Este trabalho tem como principal objetivo mostrar os efeitos do uso de gasolina adulterada em motores de pequena cilindrada em seus desempenhos e durabilidades. Para tanto, foram realizados ensaios comparativos em três motores carburados de aplicação em motocicletas, de mesmas séries. Estes motores consumiram gasolina C, padrão brasileiro de combustível para motores de ignição por faísca, e misturas desta gasolina com etanol hidratado carburante e solvente C-9. Os resultados mostram alterações de desempenho, nas concentrações de gases poluentes produzidos e nos níveis de deterioração. / This work has as main aim to show the effects of the use of the out of specification fuels in performance and durability of the low volumetric displacement engines. So, it was carried out comparative tests in three similar engines, equipped with carburetors as fuel metering arrangement, applied in motorcycles. These engines worked with standard gasoline C, Brazilian reference fuel to spark ignition engines and blends containing hydrated ethanol and C-9 solvent. The results show changes in performance, in the pollutant gases concentration productions and deterioration levels.

As legislações com restrições nos níveis de emissões de poluentes e a grande concorrência entre as montadoras fomentaram o desenvolvimento de sistemas mais eficientes de gerenciamento de motores a combustão interna. Entretanto, a falta de sensores que identifiquem as propriedades da combustão, e que sejam economicamente viáveis, dificulta o desenvolvimento de novos sistemas. Visando suprir parte dessas limitações, este trabalho propõe o uso do sensor de corrente iônica com duas finalidades: identificação dos fenômenos de combustão e detonação. Para identificação da combustão, atualmente é utilizado o sensor de fase instalado no motor, o que encarece o sistema de gerenciamento. Uma alternativa a este sensor seria utilizar a vela de ignição, já instalada dentro do cilindro do motor, como sensor de ionização da mistura ar/combustível durante a queima. Comparando a área sob a curva do sinal da corrente iônica durante a combustão com a área sob a curva durante a admissão, foi possível verificar que é viável a utilização do sinal da corrente iônica para substituição de uma funcionalidade do sensor de fase. Quanto à identificação do fenômeno da detonação, foi mostrado que o uso do sensor de corrente iônica possibilita a remoção do sensor de detonação. Para isso, foi realizada a correlação entre a energia de uma faixa de frequências dos harmônicos do sinal da corrente iônica com a energia do sinal proveniente do sensor de detonação. Dessa forma, este trabalho mostrou que é possível usar somente as velas de ignição, já presentes no veículo, como sensores. Além disso, os resultados positivos obtidos propiciam oportunidades para novas aplicações e novas pesquisas. / The laws that restrict pollutant emission levels and the competition among manufacturers fostered the development of more efficient internal combustion engine management systems. However, the lack of sensors to identify the properties of combustion, and which are economically viable, hinders the development of new systems. In order to address such limitations, this investigation proposes using the ionic current sensor with two purposes: identification of combustion and knock phenomena. The combustion identification is currently identified by the camshaft position sensor installed in the motor, which becomes more expensive for the management system. An alternative is using the spark plug, already installed inside the engine cylinder, such as ionization sensor of air/fuel mixture during combustion. Comparing the area under the curve of the ion current signal during combustion to the area under the curve during admission, it was found that it is feasible the use of ionic current signal to replace one feature of the camshaft position sensor. Concerning the identification of the knock phenomenon, it was shown that the use of the ionic current sensor allows the removal of the knock sensor. For this, the correlation between the energy signal in a frequency range of the ionic current harmonic with the energy of the signal from the knock sensor was performed Therefore, the use of spark plugs as sensors is very promising, in replacement to two existing sensors. Moreover, the positive results provide opportunities for new applications and researches.

