Orientador: Irany de Andrade Azevedo / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T23:07:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_TalesRibeiro_M.pdf: 3049449 bytes, checksum: 5570470f66bfb2bcc9e6231e02e25dd5 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: As empresas do ramo automotivo costumam empregar testes de durabilidade para confirmar o atendimento das especificações estabelecidas em projeto, já que existe a necessidade de garantia da qualidade do produto a ser comercializado. No trabalho é realizada uma estimativa da confiabilidade de um motor diesel na fase de desenvolvimento com o uso de uma ferramenta de gerenciamento de crescimento da confiabilidade. São apresentados os conceitos essenciais para a estimação do valor da confiabilidade e de seu crescimento, o processo típico de desenvolvimento do produto e seu ciclo de vida no mercado. É descrito o procedimento atualmente realizado por uma empresa do ramo automotivo com grande participação no mercado brasileiro e internacional, são descritos os testes de validação usados, e é apresentada uma proposta de melhoria no modelo atual. A proposta consiste em classificar as falhas encontradas no decorrer dos testes, identificar os sistemas mais suscetíveis à falha nas condições de uso previstas, e utilizar uma ferramenta de software baseada no modelo AMSAA-CROW para estimar o crescimento da confiabilidade, com base no MTBF e no parâmetro de forma â. A curva de crescimento da confiabilidade gerada indica a evolução do desenvolvimento até o objetivo a ser atingido. Com os dados de falhas identificadas no decorrer do desenvolvimento é plotada a curva de evolução da confiabilidade ao longo da fase de desenvolvimento. O modelo proposto possibilita a verificação, ao longo do período de desenvolvimento do produto, da eficácia das ações corretivas. Permite, ainda, determinar se a confiabilidade especificada para o produto já foi atingida e se a quantidade de recursos alocados ao desenvolvimento é suficiente. Os dados obtidos ao longo do processo permitem a formação de um banco de dados padronizado a ser usado em outros desenvolvimentos / Abstract: Automotive companies involved in diesel engines development often use durability tests to confirm the achievement of the specifications established in a project, aiming to build the desired level of quality in a product being marketed. In this work a software based tool is used to estimate the reliability growth evolution trough engine development phase. The essential concepts for the estimation of the value of reliability and of its growth, the typical process of product development and its life cycle in the market are considered. A procedure currently performed by an automotive company with significant market share in Brazil and abroad and the validation tests it uses is described. A new procedure is proposed aiming to improve the current model through development time reduction and early failures identification and correction. It consists in classifying the failures found during testing, identifying the systems more susceptible to failure in the conditions specified during operation, and applying a software tool based on the Crow-AMSAA model to estimate the reliability growth, based on the MTBF and the shape parameter â. The reliability growth curve is generated using the desired goal at the end of development, predicting the evolution of reliability throughout the development phase. The proposed model enables evaluation of the effectiveness of corrective actions; it is a tool that can be used to judge if the reliability goal has been reached and if the resources allocated to development are enough. The data obtained during the process allow the formation of a standardized database to be used in future developments / Mestrado / Projetos / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Luiz Carlos Sandoval Góes / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T02:42:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_RobertoCarlosdeCastro_M.pdf: 3523448 bytes, checksum: 056edbb15555679526f8d88b82ca288c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho construiu-se e verificou-se um modelo matemático capaz de realizar o cálculo da rotação do eixo do turbocompressor aplicado a um motor Diesel, para futura implementação de uma função de software no programa da unidade de comando do motor, de forma a permitir a criação de estratégias de proteção contra sobre rotação do eixo do turbocompressor. O modelo foi construído com utilização de modelagem de fenômenos físicos que ocorrem em algumas partes do motor, junto com tabelas obtidas através de testes empíricos do motor. O modelo foi criado de modo a aproveitar os sensores atualmente disponíveis no motor de série, utilizados pelo sistema de injeção eletrônica. O parâmetro de vazão de ar admitido, calculado pela unidade de controle do sistema de injeção também foi aproveitado. Após a criação do modelo, este foi verificado inicialmente simulando-se variações nas entradas (quantidade injetada de combustível e acionamento da válvula EGR) e analisando-se a reação ocorrida na saída do modelo (rotação do eixo do turbocompressor). Foram realizadas medições em um banco de testes para o levantamento do mapa de temperatura do