O presente trabalho propõe a execução de ensaios de medição do número de swirl em bancada de fluxo em regime permanente, com a utilização de um dispositivo modular e dutos de admissão do cabeçote de um motor diesel produzidos via prototipagem rápida (PR). A medição do número de swirl com dutos produzidos via PR, traz como principais vantagens: reprodutibilidade dos ensaios, facilidade de simular e mensurar o número de swirl dos potenciais desvios no processo de fundição ou usinagem, além da redução no tempo para o desenvolvimento de novas geometrias dos dutos de admissão. O trabalho é experimental e uma unidade do cabeçote estudado foi encaminhado para o laboratório da EPUSP e o número de swirl medido para posterior comparação dos dados. Após a fase inicial de aquisição de dados e ajustes no projeto do dispositivo, essa unidade do cabeçote foi seccionada e digitalizada para que a geometria interna fosse reproduzida via prototipagem rápida. Os dutos de admissão foram montados no dispositivo modular para a realização dos testes em bancada. Todos os testes foram realizados no mesmo equipamento e com o mesmo sistema de controle, com o intuito de reduzir o número de variáveis externas na aquisição de dados. Quando realizou-se a comparação das médias dos resultados do número de swirl do cabeçote e do dispositivo modular com o uso de prototipagem rápida não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes. O método proposto representou o escoamento de ar da admissão do modelo de cabeçote analisado. / The present work proposes to execute steady state bench test, swirl number measurements, using a modular device and cylinder head intake ports from a diesel engine manufactured via rapid prototype (RP) techniques. Swirl number measurements with intake ports produced by RP, bring as main advantages: Tests reproducibility, easy to measure the swirl number variances in consequence of potential casting or machining process deviations besides of time reduction to the development of new intake ports geometry. The research is experimental and one sample of the investigated cylinder head was sent to the laboratory and the swirl number was measured for later results comparison. After the early development phase of data acquisition and design improvements, this cylinder head sample was then sectioned and digitalized as to know to have the same internal geometry in the intake ports produced via rapid prototype. The intake ports were assembled in the modular device to perform bench tests. All tests were performed in the same rig and with the same control system with aiming to reduce the external variables during data acquisition. When the mean results analysis was performed in order to compare the results between cylinder head and modular device using rapid prototype, no statistically significant changes were found. The proposed method represented the investigated cylinder head´s intake air flow.

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Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 429688.pdf: 2839415 bytes, checksum: b3a0eae8a91029f0b34ff4d7cd57a89c (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Atualmente encontra-se instalada uma mini-usina piloto para produ??o de biodiesel a partir de ?leos vegetais e gorduras, mais especificamente com ?leos de frituras usados, com capacidade de processamento de 380 L/batelada, cedida em comodato pela Empresa RSBIO M?quinas e Equipamentos Ltda ao Centro Social Marista (CESMAR) de Porto Alegre, em parceria com a PUCRS. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia para produ??o do biodiesel, envolvendo a coleta e pr?-tratamento do ?leo de fritura, processamento e produ??o de biodiesel, confec??o de manual operacional da mini-usina e do processo, an?lises do biocombust?vel e testes preliminares em motor diesel com diferentes misturas. O biodiesel produzido (total de 5 bateladas) foi analisado por Cromatografia Gasosa (CG) para determinar os teores de ?steres. Para os testes de desempenho, foram realizados ensaios em motor ciclo diesel de 2800 cm3, 4 cilindros, inje??o eletr?nica, instalado em banco dinamom?trico. Nos ensaios realizados segundo normas da SAE (Society of Automotive Engineers), foram analisados par?metros como pot?ncia, torque e consumo espec?fico de combust?vel. Os resultados obtidos apresentaram os seguintes valores m?dios: B5 (28.6 kW; 121 N.m; 1.7 L/hr) e B20 (26.8 kW; 114 N.m; 1.5 L/hr), sendo que o uso de B20 n?o alterou de forma significativa o desempenho do motor.

