram menor importância. Contudo, fatores como mau funcionamento do motor ou acabamento do cilindro podem afetar na contribuição da ação de resíduos do processo de combustão sobre o desgaste abrasivo total do cilindro. Verificou-se que o desgaste de cilindros de motores ocorre preferencialmente nas bordas dos sulcos de brunimento, de modo que a redução da quantia de folded metal pode contribuir significativamente para a redução do desgaste. Estudou-se também o efeito dual da grafita: como lubrificante sólido (o que contribui para a diminuição de atrito e desgaste do cilindro) e como concentradora de tensões (o que contribui para o aumento do desgaste). Além disso, verificou-se que grafitas também podem contribuir para o surgimento do defeito folded metal. Assim, sugere-se que a morfologia da grafita pode ser alterada de modo a se obter não apenas um material com maior resistência à fadiga, mas também uma superfície com menos defeitos superficiais e, consequentemente, com menor propensão ao desgaste. Constatou-se também que o tipo de óxido formado na superfície do cilindro pode afetar consideravelmente sua taxa de desgaste e, portanto, dependendo da composição do cilindro e das condições operacionais do motor, é possível que o PMS não seja a região do cilindro com desgaste mais acentuado. O trabalho também mostrou que os mecanismos de endurecimento atuantes em cilindros de motores flex-fuel são decorrentes de recristalização com refino de grão e encruamento. Finalmente, verificou-se por meio de simulações computacionais que o alisamento da topografia do cilindro (resultante do processo de desgaste) tende a aumentar o coeficiente de atrito na região de meio de curso do pistão e a diminuí-lo nos pontos de reversão. / The tribological system piston ring/cylinder bore is considered to be of high complexity. Due to the presence of alternate loads and variable speeds, boundary, mixed and hydrodynamic lubrication regimes occur at each stroke of the engine. High temperature and corrosive substances also contribute to the occurrence of different wear intensities and mechanisms in cylinder bores. Despite significant advances in the wear assessment of cylinder bores, some issues still remain, like: What are the main causes of abrasion in cylinder bores from flex-fuel engines? What are the main strengthening mechanisms in cylinder bores from flex-fuel engines? Is it possible that the top dead center (TDC) of the engine is not the region with highest wear? Is it possible to estimate wear of cylinder bores considering just topographic changes in roughness level? Can folded metal significantly affect the amount of wear in cylinder bores? How is this defect generated? These and other questions will be answered in this work. Therefore, the present work is focused on the analysis of wear in cylinder bores based upon two different approaches: the assessment of wear modes and mechanisms and the quantification of wear volume losses. Also, possible causes of wear intensification and possible ways of minimizing wear in cylinder bores will be investigated. The effects of topographic changes due to wear in engine performance will also be analyzed. The method of optical profilometry was used in the wear quantification of cylinder bores to assess wear volume losses in different regions of the cylinder. Therefore, ten different methods for wear estimation were proposed. Although most publications consider valleys as the reference height for comparison between surfaces before and after wear, the present work has shown that better results for wear estimation of plateau honed cylinder bores can be obtained by using the height corresponding to the Smr2 as absolute reference. However, the same reference height did not present satisfactory results in the wear quantification of cylinder bores honed with a standard honing. Therefore, this work has shown that the choice of the best method for wear estimation based on wear volume losses is highly dependent upon the cylinder bore surface finish. In this work, it was also verified that the main wear mechanisms in cylinder bores from flex-fuel engines are abrasion and tribochemical reaction, with less significant contribution of fatigue and adhesive wear. In the same engine, it was verified that abrasive wear was more affected by wear debris and/or by two body abrasion than from combustion products. However, some factors, like engine malfunction or cylinder bore surface finish can affect the contribution of residues from the combustion process in the total abrasive wear of the cylinder. It was also verified that wear occurs preferentially at the edges of honing grooves, so that the reduction in the amount of folded metal can significantly contribute to the wear reduction in cylinder bores. The dual effect of graphite was also studied: as solid lubricant (which contributes to decrease friction and wear) and as stress concentrator (which contributes to increase wear). Also, it was verified that graphite can contribute to the occurrence of folded metal. Therefore, it is suggested that graphite morphology can be changed in order to obtain not only higher fatigue life, but also a cylinder finish with lower amount of honing defects and, therefore, less prone to wear. The present work has also verified that the oxide composition in the cylinder surface can considerably affect its wear rate and, therefore, depending on cylinder chemical composition and engine operating conditions, it is possible that the TDC is not the region of the cylinder with the highest wear rates. It was also noticed that the strengthening mechanisms in cylinder bores from flex-fuel engines are resulting from recrystallization with grain refinement and strain hardening. Finally, it was verified by computational simulations that the surface smoothing of the cylinder (from engine wear) tends to increase the coefficient of friction (COF) in the middle region on the cylinder and to decrease it in top and bottom dead centers.