coletor de escape em condição estacionária. Para a verificação do modelo em um caso real, foram coletados dados de diversos parâmetros de funcionamento de um motor diesel instalado em um veículo de testes da MWM International. Os parâmetros de entrada coletados foram inseridos no modelo e o valor de rotação medido confrontado com o valor calculado. Ajustes nos submodelos foram necessários para a estimação dos parâmetros do modelo através da minimização do erro encontrado. O erro encontrado diminuiu sensivelmente, porém ainda se manteve alto para ser considerado como uma informação confiável para a implementação no software da unidade de comando do motor / Abstract: In this work, it was intended to create a model capable to calculate the turbocharger shaft speed of a Diesel engine, for future implementation of an algorithm in the engine's Electronic Control Unit software, as a protection strategy against turbocharger shaft overspeed. The model was built using physical phenomenon modeling from some parts of the engine, among tables obtained by empiric tests of the engine. The model was created in order to use current sensors available in the series production engine, which is used by electronic fuel injection system. The intake air flow parameter, already calculated by ECU, was also used. After the model creation, it was verified simulating input variation (fuel injected quantity and EGR valve command) and analyzing the model output (turbocharger shaft speed). Measurements in bench test were performed in order to create an exhaust manifold temperature map in steady condition. In order to check the model in a real case, several operating parameter data were collected from a Diesel engine installed in a test vehicle from MWM International. The acquired data was inserted in the model and the turbocharger shaft speed was crosschecked against the calculated value. Adjustments in submodels were necessary to parameter estimation through minimizing of error found. The error decreased significantly, however it remained too high to be considered a reliable information for implementation in the controller's software / Mestrado / Eletrônica / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientadores : Jose Antenor Pomilio, Paulo Augusto Valente Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T03:42:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_ValmirMachado_D.pdf: 3522020 bytes, checksum: 84dc1243f65c6392fa74b4777330c17d (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

Orientador: Robson Pederiva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T04:43:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tomoyose_Rodrigo_M.pdf: 5460677 bytes, checksum: 829aa7966e143d1d5dfc1a5e6120dd5c (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Motores de ciclo Diesel são máquinas formadas por diversos sistemas mecânicos. Dentre esses sistemas há o de acionamento de válvulas, responsável pelo controle de entrada e saída dos gases na câmara de combustão do motor. Para realizar o projeto de um motor, é essencial prever corretamente o funcionamento dinâmico de seu sistema mecânico. Em engenharia utiliza-se para esse fim uma ferramenta matemática, a análise dinâmica. O uso de equações não lineares na análise dinâmica permite desenvolver modelos matemáticos que representem o contato das válvulas com suas sedes de assentamento, o efeito da pressão residual na abertura da válvula ou o funcionamento da válvula de retenção dentro do tucho hidráulico. O trabalho nesta dissertação envolve o desenvolvimento de um modelo matemático que represente o sistema de acionamento de válvulas de um motor Diesel já em produção. Esse modelo poderá ser utilizado para modificação ou melhoria do motor, ou mesmo como base de conhecimento para futuros projetos / Abstract: Diesel engines are machines formed by various mechanical systems, including the valvetrain. This system is responsible for controlling the entry and exit of gases in the combustion chamber of the engine. Able to correctly predict the dynamic operation of the system is essential to design an engine. Dynamic analysis is a mathematical tool used by engineers to be able to predict the dynamic behavior of mechanical systems. The use of nonlinear equations in the dynamic analysis allows developing mathematical models which represent the contact of valve with its seat, the effect of residual pressure in opening the valve or the operation of the check valve within the hydraulic tappet. The work in this dissertation involves developing a mathematical model that represents the valvetrain of a diesel engine already in production. This model can be used to modify or improve the engine, or as a base of knowledge for future projects / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Actualmente, el mundo se enfrenta a dos crisis desde el punto de vista ambiental: la escasez de combustibles fósiles y la degradación ambiental. Según las proyecciones para el año 2020 el uso de vehículos se triplicará y así aumentara la demanda de combustible fósil y por ende, las emisiones de contaminantes. En comparación con el motor de gasolina, el motor Diesel presenta la ventaja de ser un motor más eficiente y por consiguiente, emite menos CO2. No obstante, producen elevados