Atualmente, normas regulamentadoras cada vez mais restritivas são impostas com o intuito de reduzir a poluição do ar, o que impulsionou a busca dos fabricantes de motores diesel por novas abordagens e soluções tecnológicas capazes de reduzir os níveis de emissões de seus produtos. Neste contexto, o desenvolvimento de um sistema de arrefecimento automotivo mais eficiente é benéfico na redução de emissões e na melhora da economia de combustível. Dentre os componentes que compõem o sistema de arrefecimento, a bomba de água contribui em grande parte para as perdas do sistema como um todo. Assim, o presente trabalho visa investigar o desempenho de uma bomba de arrefecimento automotivo utilizando uma ferramenta de Computational Fluid Dynamics (CFD). Um modelo CAD da bomba de água foi construído com todos os detalhes requeridos para a simulação confiável. O escoamento através da bomba foi numericamente simulado empregando a técnica de volumes-finitos para resolver as equações que modelam o escoamento para um referencial não-inercial. Geralmente, partes móveis geram problemas transitórios, no entanto, visto de um referencial rotativo o escoamento através das partes móveis pode ser simulado como em regime permanente. O sistema de equações discretizadas para a pressão e as componentes de velocidade foram resolvidas utilizando o algoritmo SIMPLE. Resultados numéricos e dados experimentais foram comparados para diferentes vazões volumétricas. Após a solução numérica, o pós-processamento foi utilizado para averiguar o escoamento através da bomba e os mecanismos que influenciam em seu desempenho. Os resultados sugerem que o escoamento através da bomba pode ser representado através da ferramenta CFD, possibilitando verificar qualitativamente e quantitativamente o comportamento do escoamento e os mecanismos que afetam o desempenho da bomba de arrefecimento.

Sabe-se que um bom projeto de coletor de admissão é um fator importante para um bom desempenho de um motor de combustão interna. Modelos computacionais têm sido usados para simular escoamentos não-permanentes e compressíveis fornecendo assim suporte para melhor projeto do coletor. Neste trabalho, o estudo de escoamento compressível, intermitente e turbulento de fluido newtoniano no interior de cilindros de seção circular tem por objetivo entender os fenômenos que ocorrem dentro de um sistema complexo de dutos que conduzem o ar até os cilindros de um motor. Para tal é necessário primeiramente conhecer quais são estes fenômenos e identificar os parâmetros cruciais que influenciam no processo de solução do modelo matemático em uma geometria simplificada e assim possibilitar a avaliação do sistema em operação em uma geometria complexa. O modelo matemático usado para o escoamento compressível pulsátil dentro do duto circular reto é o URANS (Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes). Para resolver as equações governantes do modelo matemático (continuidade, quantidade de movimento, energia e modelo de turbulência) é usado o software ANSYS Fluent CFD. Esta ferramenta é baseada na discretização de volumes finitos. Este trabalho é composto por três etapas. Na primeira etapa a abordagem baseada na pressão é usada resolvendo as equações governantes de forma segregada. Após um estudo de malha, os resultados obtidos mostraram que um duto excitado por um único pulso tem uma resposta periódica com frequência constante, e certo grau de amortecimento ao longo do comprimento do duto. Foi mostrado que o comprimento do duto é o parâmetro de maior influencia no comportamento dinâmico do sistema. Na segunda etapa a mesma geometria foi empregada e o mesmo tipo de abordagem foi usada. Foi observada a resposta dinâmica de uma condição de contorno de pressão oscilante na saída do duto. É possível verificar a importância da compressibilidade do ar que atenua as amplitudes das oscilações de pressão e vazão em massa ao longo do duto. E finalmente, a terceira etapa consistiu em uma geometria complexa, formada por um duto principal, um plenum e dois runners. Como condições de contorno na saída dos dois dutos secundários foram impostas perturbações de pressão de mesma amplitude e fases variáveis, e assim verificada a vazão em massa para cada defasagem pré-estabelecida.