This masters´s thesis deals with computational modeling of transtibial lower-limb prosthesis. For assesment of loading character and geometrical configuration, the gait analysis of an amputee, including ground reaction force measurement, strain gauge analysis and motion analysis, was accomplished. Information on geometry was obtained using 3D optical scanning procedure. Material model was gathered using non-destructive mechanical testing and mimicked in a FEA software. For loading conditions the static structure analysys using FEM was accomplished. The critical poins in construction was found. Recognition of agreement about experimental and computational model was accomplished.

Na maioria dos equipamentos mecânicos há movimento relativo entre componentes, e como resultado desse deslizamento relativo, as forças de atrito na superfície geram deformação plástica e/ou remoção de massa (ou volume) do material. Nos motores de combustão interna a geração da potência é realizada pela transformação da energia química em calor por meio da combustão do combustível com o ar, gerando o movimento alternativo de mecanismos (pistões, biela, virabrequim). Já no caso dos motores flex-fuel, o etanol como combustível aumenta a potência, levando a maiores carregamentos termomecânicos e, consequentemente, tribológicos nos seus componentes. Um dos sistemas do motor mais afetado pela mudança no combustível é o par válvula-sede, motivo pelo qual é necessário investigar os mecanismos de desgaste, os efeitos dos parâmetros de operação no comportamento frente ao atrito, e escolher apropriadamente pares deslizantes de materiais que apresentem baixas perdas de massa (taxas de desgaste) e coeficientes de atrito. Ensaios do tipo reciprocating tinham sido empregados para realizar estudos tribológicos de materiais de válvulas e com tratamentos superficiais. As condições de ensaio mais representativas são de operação do motor. Portanto, a seleção de parâmetros como carga, velocidade e temperatura não é fácil: para alguns equipamentos de teste, as variáveis não são independentes. Além disso, devido à complexidade do sistema tribológico, a interação entre as variáveis afeta os resultados. O objetivo deste trabalho de pesquisa foi dividido em duas frentes. A primeira, analisar isoladamente o efeito da temperatura, força normal e velocidade no coeficiente de atrito e no desgaste. O tribômetro SRV-4 do tipo reciprocating foi usado com uma esfera de aço AISI 52100 e distintos materiais de disco (aços e ligas intermetálicas sinterizadas de Nb). A segunda parte consistiu na caracterização dos mecanismos de desgaste de válvulas e sedes de motores distintos, após diferentes tipos de ensaios (dinamômetro e campo em veiculo). O coeficiente de atrito (?) e a perda de massa foram medidos para determinar o desempenho tribológico dos sistemas estudados. Além disso, as superfícies das marcas de desgaste tanto no disco quanto na esfera, assim como das válvulas e sedes foram analisadas por microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) com espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS) e espectroscopia Raman. Para as distintas ligas intermetálicas de Nb ensaiadas com esfera de aço AISI 52100, encontrou-se que os mecanismos de desgaste nas superfícies após uma análise de MEV-EDS foram particularmente abrasão, adesão e oxidação. Já no caso dos motores que foram avaliados, muitos dos danos observados estavam presentes em ambas as válvulas e sedes de admissão e escape; no entanto, a oxidação ocorreu apenas nas válvulas de escape, provavelmente produzido pela alta temperatura durante a operação do motor. / In most of the mechanical assemblies there is relative motion between components, and as a result of this relative sliding action, frictional forces on the sliding surface result in removal or displacement of mass (or volume) of the material. The power generation of internal combustion engines comes from chemical energy transformation into heat through air fuel combustion with further expansion of gases generating the reciprocating movement of power cell (pistons, rod and crankshaft). For flex fuel engines, the ethanol increases power, leading to higher thermo-mechanical forces and consequently higher friction between its components. The valve/valve seat pair is one of the most affected system due to this change, leading to the need of more accurate analysis of its wear mechanisms, its operating parameters effects and his behavior regarding the friction so making possible to choose properly materials with lower mass loss (wear rate) and coefficient of friction. Reciprocating tests had been used to tribological studies of valve materials with surface treatment purpose. The most important test boundary conditions are the engine operating conditions. Therefore, the