Orientador: Jose Luz Silveira / Coorientadora: Eliana Vieira Canettieri / Coorientador: Antonio Wagner Forti / Banca: Nestor proenza Pérez / Banca: Ederaldo Godoy Junior / Resumo: O motor Stirling é um motor de combustão externa que opera com diferenças de temperaturas, produzindo trabalho mecânico e eletricidade. Esse tipo de motor opera em um ciclo fechado, que através do uso de uma fonte quente e uma fria, expande e comprime um fluido de trabalho (ar, hélio ou hidrogênio, dentre os mais comuns), fornecendo assim o movimento de um pistão. Pode operar com calor residual e também com a queima de qualquer tipo de combustível (gás natural, diesel, gasolina, etc). Essa tecnologia tem se destacado para o desenvolvimento de sistemas que operam com biocombustíveis (biogás e syngas) e com energias renováveis, como por exemplo, caso de uso de concentradores solares. Este trabalho tem como objetivo estudar as performances termodinâmica, econômica e ambiental de um sistema Stirling operando com sistema de alimentação a biogás e energia solar, aplicado para a geração de energia elétrica descentralizada. São realizados estudos dos aspectos termodinâmicos do ciclo Stirling, com foco no funcionamento e no trabalho do motor. São efetuadas análises técnicas do sistema operando com câmara de combustão a biogás e utilizando energia de concentrador solar parabólico. Em etapa final são analisados e comparados os aspectos econômicos e ambientais do sistema acionado por biogás e energia solar. Os resultados obtidos mostraram pela teoria de Schmidt uma eficiência do motor Stirling de 67%. Da análise econômica, fica evidente que um maior número de horas de operação corrobora ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Stirling engine is an external combustion engine that operates at varying temperatures, producing mechanical work or electricity. This type of engine operates in a closed cycle, which through the use of a hot and cold source expands and compresses a working fluid (air, helium or hydrogen, among the most common), thus providing the movement of a piston. It can operate with residual heat and also with the burning of any type of fuel (natural gas, diesel, gasoline, etc.). This technology has been outstanding for the development of hybrid systems that operate with biofuels (biogas and syngas) and with renewable energies, as for example, case of use of solar concentrators. This work aims to study the thermodynamic, economic and environmental performances of a Stirling system operating with a biogas and solar energy supply system, applied for the generation of decentralized electric energy. Studies are carried out on the thermodynamic aspects of the Stirling cycle, focusing on the operation and work of the engine. Technical analysis of the system is carried out using a biogas combustion chamber and using parabolic solar concentrator energy. In the final stage are analyzed and compared the economic and environmental aspects of the system activated by biogas and solar energy. The results showed that through the thermodynamic analysis by the Schmidt theory, a Stirling engine efficiency of 67% was obtained. From the economic analysis, it is evident that a greater number of hours of operation corroborates with economic viability. As for the environmental aspects, the ecological efficiency value of the Stirling engine operating biogas is 98.02%. In the case of the solar system using concentrator to power the Stirling engine, the ecological efficiency indicates is about 98%. It is concluded that the use of renewable sources, allow good levels of efficiency of electric power ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Ivonete Ávila / Coorientador: Carlos Manuel Romero Luna / Banca: Celso Eduarto Tuna / Banca: Christian Jeremi Coronado Rodriguez / Resumo: 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, cu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: 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)... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2010 / Bibliografia: f. 103-105 / Este trabalho descreve o desenvolvimento e a implementacao de um modelo de duas zonas de combustao que permite simular os processos que compoem o ciclo de trabalho dos motores de ignicao por centelha, incluindo os processos de compressao, combustao-expans / This M. Sc. thesis describes the development of a two-zone combustion model, which allows simulating the working cycle processes of a spark ignition engine, including the compression process, the combustion-expansion process, as well as the exhaust and in

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2009 / Bibliografia: f. 65-67 / Neste trabalho foi desenvolvido um modelo físico destinado ao estudo dos escoamentos não-estacionários e não-isentrópicos nos dutos de admissão e de exaustão de um motor de combustão interna. O modelo físico consiste de um motor de combustão monocilíndric / This work contains the description of a physical model, which was built in order to study the non-stationary and non-isentropic flow that occurs in the admission and exhaust ducts of an internal combustion engine. This physical model consists of a single-

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2010 / Bibliografia: f. 101-104 / As preocupações de especialistas referentes ao petróleo como fonte de energia finita e às questões ambientais no que diz respeito às emissões dos gases poluentes, mobilizam o desenvolvimento de tecnologias que reduzam as emissões de poluentes e que utiliz / The concerns of experts concerning oil as a finite energy source and environmental issues with regard to emissions of greenhouse gases, mobilize the technologies development to reduce pollutant emissions and to use alternative energy sources. In this sens