Neste trabalho, pretendeu-se obter as características da movimentação do ar no início do tempo de admissão em um motor diesel, partindo de sua entrada no cabeçote, passando pelos pórticos de admissão e válvulas, até a câmara de combustão, utilizando dados reais da geometria e do processo de sobrealimentação de um motor diesel. Para tanto, utilizou-se da abordagem clássica da dinâmica dos fluidos para o desenvolvimento de um modelo matemático constituído por equacionamentos que representassem o consumo de ar, a rotacionalidade do movimento do ar nos pórticos e a movimentação de ar no cilindro, descrita por linhas de corrente obtidas a partir da aplicação da teoria de escoamento potencial plano. Os cálculos foram efetuados usando planilhas eletrônicas geradas em aplicativo Excel e, tanto a avaliação dos efeitos da geometria dos condutos quanto a determinação das linhas de corrente, foram realizadas usando o aplicativo gráfico Rhinoceros. Neste trabalho foram estudadas seis condições associadas a seis ângulos de virabrequim do início do tempo de admissão e que geraram seis conjuntos de linhas de corrente. Os resultados foram comparados com ensaios de PIV - particle image velocimetry e apresentaram semelhanças relevantes nos formatos e nos sentidos das linhas de corrente. Concluiu-se que o procedimento utilizado, por sua simplicidade de implementação, não é prático quando há a necessidade de alteração de uma das variáveis envolvidas. Porém, ao desenvolver o equacionamento para os casos apresentados, foi possível estudar o fenômeno em profundidade satisfatória, mesmo com as hipóteses simplificadoras utilizadas. / In this work, the aim was to obtain the air flow characteristics in the beginning of the intake stroke in a diesel engine, considering the inlet in head, its passiage by intake runners and valves, up to the combustion chamber, using values obtained from geometry and supercharging process observed in a specific diesel engine. It was used a classical fluid dynamics approach to develop a mathematical model which represent the air consumption, the rotation of the air at intake runners and the air flow within the cylinder, described by streamlines obtained by the use of potential flow theory. The calculation used Excel electronic spreadsheets and both the effects from geometry of intake runners evaluation and the streamlines generation were conducted in drawing software Rhinoceros. In this work six different conditions, associated at six crankshaft angles in the beginning of the intake stroke were studied, resulting in six streamlines set. The results were compared to a PIV test - particle image velocimetry - and relevant similarities was observed both in shapes and rotation sense of streamlines. The conclusion was that the methodology, considering its simplicity in implementation, it is not the most practical method when a modification in variables involved is necessary. However, this methodology was enough to study the phenomenon in satisfactory depth, even using the simplifying assumptions.

El incremento de la demanda de diesel, es uno de los principales problemas que viene teniendo el país, y es que el alto consumo de este combustible se encuentra principalmente en el transporte público, maquinaria pesada, generación de energía eléctrica entre otros. En este contexto, el uso de combustibles renovables y/o alternativos en motores Diesel sería una opción energética importante, ya sea para reducir el consumo del diesel tanto como disminuir su impacto ambiental. Este trabajo de tesis realizará un estudio experimental de la operación bi-combustible para el uso de biogás, utilizando un motor de encendido por compresión, seis cilindros, aplicación vehicular, que se encuentra en un banco de pruebas en el Laboratorio de Energía de la PUCP para la aplicación de generación de energía eléctrica en zonas rurales simulando un trabajo con grupos electrógenos movidos por motores Diesel / Tesis

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Tractors are the most used agricultural machines in most mechanized operations in a rural property. This has raised agricultural tractors production and trading. Together with such production raise, questions have also been raised in relation to technical information accuracy provided by manufacturers. In this sense, the performance of an agricultural tractor engine can be known through dynamometric trials, which enable a fast diagnosis of the engine work, as well as the identification of its basic characteristics. This way, the main objective of this work was to compare torque and effective power values of new agricultural tractors engines, from trials realized in portable dynamometer bench with technical information provided by manufacturers. Concerning torque, effective power values and noise emitted by the engine, the objective is specifically to compare different makes and models of new agricultural tractors traded through the program