load, speed and temperature parameters definition is not easy since for some test equipment those variables are not independent. Besides due to tribological system complexity the variable interaction affects its results. The present research goal was divided in two groups. The first one analyzes the normal force, frequency and temperature effect on friction coefficient and wear, independently of each other. It was used a SRV-4 reciprocating tribometer with a sphere (AISI 52100 steel) against several disc materials (steel and sintered intermetallic alloys of Nb). The second one consisted in the characterization of wear mechanisms of valve/valve seat from different engines that were submitted to different test (engine dynamometer test bench and vehicle). The coefficient of friction (?) and mass loss were measured in order to define the studied systems tribological performance. Besides the both disc and sphere wear scars such as valve/valve seat were analyzed using optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive spectroscopy of X-ray (EDS) and Raman spectroscopy. For the tested intermetallic alloys of Nb with AISI 52100 sphere it was found the following wear mechanisms after SEM-EDS analyses: abrasion, adhesion and oxidation. In the case of the evaluated engines, several damages were observed in both intake and exhaust valves/valve seats; however, the oxidation occurred only on exhaust valves, probably due to high operating temperature.

O presente trabalho avalia o impacto da utilização de misturas de álcool e gasohol no desgaste e corrosão de bombas elétricas de combustível. / Assessement of alcohol and gasohol fuel blends impact on wear and corrosion of electric fuel pumps.

The purpose of the study was to access the individual's experience of job satisfaction in a cellular office compared to a flex-office. The purpose was answered on the basis of the question: how does the experience of job satisfaction look like in work in a cellular office compared to a flex-office? The study is qualitative and uses semi-structured deep interview as method. An abductive approach was chosen to partly have a stable foundation from previous research but also offer opportunities for new findings. The sample consists of people working in an office that has undergone the change from cellular office to flex-office. The interviews have been transcribed in orthographic style and the material has subsequently been coded. After that, the theory-driven material has been thematized after previous research and the data-driven material has been thematized after overall patterns according to thematic analysis. The factors that seem to affect the job satisfaction in cellular office and flex-office are the themes that emerged in the material. In line with previous research, these topics are: Communication, Health, The Change process and Perception of leadership. In addition to these, the material also revealed further factors: Concentration, Privacy and Flexibility. The conclusions of the study clearly show that flex-office is not suitable for the way of working in the investigated workplace. Although there are both pros and cons with both office types, it seems that the negative weighs heavy for flex- office compared to cellular office in all reported factors related to job satisfaction. / Syftet med studien var att komma åt individens upplevelse av arbetstrivsel i cellkontor jämfört med flex-kontor. Syftet besvarades utifrån frågan: hur ser upplevelsen av arbetstrivsel ut vid arbete i ett cellkontor respektive ett flex-kontor? Studien är kvalitativ och använde sig av semi- strukturerad djupintervju som metod. En abduktiv ansats valdes för att delvis ha en stabil grund mot tidigare forskning men också erbjuda möjlighet till nya fynd. Urvalet består av personer som arbetar på ett kontor som genomgått förändringen från cellkontor till flex-kontor. Intervjuerna har transkriberats i ortografisk stil och materialet har sedermera kodats. Därefter har det teoridrivna materialet tematiserats efter tidigare forskning och det datadrivna materialet tematiserats efter övergripande mönster enligt tematisk analys. De faktorer som tycks påverka arbetstrivseln i cellkontor respektive flex-kontor är de teman som framkommit i materialet. I linje med tidigare forskning är dessa teman: Kommunikation, Hälsa, Förändringsprocessen och Uppfattning av ledning. Utöver dessa framkom från materialet även ytterligare faktorer: Koncentration, Avskildhet samt Flexibilitet. Slutsatserna visar tydligt att flex-kontor inte lämpar sig för det arbetssätt som finns på den undersökta arbetsplatsen. Även om det finns både för- och nackdelar med båda kontorstyperna verkar det negativa väga tyngre för flex-kontor jämfört med cellkontor i alla redovisade faktorer med koppling till arbetstrivsel.