niveles de NOx y partículas. Para encarar estas dificultades, se han propuesto diferentes acciones. Una solución, la constituyen los avanzados conceptos de combustión Diesel. Estos conceptos, permiten reducir los niveles de NOx y partículas. Sin embargo, tienen el inconveniente de producir elevados niveles de ruido de combustión, por el empleo de inyecciones tempranas, las cuales hacen que una mayor cantidad de combustible se queme en condiciones premezcladas. Por otro lado, los combustibles alternativos han ganado gran importancia en los últimos años. Los biodiesel no sólo sobresalen por su facilidad de producción, utilización y almacenamiento, sino también por su potencial para reducir los niveles de partículas, CO, HC y CO2. Sin embargo, las emisiones de NOx aumentan en la mayoría de las condiciones de operación. Los combustibles sintéticos, también disminuyen notablemente las emisiones contaminantes, y debido a su mayor poder calorífico, reducen el consumo específico de combustible. Desde el punto de vista acústico, el ruido de combustión de los motores Diesel es uno de los aspectos más negativos, ya que constituye la principal fuente de ruido en los vehículos que emplean este tipo de motores. En los convencionales y especialmente en los nuevos conceptos de combustión Diesel, el quemado del combustible en condiciones premezcladas, provoca un aumento brusco de la presión, deteriorando de esta forma la calidad del ruido de combustión. Por tales motivos, el objetivo de esta tesis se / Mónico Muñoz, LF. (2013). Contribución al estudio del ruido de combustión en conceptos avanzados de combustión diesel [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/19015 / Palancia

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Aplica los conocimientos teóricos de mecánica de fluidos sostenidos con la experiencia en campo y aplicando los criterios establecidos en la normatividad Peruana las cuales en sus diferentes ámbitos hacen mención a las normas NFPA en los capítulos relacionados a protección contra incendios. En protección contra incendio en la parte relacionada a la extinción a base de agua se tiene tres elementos principales, la reserva o almacenamiento de agua, el sistema de bombeo y la red de tuberías, la buena combinación entre los tres nos puede dar la confiabilidad y sobre todo la efectividad que todo sistema requiere. Se centró en el sistema de bombeo y con esto nos enfocaremos en la selección, instalación, puesta en marcha y pruebas de las bombas contra incendio. Desde el punto de vista de cálculos de ingeniería el principal trabajo es seleccionar el punto de operación de la bomba, esto implica realizar medidas y cálculos para encontrar el caudal y la presión del equipo. Para encontrar el caudal, la ingeniería se basa en el estudio de riesgo donde se realizan muchos análisis como zonas a proteger, materiales a proteger, rutas de evacuación, zonas de mayor demanda de agua, etc. La presión es determinada en base a cálculos hidráulicos donde se tendrá en cuenta la presión requerida en el punto hidráulico más desfavorable, caudal, velocidades máximas permitidas, tipo de tubería, entre otros. La selección también implica ver las condiciones del lugar, la altitud, temperatura ambiente, las condiciones eléctricas disponibles, el tipo de agua a usar, el área y las zonas de acceso del lugar de instalación, costos, esto con el fin de determinar el tipo y materiales de la bomba, el tipo de motor y el grado de protección de sus controladores. Para la instalación se cuenta con la norma NFPA20 donde da los lineamientos y criterios mínimos que se debe seguir durante este proceso, con la finalidad de minimizar posibles causas de fallo del sistema de bombeo causado por una mala instalación. Dado que por su función estos tipos de bomba se convierten en Equipos de Seguridad entonces la puesta en marcha, inspección y pruebas de operación cumplen un papel muy importante dentro de un sistema contra incendio y las cuales también se tendrá que regir bajo los criterios de la NFPA cuyos pasos también lo veremos más adelante. A partir de estos pasos se ha llegado a conclusiones muy interesantes sobre el efecto que tiene este equipo en la protección a la vida y a la propiedad. / Trabajo de suficiencia profesional

A poluição atmosférica já é considerada um caso de saúde pública nos grandes centros urbanos. Freqüentemente as emissões veiculares são as principais causas dessa poluição, principalmente as provenientes dos motores diesel, os quais, além da produção de material particulado (MP), em cuja superfície são adsorvidas substâncias carcinogênicas e mutagênicas, produzem poluentes como os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs). Contudo não existe uma avaliação direta dos riscos dessas emissões nos seres vivos. Plantas bioindicadoras podem dar idéia desses riscos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de risco mutagênico da exaustão proveniente de um motor diesel, utilizando o bioensaio Trad-SH (clone KU-20) como bioindicador da poluição do ar. Nos experimentos, a exaustão do motor diesel aspirado de 2.0 L de deslocamento volumétrico foi diluído com ar atmosférico de modo a atingir concentrações de uma atmosfera pesadamente poluída (aproximadamente 50, 100 e 150 ppm de