Mais Alimentos; compare tractor motors with the same gross power; evaluate the addition of turbocharger in a agricultural engine; evaluate the sound-level emitted by agricultural engines during dynamometric trials and compare it to the maximum levels established by the Ministry of Labour and Employment regulating norm NR 15. For that, it is used an EGGERS portable eddy current dynamometer, model PT 301 MES. As conclusion, it was verified that Class IV agricultural tractors engines effective power is bigger in comparison to the values provided by manufacturers. As for Class III tractor engines, torque values assessed were bigger when compared to the manufacturers values, while Class V motors presented smaller values. / O trator é a máquina agrícola mais utilizada na maioria das operações mecanizadas em uma propriedade rural. Este fato gerou um aumento na produção e comercialização de tratores agrícolas. Juntamente com o aumento de produção dessas máquinas, surgiram dúvidas relacionadas à precisão das informações técnicas fornecidas pelos fabricantes. Nesse sentido, o desempenho do motor de um trator agrícola pode ser conhecido por meio de ensaios dinamométricos, que possibilitam o rápido diagnóstico do seu funcionamento, bem como a identificação de suas características básicas. Sendo assim, o objetivo principal deste trabalho foi comparar os valores de torque e potência efetiva do motor de tratores agrícolas novos, a partir de ensaios realizados em bancada dinamométrica móvel com as informações técnicas fornecidas pelos fabricantes. Buscou-se especificamente, no que diz respeito aos valores de torque, potência efetiva e ruído emitido pelo motor, comparar diferentes marcas e modelos de tratores agrícolas novos comercializados por meio do programa Mais Alimentos; comparar motores agrícolas de mesma potência bruta; avaliar a adição de turbo compressor em um motor agrícola; avaliar o nível de ruído emitido pelos motores agrícolas durante a realização do ensaio dinamométrico e comparar com os limites máximos de tolerância estabelecidos pela Norma Regulamentadora NR 15 do Ministério do Trabalho e Emprego. Para tanto foi utilizado um dinamômetro móvel de correntes de Foucault, da marca EGGERS, modelo PT 301 MES. Como conclusão verificou-se que a potência efetiva dos motores dos tratores agrícolas da Classe IV é maior em comparação aos valores informados pelos fabricantes. Para os motores de tratores da Classe III, os valores avaliados de torque são maiores quando comparado com os informados pelos fabricantes, enquanto que para os da Classe V esses valores foram menores.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-05-04T22:43:24Z No. of bitstreams: 1 EdilsonMarinhoSilvaJunior_DISSERT.pdf: 6513664 bytes, checksum: 740829bb11d8300fd197873698355261 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-05-04T22:53:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 EdilsonMarinhoSilvaJunior_DISSERT.pdf: 6513664 bytes, checksum: 740829bb11d8300fd197873698355261 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T22:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EdilsonMarinhoSilvaJunior_DISSERT.pdf: 6513664 bytes, checksum: 740829bb11d8300fd197873698355261 (MD5) Previous issue date: 2014-08-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / A crescente necessidade do mercado competitivo industrial de determinar e prever com maior confiabilidade e seguran?a mecanismos de falhas em sistema mec?nicos din?micos, como, por exemplo, os motores a combust?o interna, faz com que as grandes ind?strias invistam recursos em medidas preventivas e preditivas, a fim de alcan?ar uma maior produtividade industrial e diminuir custos no relevante aos crit?rios de parada das m?quinas, aliado ao mesmo tempo com a necessidade de buscar novas formas de combust?veis alternativos, atrav?s do uso combinado de fontes f?sseis de energias, de modo a preservar o tempo ?til do equipamento e buscar uma economia sustent?vel. A presente disserta??o consiste portanto em comparar e descrever par?metros tribol?gicos e de desempenho dos efeitos da utiliza??o em motores DASH 9 7FDL16-EFI, de locomotivas ferrovi?rias abastecidas com a mistura Diesel/GNL nas propor??es 70%/30%, em compara??o com um mesmo motor abastecido apenas por combust?vel Diesel. Para isso, faz-se o uso da mensura??o de componentes mec?nicos (cilindros, an?is de segmento e v?lvulas) por meio da utiliza??o de an?lises dimensionais, an?lise diametral nos cilindros, folga, espessura e abertura dos an?is de segmento e abertura de v?lvulas, somados com a an?lise dos seus fen?menos f?sicos, press?o, temperatura, vibra??o, par?metros dos motores, emiss?o, lubrificante e n?vel de press?o sonora, relacionando os dois m?todos de an?lise, matem?tica e estatisticamente, comparando os motores e relatando o desempenho do uso do motor bicombust?vel, Diesel/GNL (70%/30%), no ?mbito da vida do sistema din?mico submetido a 1050 horas de ensaio