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No. of bitstreams: 1 chiapinotto_l_me_guara.pdf: 2025683 bytes, checksum: 06211c8bab58758df3a08535a4aa3f80 (MD5) Previous issue date: 2017-09-21 / Nesta pesquisa investiga-se a viabilidade do uso de misturas heterogêneas de combustíveis compostas por etanol e gás natural veicular (GNV) em motor flex fuel (Flex). Os motores Flex, no Brasil, são abastecidos com gasolina E27 (com até 27% de etanol anidro e 73% de gasolina), etanol, GNV ou qualquer mistura de etanol e gasolina. Ao funcionarem com o GNV apresentam vantagens pela menor emissão de dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) e óxidos de nitrogênio (NOX), mas são desvantajosos com relação às emissões de hidrocarbonetos (HC) em baixas rotações quando comparados ao utilizarem gasolina ou etanol, além da perda de potência variando de 10 a 20%. Esta pesquisa objetiva encontrar uma mistura de etanol-GNV, cuja combustão possa reduzir, as emissões de CO, HC e NOx do motor Flex em relação ao modo GNV. Os testes foram conduzidos num motor Flex de 2000 cilindradas, com duas válvulas por cilindro. No motor foi instalado um sistema de gerenciamento de injeção eletrônica de GNV funcionando concomitantemente com a injeção de combustível líquido. Fez-se inicialmente a medição da vazão de etanol (E100), do GNV (E0) e de diferentes misturas de etanol-GNV (E20, E40, E60, E80). Para a avaliação dos parâmetros das emissões de CO2, CO, O2, HC e NOx, das eficiências (térmica, volumétrica e mecânica), consumo específico de combustível e custo operacional, calibrou-se primeiramente o motor para o uso de E0 e de E100. Os testes foram realizados em modo estacionário e dinâmico, cujas emissões foram medidas através do analisador de gases. No modo estacionário mediram-se as emissões de gases de exaustão em velocidade angular de 1000 e 2500 RPM (rotações por minuto); no modo dinâmico mediram-se além das emissões, a potência e o consumo de combustível com o motor submetido a 25% de carga a 2000, 2500, 3000 RPM e à carga total num dinamômetro ativo para até 290 kW. Os melhores resultados obtiveram-se para a mistura E20. Comparando-se com E0, a mistura E20 resultou uma média de 55,33%, 31%, 29,86% e 57,41% na diminuição das emissões de CO, O2, HC e de NOx, respectivamente, com um aumento médio das emissões de CO2 em 5,81%; foi observado também perda de 2,45% de potência líquida, além do aumento de 2,35%, 1,25%, 1,41%, 16,94% e 18,85% para eficiência térmica, eficiência volumétrica, eficiência mecânica, consumo específico de combustível e do custo operacional, respectivamente / This research has investigated the feasibility of using heterogeneous fuel blends composed of ethanol and compressed natural gas (CNG) in flex-fuel engines. In Brazil, such vehicles are fueled by E27 gasoline (up to 27% anhydrous ethanol and 73% gasoline), ethanol, CNG or any ethanol and gasoline blend. When running on CNG, they offer advantages due to lower carbon dioxide (CO2), carbon monoxide (CO) and nitrogen oxide (NOX) emissions, although they are disadvantageous with respect to hydrocarbon emissions (HC) at low revolutions, especially if compared to being run on gasoline or ethanol, in addition to power loss ranging from 10 to 20%. Thus, it is aimed to find an ethanol-CNG blend whose combustion can reduce CO, HC and NOx emissions from flex-fuel engines in comparison with the CNG mode. Tests have been conducted on a 2000cc flex-fuel engine with two valves per cylinder. It was installed an electronic CNG injection system operating concomitantly with the liquid fuel injection system. Flows of ethanol (E100), CNG (E0) and different ethanol-CNG blends (E20, E40, E60, E80) were initially measured. In order to evaluate levels of CO2, CO, O2, HC and NOx emissions, efficiency (thermal, volumetric and mechanical), specific fuel consumption and operating cost, the engine was initially calibrated to run on E0 and E100. The emissions tests were performed in stationary and dynamic mode. In stationary mode, exhaust emissions were measured at 1000 and 2500 RPM (revolutions per minute); in dynamic mode, power and fuel consumption were measured while the engine was subjected to 25% load at 2000, 2500, and 3000 RPM, in addition to repeating exhaust gas and power tests at full load with an active dynamometer at up to 290 kW. Optimal results were obtained for blend E20. If compared to E0, E20 resulted in an average of 55.33%, 31%, 29.86% and 57.41% at reducing CO, O2, HC and NOX emissions, respectively, with increased CO2 emissions. It were also observed of 2.45% of gross power loss, besides an increase of 2.35%, 1.25%, 1.41%, 16.94% and 18.85% in thermal efficiency, volumetric efficiency, mechanical efficiency, specific fuel consumption and operating cost, respectively