CO). Obtidos estes níveis de diluição, as inflorescências foram expostas a esta mistura de poluentes por duas horas (doses agudas). A concentração de CO foi monitorada continuamente por meio de um analisador de gases Horiba Enda utilizando o princípio de absorção seletiva no infravermelho. Para se avaliar o efeito mutagênico foi feita uma comparação entre as inflorescências não expostas aos poluentes (grupo 1) e as inflorescências expostas (grupos 2, 3 e 4) com aproximadamente 50, 100 e 150 ppm de CO respectivamente. Os dados obtidos foram analisados estatisticamente observando-se que, a freqüência média das mutações no grupo 1 (controle), foi significativamente mais baixa do que aquela dos grupos 3 e 4, porém foi similar à do grupo 2. Por sua vez, não houve diferenças significativas nas freqüências de mutações entre os grupos 3 e 4. Os resultados indicam que a exaustão do motor a diesel teve um papel significativo no desenvolvimento de mutações, mas somente quando diluída para concentrações de CO acima de 100 ppm. / Air pollution caused by vehicle emission has been considered as a major public health concern in the urban centers. Emission from diesel engine powered vehicles, in particular, are highly toxic, since carcinogenic and mutagenic compounds can adsorb on the expelled particles leading to the formation of the so-called polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH\'s). A detailed investigation on the risks of those compounds on the living beings using the methodology applied in the work has not been carried out so far. This work is aimed at evaluating the mutagenic potential of the emission from a diesel engine using the Tradescantia stamen hair assay (TSH), by monitoring the stamen hair mutation in the clone KU-20. Experimentally, the inflorescence of the KU-20 clones was kept for 2 h under a simulated urban heavily polluted atmosphere, obtained by mixing the emission from a diesel engine and atmospheric air. The CO concentration in the atmosphere was monitored using a Horiba-Enda gas analyzer. The mutagenic effects of the atmosphere were analyzed by comparing a group of non-exposed control inflorescence (group 1) to inflorescences kept under polluted atmospheres containing 50, 100 and 150 ppm of CO, assigned to as groups 2, 3 and 4. The experimental data were analyzed using statistical methods. The frequency of mutations observed in the inflorescences from group 2 was slightly higher than that observed in the group 1. In the groups 3 and 4, however, the frequency of mutations was significantly higher than that exhibited by the control group. The latter suggests that the emission from a diesel engine plays an important role in the development of plants mutation, specially for atmospheres containing more than 100 ppm of CO.

[pt] O objetivo deste trabalho é predizer e otimizar o desempenho de motores funcionando no modo bicombustível, diesel-gás natural, fazendo uso da inteligência artificial. Pretende-se determinar a taxa de substituição ótima do combustível original diesel pelo gás natural que minimize custos de operação (combustíveis) e emissões de poluentes, tais como: monóxido de carbono, CO, hidrocarbonetos, HC, e óxidos de nitrogênio, NOx, priorizando-se também a eficiência térmica. Os dados analisados foram obtidos de testes anteriormente realizados. O procedimento envolve treinamento, validação e teste (utilizando redes neurais). Com os dados analisados foram treinadas diferentes redes neurais 06 para a aprendizagem e predição, as quais vão prever mapas de novos valores baseando-se nos dados experimentais já apreendidos. Finalmente, e continuando com o processo de otimização (técnica de Algoritmos Genéticos), é determinada a melhor taxa de substituição de diesel-gás natural, com as menores taxas de emissões dentro dos mapas gerados. Os resultados indicam uma boa concordância entre os dados experimentais e os previstos pela rede neural. O processo de otimização utilizado determina os pontos de trabalho adequados para cada caso analisado. / [en] The purpose of this study is to predict and optimize the internal combustion engine performance using diesel-natural gas fuel using the artificial intelligence. The ultimate goal is to determine the optimal substitution rate of natural gas to minimize the costs of operation and pollutants emissions such as carbon monoxide CO, hydrocarbons HC and nitrogen oxides NOx, considering the values of efficiency. The analyzed data are obtained from tests performed earlier. The procedure involves training, validation and test (using neural networks). Once these data were analyzed with different trained neural networks for learning and prediction, which are maps of the predicted values based on experimental data have been seized. Finally, and continuing with the process of optimization (technique of Genetic Algorithms), is given the best substitution rate of and lower emissions in the maps generated. The results indicate a good agreement between data and neural network, the process of optimization using certain items of work appropriate for each case analyzed.