em plena carga. Observou-se, dessa forma, que motores abastecidos com a mistura Diesel/GNL, nas propor??es 70%/30% evidenciou um desgaste menor que o previsto em literatura e em alguns componentes quando comparados com o outro motor abastecido apenas por Diesel. / The growing need of the industrial competitive market to determine and predict with greater safety and reliability failure mechanisms in dynamic mechanical system, for example, internal combustion engines, makes the big industries to invest resources in preventive and predictive measures, the achieve greater industrial productivity and reduce costs in the relevant criteria for stopping the machines together at the same time with the need to seek new forms of alternative fuels, through the combined use of fossil energy sources, in order to preserve the time working equipment and seek a sustainable economy. The present work is therefore to compare and describe tribological performance and the effects of use in DASH-9 7FDL16 EFI engines, railway locomotives supplied with diesel / GNL mixture in the proportion 70% / 30% parameters, compared with a same motor fueled by diesel fuel only. For this, use is made of the measurement of mechanical components (cylinders, piston rings and valves) by using dimensional analysis, analysis in diametral cylinders off, thickness and opening of the piston rings and valve timing, added with the analysis of its physical phenomena, pressure, temperature, vibration, motor parameters, emission, lubricant and sound pressure level, linking the two methods of analysis, mathematical and statistically comparing the engines and reporting the performance of using dual-fuel engine , diesel / GNL (70% / 30%), within the life of the dynamic system subjected to 1050 hours of testing at full load. It has been observed thereby that engines fueled with diesel / LNG mixture in the proportion 70% / 30% showed less wear than expected in the literature and some components compared with the other engine fueled by diesel only.

O presente trabalho propõe a execução de ensaios de medição do número de swirl em bancada de fluxo em regime permanente, com a utilização de um dispositivo modular e dutos de admissão do cabeçote de um motor diesel produzidos via prototipagem rápida (PR). A medição do número de swirl com dutos produzidos via PR, traz como principais vantagens: reprodutibilidade dos ensaios, facilidade de simular e mensurar o número de swirl dos potenciais desvios no processo de fundição ou usinagem, além da redução no tempo para o desenvolvimento de novas geometrias dos dutos de admissão. O trabalho é experimental e uma unidade do cabeçote estudado foi encaminhado para o laboratório da EPUSP e o número de swirl medido para posterior comparação dos dados. Após a fase inicial de aquisição de dados e ajustes no projeto do dispositivo, essa unidade do cabeçote foi seccionada e digitalizada para que a geometria interna fosse reproduzida via prototipagem rápida. Os dutos de admissão foram montados no dispositivo modular para a realização dos testes em bancada. Todos os testes foram realizados no mesmo equipamento e com o mesmo sistema de controle, com o intuito de reduzir o número de variáveis externas na aquisição de dados. Quando realizou-se a comparação das médias dos resultados do número de swirl do cabeçote e do dispositivo modular com o uso de prototipagem rápida não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes. O método proposto representou o escoamento de ar da admissão do modelo de cabeçote analisado. / The present work proposes to execute steady state bench test, swirl number measurements, using a modular device and cylinder head intake ports from a diesel engine manufactured via rapid prototype (RP) techniques. Swirl number measurements with intake ports produced by RP, bring as main advantages: Tests reproducibility, easy to measure the swirl number variances in consequence of potential casting or machining process deviations besides of time reduction to the development of new intake ports geometry. The research is experimental and one sample of the investigated cylinder head was sent to the laboratory and the swirl number was measured for later results comparison. After the early development phase of data acquisition and design improvements, this cylinder head sample was then sectioned and digitalized as to know to have the same internal geometry in the intake ports produced via rapid prototype. The intake ports were assembled in the modular device to perform bench tests. All tests were performed in the same rig and with the same control system with aiming to reduce the external variables during data acquisition. When the mean results analysis was performed in order to compare the results between cylinder head and modular device using rapid prototype, no statistically significant changes were found. The proposed method represented the investigated cylinder head´s intake air flow.