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-05-11T13:24:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Eduardo Santana_PEI_versão final.pdf: 1505303 bytes, checksum: 0c4497af6d85e3698965ed5d7011dde7 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-05-11T13:24:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Eduardo Santana_PEI_versão final.pdf: 1505303 bytes, checksum: 0c4497af6d85e3698965ed5d7011dde7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-11T13:24:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Eduardo Santana_PEI_versão final.pdf: 1505303 bytes, checksum: 0c4497af6d85e3698965ed5d7011dde7 (MD5) / Veículos automotores constituem mundialmente a maior fonte poluidora do ar nas grandes regiões urbanas, respondendo por cerca de um quinto das emissões antropogênicas de CO2. Concomitantemente, o modal rodoviário responde por mais de um quarto de toda energia final consumida. Este cenário motiva o estudo comparativo para um veículo leve multicombustível, nacional, equipado com motor de combustão interna (MCI) de ignição por centelha, propelido à combustíveis líquidos e gasoso, mantendo-se suas características originais de fábrica. São analisados aspectos como desempenho, eficiência, consumo e emissões veiculares, comparativamente para cada tipo de combustível utilizado: gasolina, álcool, misturas com diferentes proporções entre gasolina e álcool e gás natural. A metodologia empregada consiste em ensaios experimentais do veículo em um sistema preparado com um dinamômetro de chassi, que possibilita a obtenção dos dados utilizados na modelagem matemática. A abordagem remete à aplicação de conceitos termodinâmicos em processos nos quais propriedades químicas e características de combustão, para os diferentes combustíveis utilizados, interagem com características de projeto do motor de combustão interna, em diferentes condições de operação às quais o mesmo é submetido, apresentando diferentes índices aos parâmetros de análise estudados. Análises realizadas compõem taxas de eficiências energética e exergética, curvas de desempenho com medições de torque e potência e taxa de emissões de poluentes para cada combustível, conduzindo à análise de viabilidade dos combustíveis analisados, conforme características de projeto e condições operacionais do motor avaliado. Resultados demonstram as viabilidades técnicas, ambientais e econômicas dos combustíveis alternativos etanol e gás natural comprimido (GNC), comercializados em escala comercial no Brasil. Indicam que a consolidação da expansão do uso desses combustíveis passa necessariamente pelo alinhamento das características do MCI de veículos multicombustíveis utilizados no Brasil às respectivas propriedades desses combustíveis

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-15Bitstream added on 2014-06-13T19:05:51Z : No. of bitstreams: 1 delcarlo_fr_dr_guara.pdf: 631762 bytes, checksum: 5276c4d08ffccec04ea448af7a38df27 (MD5) / A descentralização na geração de energia tem sido proposta em nível mundial para diferentes situações como forma de se alcançar maior confiabilidade de geração elétrica e melhores condições ambientais. Nesse sentido, em diversos países (o Brasil inclusive) tem sido proposta a utilização de sistemas de geração distribuída, com incentivo ao emprego de fontes renováveis de energia, sendo a microcogeração e a minigeração algumas das possibilidades tecnológicas disponíveis. Comprovar a elegibilidade econômica de uma alternativa de minigeração, utilizando métodos que permitam avaliar o custo exergoeconômico em busca de substituir tecnologias consagradas pela instalação de novas tecnologias, é objeto principal perseguido neste trabalho. A superestrutura de minicogeração analisada é composta de células-combustível e motores de combustão interna com fins de geração de energia para um condomínio multirresidencial. A Teoria do Custo Exergético (TCE) foi utilizada e avalia com precisão os custos exergoeconômicos que, aliados aos métodos financeiros orçamentários (taxa interna de retorno, valor presente líquido, tempo de retorno), permitem a demonstração da viabilidade econômica. Aliado a estes métodos, como complemento na tomada de decisão, há o estudo de otimização multitemporal, que permite a seleção de apenas um dos doze equipamentos propostos, além de indicar qual o melhor combustível a ser utilizado como fonte primária de energia. A modelagem da superestrutura demonstra também a possibilidade de comercialização dos produtos com a concessionária, permitindo tanto vender o excedente de produção quanto comprar energia elétrica em alguns momentos, respeitando as flutuações de consumo ao longo do dia e em sazonalidades distintas. É possível constatar que as células-combustível entregam... / Decentralization in power generation has been proposed worldwide for different situations as a way to achieve greater reliability of electricity generation and improved environmental conditions. Thus, in many countries (including Brazil) the use of distributed generation systems has been proposed, encouraging the use of renewable energy sources, the micro and mini-generation being some of the technological available possibilities. The main object pursued in this work is to check the eligibility of an economic mini-generation alternative based on methods to evaluate the exergoeconomic cost of replacing consecrated technologies by new technologies. The superstructure is comprised of fuel cells and internal combustion engines for the purpose of generating energy to a residential condominium. The Exergetic Cost Theory was used and accurately assess the exergoeconomic costs that, coupled with financial budgeting methods (internal rate of return, net present value and payback time), allow demonstrating the economic viability. In addition to these methods, a multi-temporal optimization method, which allows the selection of only one of the twelve proposed equipment, besides indicating the best fuel to be used as a primary energy source, was also modeled. The modeling of the superstructure also demonstrates the possibility of commercializing products with the concessionaire, allowing both sell excess production as buying electricity at times, respecting the fluctuations of consumption throughout the day and in different seasons. It can be seen that the fuel cells deliver more expensive electricity when compared with combustion engines, but these costs are equated with the delivery volume of hot water at more affordable costs. The data show that it is more advantageous to use the hydrogen-powered fuel cell to compose the... (Complete abstract click electronic access below)