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2722593 bytes, checksum: 7ccc7962d48ab26b6e9fcd799d120719 (MD5) Previous issue date: 2013-03-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The main goal of this study is the generation of electricity using a modern open top biomass gasifier, (having a water gas cleaning system) imported from India, and a 36 kVA engine-generator. The engine, originally a Diesel MWM D229-4 was converted at the Laboratório de Inovação da UFPB to run just with poor gas from the gasifier. The fact that the imported gasifier had been designed to feed a dual engine to generate at the maximum 20 kWe, caused some difficulty when associated with the converted engine which ran just with gas. Therefore, drastic changes needed to be introduced at the original gasifier because when the engine was running at levels of power greater than 8.4 kWe, a sudden interruption occurred due to flooding of the gas cleaning water. Upon the required modifications, the gasifier was able to produce sufficient poor gas to generate 26 kWe of power. The engine was tested for different ignition advance angles: 22°, 20°, 16° e 9° and for two different types of wood. It was noted that the angle adjustment had a great influence not only over the engine performance itself, but also on the efficiencies of the gasifier and consequently of the system composed by the gasifier and the electrical generator. In this adjustment the ignition advance angle of 9° stood out as one that could guarantee economic advantages and better performance for the system, when the entire experimental range of power is considered. Taking into account that in our experiments an additional of 6 kWe was obtained as compared to the designed value for the Indian system operating with a dual engine, running with diesel and poor gas, we can conclude that the present results and considerations point to the importance of using a biomass gasifier as a successful means of solving the electrical energy dilemma in Brazil. / O principal objetivo deste estudo é a geração de eletricidade usando um sistema formado por um gaseificador de biomassa, moderno, topo aberto (com um sistema de lavagem do gás), importado da Índia, e um grupo gerador de 36 kVA. O motor, originalmente a diesel MWM D229-4 foi convertido no Laboratório de Inovação da UFPB, para funcionar com gás pobre. O gaseificador foi projetado para alimentar um motor do tipo dual, com capacidade máxima de geração de 20 kWe. Foi usado, todavia, para alimentar um motor a diesel convertido para funcionar apenas com gás. Nestas condições não gerava potências superiores a 8,4 kWe, uma vez que ocorria parada brusca do motor, decorrente do seu encharcamento pela água de lavagem do gás. Este fato fez com que drásticas modificações no projeto original, fossem introduzidas. As alterações efetuadas possibilitaram a produção de gás suficiente para gerar 26 kWe. O motor foi testado com diferentes ângulos de ignição, 22°, 20°, 16° e 9°, e o gaseificador com dois diferentes tipos de rejeitos de madeira. Verificou-se que o ajuste do motor tinha grande influência nos desempenhos, do motor, do gaseificador e, consequentemente, no do sistema gaseificador/grupo gerador. Neste ajuste destacou-se o ângulo de ignição de 9° que permitiu maiores vantagens econômicas e melhores condições de funcionamento, quando todo o intervalo de potência ensaiado foi considerado. Levando em conta que a potência elétrica produzida com a biomassa residual foi 6 kW acima da estipulada para o sistema que funcionaria com o motor dual, isto é, com diesel e gás pobre, e tratando-se de um sistema ecologicamente correto, pode-se concluir sobre a importância do uso de gaseificadores de biomassa como sendo uma opção para resolver o dilema da energia elétrica no Brasil.

CNPq / Esta dissertação descreve a fabricação, aplicação e os resultados de um sensor de fibra ótica baseada em redes de Bragg regeneradas para a medição de elevadas temperaturas dos gases de exaustão em uma turbina de motor diesel de locomotiva. É proposto um encapsulamento para a FBG com peças em aço inoxidável o qual foi fixado na superfície da turbina. O sensor foi posto a prova sendo submetido em testes em campo variando a potência do motor. Em laboratório foi feita a comparação do sensor ótico com um sensor convencional termopar. Foi possível demonstrar que os valores de temperatura medidos pelos sensores, tanto o sensor a fibra ótica quanto o convencional, seguem a mesma tendência da potência gerada pelo motor e, dessa forma, foi demonstrado a eficiência do funcionamento dos sensores mostrando a medição de temperaturas na turbina. / This paper describes the fabrication, implementation and results of a fiber optic sensor based on Bragg gratings regenerated for measurement of high temperatures of the exhaust gases in a turbine diesel engine locomotive. The proposed sensor with an encapsulation with stainless steel parts which is laid down on the surface of the turbine. The sensor has been challenged undergoing field tests at varying engine power. In the laboratory the optical sensor was compared with a conventional thermocouple sensor. It was possible to demonstrate that the temperature values measured by the sensors, both the optical fiber sensor as the conventional follow the same trend of the power generated by the engine and thus demonstrated the efficiency of the operation of sensors measuring temperatures showing in turbine.