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GilCL_DISSERT.pdf: 1771464 bytes, checksum: 92ddc93639f74d5c2bbc96617815f7ed (MD5) Previous issue date: 2010-12-18 / Flex-fuel vehicles are equipped with Otto Cycle internal combustion engines and have the capability of functioning with more than one type of fuel, mixed at the same tank and burned in the combustion chamber simultaneously. This sort of motorization is a world pattern due to the scarcity of petroleum, the trade of several types of fuels, technology advances and the restriction imposed to gas emissions to the atmosphere. In Brazil, the Flexfuel vehicles are a reality, specially the ones using fuel with 20 to 25% anhydrous alcohol mixed with gasoline and those that use natural gas or original liquid fuel (gasoline or hydrated ethanol). The Brazilian model Fiat Siena, the object of this present scientific investigation, is equipped with a unique electronic central capable of managing the liquid or gaseous fuels. The purpose of this research was to perform a comparative analysis in terms of performance (in terms of both potency and consumption) of a tetra-fuel vehicle - using a chassis dynamometer, operating with different fuels: common gasoline, premium gasoline, Podium gasoline, ethanol or natural gas. It became necessary to develop a bench of tests and trials procedures, as well as to know the functioning of the electronic management of the vehicle under analysis. The experiments were performed at the automotive laboratory in CTGAS-ER (Center of Gas Technologies and Renewable energies) at the light of Brazilian standard ABNT, NBR 7024: Light on-road vehicles - measurement of fuel consumption. The essay results on specific fuel consumption using common gasoline, premium gasoline and Podium gasoline have shown similar results, both for urban and road driving cycles / Os ve?culos flex s?o equipados com um motor de combust?o interna do ciclo Otto e t?m como caracter?stica a capacidade de funcionar com mais de um tipo de combust?vel, misturados no mesmo tanque e queimados na c?mara de combust?o simultaneamente. Este tipo de motoriza??o ? uma tend?ncia mundial devido ? escassez do petr?leo, a comercializa??o de v?rios tipos de combust?veis, aos avan?os tecnol?gicos dos sistemas de gerenciamento eletr?nico de combust?vel e ?s restri??es as emiss?es de gases poluentes na atmosfera. No Brasil, os ve?culos flex s?o uma realidade, com destaque para os ve?culos alimentados com 20 a 25% do ?lcool anidro misturado com gasolina e os que utilizam g?s natural ou o combust?vel l?quido original (gasolina ou etanol hidratado). O FIAT SIENA TETRAFUEL, objeto da presente investiga??o, ? equipado com uma ?nica central eletr?nica capaz de gerenciar os combust?veis l?quidos ou gasoso. A pesquisa em tela teve como prop?sito a an?lise comparativa de desempenho (pot?ncia e consumo) de um ve?culo tetracombust?vel simulando ciclos de condu??o urbano e de estrada em um dinam?metro de chassi, operando com os combust?veis: gasolina comum (tipo C), gasolina aditivada (tipo C), gasolina Podium (Premium), etanol (AEHC) ou g?s natural (GNV). Foi necess?rio desenvolver bancada de testes e procedimentos de ensaios, como tamb?m conhecer o funcionamento do gerenciamento eletr?nico do ve?culo em quest?o. Os ensaios foram realizados no Laborat?rio do Centro de Tecnologias do G?s e Energias Renov?veis de acordo com a norma ABNT NBR 7024 - Ve?culos rodovi?rios leves Medi??o do consumo de combust?vel. Os resultados dos ensaios de consumo espec?fico com as gasolinas comum, aditivada e Podium resultaram em valores pr?ximos, tanto no ciclo de condu??o urbano como tamb?m no ciclo de condu??o de estrada

O presente trabalho avalia o impacto da utilização de misturas de álcool e gasohol no desgaste e corrosão de bombas elétricas de combustível. / Assessement of alcohol and gasohol fuel blends impact on wear and corrosion of electric fuel pumps.