Recent researches has shown that there will be not a single source of energy in the future, but this will be quite diverse, with specific local alternatives, especially when it comes to renewable fuels. In this context, Brazil fits nicely in your experience of intense use of ethanol as a fuel for automotive engines. Ethanol is the most common alcohols and widely used as automotive fuel in hydrated or anhydrous form mixed with gasoline. But the high cost to obtain hydrous ethanol with an alcoholic strength from 92.5 to 93.8 ° INPM is a limiting factor for its use. Considering that much of the energy required for ethanol fermentation processing is spent on distillation and dehydration, the possibility of ethanol use with higher water percentages in Otto cycle engines considerably favors the energy balance due to the lower cost obtaining. This economic technical work proposes the analysis performance of a spark-ignition engine running on super-hydrated ethanol in proportions of 10, 15 and 20% of volume in water, with a focus on reduction of energy for the production and consequently reducing the cost of operation. In this engine are explored through experimental testing, calibration alternatives programmable electronic management system, seeking optimized parameters for performance improvement. This study estimates that ethanol with alcohol content as low as the E85W15 behaves as an economically viable fuel and is recommended as a means of increasing the economic return when using ethanol as fuel. / Pesquisas recentes têm mostrado que não existirá uma fonte única de energia no futuro, mas que esta será bastante diversificada, com alternativas locais específicas, principalmente em se tratando de combustíveis renováveis. Neste contexto o Brasil se insere muito bem devido seus antecedentes de uso intenso de etanol como combustível para motores automotivos. O etanol é o mais comum dos álcoois e amplamente utilizado como combustível automotivo na forma hidratada ou anidro misturado à gasolina. Porém o elevado custo para se obter o etanol hidratado com um teor alcoólico de 92,5 a 93,8 °INPM é um fator limitante para seu uso. Considerando-se que grande parte da energia necessária para o processamento de fermentação de etanol é gasta em destilação e desidratação, a possibilidade de uso de etanol com maiores porcentagens de água nos motores ciclo Otto favorece consideravelmente o balanço de energia em função do menor custo de obtenção. Este trabalho técnico econômico propõe o estudo de análises de desempenho de um motor de ignição por centelha operando com etanol super-hidratado nas proporções de 10, 15 e 20% de água em volume, com o foco na redução de energia para a produção e, consequentemente, redução do custo de operação. Neste motor são exploradas, através de testes experimentais, alternativas de calibração do sistema de gerenciamento eletrônico programável, buscando parâmetros otimizados para melhoria de desempenho. Este estudo estima que o etanol com o teor alcóolico tão baixo quanto o E85W15 se comporta como um combustível economicamente viável e é recomendado como um meio de aumentar o retorno econômico ao utilizar etanol como combustível.