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Previous issue date: 2015-11-30 / Increasing the energy efficiency of internal combustion engines manufactured for light vehicles
is a growing demand from society due to the importance of the transport sector in relation to
emissions of greenhouse gases. In a move led by the developed countries of Europe, regulatory
agencies have been imposing aggressive emission reduction targets for new cars.
The reduction of the mechanical losses caused by friction between engine components through
the development of new technologies and materials is mandatory for the most industries
involved in the manufacture of engines. The piston rings are responsible for much of the losses
due to their adverse operating conditions within the combustion chamber. The interaction
between the rings and the cylinder is decisive in determining beyond the mechanical friction
losses, wear of the assembly, oil consumption and power.
The improvement of mechanical properties of piston rings by heat treatment is an important
alternative to reduce friction. The reduction of tangential force is especially important in the
rings of the second channel, although they are known as scraper rings, in practice its main
function is to stabilize the piston and prevent compression ring floating and consequently the
flow of combustion gases into the crankcase.
Results suggest that bainitic microstructure, obtained by austempering of the piston rings made
from gray cast iron enables the reduction of their tangential force. This reduction has a positive
relationship with the engine operating temperature exposure time as found in simulations
carried out at constant temperature and logarithmic timescale. / O aumento da eficiência energética dos motores de combustão interna utilizados por
automóveis leves é uma demanda crescente da sociedade, devido à representatividade do setor
de transporte em relação às emissões dos gases do efeito estufa. Em um movimento liderado
pelos países desenvolvidos da Europa, as agências reguladoras vêm impondo metas agressivas
de redução de emissões para automóveis novos.
A redução das perdas mecânicas geradas pelo atrito entre os componentes do motor através do
desenvolvimento de novas tecnologias e materiais é mandatório entre a maior parte das
indústrias envolvidas na fabricação de motores. Os anéis de pistão são responsáveis por grande
parte dessas perdas, devido às suas condições de operação adversas dentro da câmara de
combustão. A interação entre os anéis e o cilindro é decisiva para determinar além das perdas
mecânicas por atrito, o desgaste do conjunto, consumo de óleo e potência.
A modificação das propriedades mecânicas dos anéis de pistão através de tratamento térmico é
uma alternativa importante para reduzir o atrito. Esse efeito é especialmente importante nos
anéis de segunda canaleta, que apesar de serem considerados anéis raspadores, na prática tem
como principal função estabilizar o conjunto e evitar a flutuação do anel de compressão e
consequentemente a passagem de gases de combustão para o cárter.
Os resultados sugerem que a microestrutura bainítica, obtida através da austêmpera dos anéis
de pistão fabricados a partir de ferro fundido cinzento possibilita a redução da força tangencial,
sendo que essa redução apresenta uma relação positiva com o tempo de exposição à temperatura
de trabalho do motor conforme constatado em simulações realizadas à temperatura constante e
escala logarítmica de tempo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.mackenzie.br:tede/1364 |
| Date | 30 November 2015 |
| Creators | Quartarolo, Ricardo Mazziero |
| Contributors | Vatavuk, Jan, Faldini, Sonia Braunstein, Andrade, Arnaldo Homobono Paes de |
| Publisher | Universidade Presbiteriana Mackenzie, Engenharia de Materiais, UPM, BR, Engenharia de Materiais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do Mackenzie, instname:Universidade Presbiteriana Mackenzie, instacron:MACKENZIE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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