Na maioria dos equipamentos mecânicos há movimento relativo entre componentes, e como resultado desse deslizamento relativo, as forças de atrito na superfície geram deformação plástica e/ou remoção de massa (ou volume) do material. Nos motores de combustão interna a geração da potência é realizada pela transformação da energia química em calor por meio da combustão do combustível com o ar, gerando o movimento alternativo de mecanismos (pistões, biela, virabrequim). Já no caso dos motores flex-fuel, o etanol como combustível aumenta a potência, levando a maiores carregamentos termomecânicos e, consequentemente, tribológicos nos seus componentes. Um dos sistemas do motor mais afetado pela mudança no combustível é o par válvula-sede, motivo pelo qual é necessário investigar os mecanismos de desgaste, os efeitos dos parâmetros de operação no comportamento frente ao atrito, e escolher apropriadamente pares deslizantes de materiais que apresentem baixas perdas de massa (taxas de desgaste) e coeficientes de atrito. Ensaios do tipo reciprocating tinham sido empregados para realizar estudos tribológicos de materiais de válvulas e com tratamentos superficiais. As condições de ensaio mais representativas são de operação do motor. Portanto, a seleção de parâmetros como carga, velocidade e temperatura não é fácil: para alguns equipamentos de teste, as variáveis não são independentes. Além disso, devido à complexidade do sistema tribológico, a interação entre as variáveis afeta os resultados. O objetivo deste trabalho de pesquisa foi dividido em duas frentes. A primeira, analisar isoladamente o efeito da temperatura, força normal e velocidade no coeficiente de atrito e no desgaste. O tribômetro SRV-4 do tipo reciprocating foi usado com uma esfera de aço AISI 52100 e distintos materiais de disco (aços e ligas intermetálicas sinterizadas de Nb). A segunda parte consistiu na caracterização dos mecanismos de desgaste de válvulas e sedes de motores distintos, após diferentes tipos de ensaios (dinamômetro e campo em veiculo). O coeficiente de atrito (?) e a perda de massa foram medidos para determinar o desempenho tribológico dos sistemas estudados. Além disso, as superfícies das marcas de desgaste tanto no disco quanto na esfera, assim como das válvulas e sedes foram analisadas por microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) com espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS) e espectroscopia Raman. Para as distintas ligas intermetálicas de Nb ensaiadas com esfera de aço AISI 52100, encontrou-se que os mecanismos de desgaste nas superfícies após uma análise de MEV-EDS foram particularmente abrasão, adesão e oxidação. Já no caso dos motores que foram avaliados, muitos dos danos observados estavam presentes em ambas as válvulas e sedes de admissão e escape; no entanto, a oxidação ocorreu apenas nas válvulas de escape, provavelmente produzido pela alta temperatura durante a operação do motor. / In most of the mechanical assemblies there is relative motion between components, and as a result of this relative sliding action, frictional forces on the sliding surface result in removal or displacement of mass (or volume) of the material. The power generation of internal combustion engines comes from chemical energy transformation into heat through air fuel combustion with further expansion of gases generating the reciprocating movement of power cell (pistons, rod and crankshaft). For flex fuel engines, the ethanol increases power, leading to higher thermo-mechanical forces and consequently higher friction between its components. The valve/valve seat pair is one of the most affected system due to this change, leading to the need of more accurate analysis of its wear mechanisms, its operating parameters effects and his behavior regarding the friction so making possible to choose properly materials with lower mass loss (wear rate) and coefficient of friction. Reciprocating tests had been used to tribological studies of valve materials with surface treatment purpose. The most important test boundary conditions are the engine operating conditions. Therefore, the load, speed and temperature parameters definition is not easy since for some test equipment those variables are not independent. Besides due to tribological system complexity the variable interaction affects its results. The present research goal was divided in two groups. The first one analyzes the normal force, frequency and temperature effect on friction coefficient and wear, independently of each other. It was used a SRV-4 reciprocating tribometer with a sphere (AISI 52100 steel) against several disc materials (steel and sintered intermetallic alloys of Nb). The second one consisted in the characterization of wear mechanisms of valve/valve seat from different engines that were submitted to different test (engine dynamometer test bench and vehicle). The coefficient of friction (?) and mass loss were measured in order to define the studied systems tribological performance. Besides the both disc and sphere wear scars such as valve/valve seat were analyzed using optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive spectroscopy of X-ray (EDS) and Raman spectroscopy. For the tested intermetallic alloys of Nb with AISI 52100 sphere it was found the following wear mechanisms after SEM-EDS analyses: abrasion, adhesion and oxidation. In the case of the evaluated engines, several damages were observed in both intake and exhaust valves/valve seats; however, the oxidation occurred only on exhaust valves, probably due to high operating temperature.

Desde a sua invenção, o motor a combustão interna sofreu significantes evoluções, como redução do consumo de combustível, aumento da sua potência e durabilidade a um menor custo. Outros setores também evoluíram, como a busca por alternativas de combustível, tendo como exemplo o etanol hidratado combustível, que trouxe vantagens tais como maior desempenho e menor emissão de poluentes, porém com solicitações mecânicas, térmicas e termomecânicas mais severas. Sua menor lubricidade, quando comparada a da gasolina tipo C também intensificou o desgaste no par tribológico válvula e sede de válvula. Neste trabalho foram analisados diversos pares de válvulas e sedes de válvulas provenientes de quatro motores pós teste, sendo dois deles de mesma especificação técnica e submetidos às mesmas condições de ensaio, variando somente o combustível utilizado (etanol hidratado combustível e gasolina comum tipo C). A topografia da superfície de contato foi avaliada através de exames das superfícies com lupa estereoscópica, microscópio eletrônico de varredura e perfilômetro óptico a fim de identificar os danos encontrados. Ao término das análises foi realizada a comparação dos danos encontrados entre a superfície de contato das válvulas e sedes do motor que operou com etanol hidratado combustível e gasolina comum tipo C, de forma a evidenciar as diferenças proporcionadas pelos combustíveis. Este trabalho faz parte do \"Consórcio de P&D e Desafios Tribológicos em Motores Flex-Fuel\" patrocinado pela FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) com participação da indústria automotiva, para identificar os modos de desgaste atuantes. / Since its invention the internal combustion engine presented significant improvements like lower fuel consumption, higher power and durability increase at reduced costs. Other industries sectors did also improve as the search for new alternative fuels such as hydrated ethanol fuel which brought advantages like higher performance with lower pollutant emissions, although with it came more severe mechanical, thermal and thermo-mechanic stresses. Ethanol lower lubricity when compared to type C gasolines did also increase the valve/ valve seat insert wear. This study presents the results of contact surface analysis of several pairs valve/ valve seat insert from four engines after test being two of them of same technical specification and submitted to the same test cycle with only difference their fuel (hydrated ethanol and regular type C gasoline). The contact surface topography was evaluated through surface exams using optical microscopy, scanning electron microscope and non-contact profiler, to evaluate damages. At the end of analysis, a comparison between valves and valve seats from the engines that operated with hydrated ethanol and regular type C gasoline in order to put in evidence the damage difference provided by the fuels. This study is part of \"Consórcio de P&D e Desafios Tribológicos em Motores Flex-Fuel\", sponsored by FAPESP (\"Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo\") with participation of automotive industries, to characterize the existent wear.