Ensaio e análise do desempenho de motores utilizando combustíveis aditivados e não aditivados LUIS SERRANO

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Kátia Eger Maranhão
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1 Ensaio e análise do desempenho de motores utilizando combustíveis aditivados e não aditivados LUIS SERRANO ADAI IPLeiria Instituto Politécnico de Leiria

Mecânica Instituto Politécnico de Leiria Escola Superior de

2 ADAI LAETA Laboratório Associado Universidade de Coimbra Faculdade de Ciencias e Tecnologia Departamento de Engenharia Mecânica Instituto Politécnico de Leiria Escola Superior de Tecnologia e Gestão Departamento de Engenharia Mecânica Delegation of Leiria

3 Preço de Instalação + Custo Testes Teste de veículos em estrada Teste de motores em laboratório Teste de veículos em laboratório Incerteza Associada aos Resultados Reprodutibiidade de condições reais em estrada

4 ENSAIOS DE MOTORES

5 ENSAIOS DE MOTORES

6 ENSAIOS DE MOTORES 6

7 ENSAIOS DE MOTORES Determinação de Potência Máxima, Binário Máximo e Consumo Específico

8 ENSAIOS EM ESTRADA F F mot mot = R rol + R aerod F inerc F grav dv = M g ( K0 + K1v ) + Cx A v M M g sin 2 dt

9 ENSAIOS EM ESTRADA

10 ENSAIOS EM ESTRADA Equipamento e Software Balança de Precisão

11 ENSAIOS EM ESTRADA Equipamento e Software Duplo Sistema de Referenciação Geográfica (GPS) DashDyno integrando sistema de comunicação com o veículo (OBD) Software DynoScan

12 ENSAIOS EM ESTRADA Equipamento e Software Banco de Rolos 470kW IPLeiria Power [kw] 100 RV D Torque [N.m] Power (Pmax=78kW/4260rpm) Torque (Tmax=214Nm/2820rpm)

ENSAIOS EM ESTRADA Desempenho 3000 2000 1000 0-1000 Engine RPM Vehicle Speed [km/h] 200 180 160 140

13 ENSAIOS EM ESTRADA Desempenho Engine RPM Vehicle Speed [km/h] Calculated Load [%] Tempo [s

14 TESTES DE VEÍCULOS EM LABORATÓRIO

15 TESTES DE VEÍCULOS EM LABORATÓRIO

16 TESTES DE VEÍCULOS EM LABORATÓRIO

17 Testes de Potência Teste 1 Teste 3 Teste 2

18 Testes Consumo Combustível (NEDC)

19 Testes Consumo Combustível (NEDC)

20 Testes Consumo Combustível (NEDC)

21 Combustíveis (e aditivos) para automóveis Na refinaria: Destilação Extração Enxofre Cracking Polimerização Reforma catalitica

22 Combustíveis (e aditivos) para automóveis ASFALTO LUBRIFICANTES PROD. QUÍMICOS CERAS E SOLVENTES OUTROS

23 Combustíveis (e aditivos) para automóveis Características essenciais dos combustíveis Densidade Energética Densidade Poder Calorifico Viscosidade Índice de Cetano Índice de Octano Volatilidade e Tensão Vapor Inflamabilidade Ponto Fluidez 23

24 Combustíveis (e aditivos) para automóveis Densidade Valores em kg/m 3 Mínimo Máximo Comum Gasolina (EN228) Diesel (EN590)

25 Combustíveis (e aditivos) para automóveis Poder Calorifico Valores MJ/kg MJ/litro Comum Gasolina (EN228) 44,5 33, Diesel (EN590) 43,09 35,

26 Combustíveis (e aditivos) para automóveis Densidade Energética

27 Combustíveis (e aditivos) para automóveis Densidade energética

28 Combustíveis (e aditivos) para automóveis Índice de Octano Medida da Resistência à Detonação (Knock)

Combustíveis (e aditivos) para automóveis Índice de Octano Eficiência (mais potência e menos consumo) Relação Compressão Necessidade de maior

29 Combustíveis (e aditivos) para automóveis Índice de Octano Eficiência (mais potência e menos consumo) Relação Compressão Necessidade de maior Índice Octano Contudo a utilização de combustível com maior Índice Octano não implica por si só a disponibilidade de maior eficiência ou mais potência.

30 Combustíveis (e aditivos) para automóveis Índice de Octano Detonação : Aparecimento de ruído; Aumento de transmissão de calor para os diferentes órgãos do motor; Desgaste do êmbolo, válvulas e vela Pode provocar a ruína do motor.

31 Combustíveis (e aditivos) para automóveis Índice de Cetano Quantifica a Inflamabilidade do Combustível (Auto-inflamação)

32 Combustíveis (e aditivos) para automóveis Volatilidade e Tensão Vapor Facilidade de vaporizar e de se promover a ignição. Inflamabilidade Segurança no transporte e quando existem fugas pequenas. Ponto Fluidez escoamento, principalmente em climas frios.

Utilização de aditivos nos combustíveis para automóveis Aditivos são utilizados nos combustíveis desde 1921 1º Aditivo utilizado: Tetraetilo de chumbo na gasolina 1923 (aumenta índice octano) Este

33 Utilização de aditivos nos combustíveis para automóveis Aditivos são utilizados nos combustíveis desde º Aditivo utilizado: Tetraetilo de chumbo na gasolina 1923 (aumenta índice octano) Este aditivo foi utilizado até ao final do século XX. No diesel, a partir dos anos 20 foi também iniciada a introdução de aditivos que melhoravam a ignição (aumenta o índice de cetano). Este tipo de aditivos ainda hoje é utilizado.

Utilização de aditivos nos combustíveis para automóveis Os 1ºs aditivos tinham como objetivo otimizar a combustão, aumentando o índice de octano e de cetano, porque o processo de

34 Utilização de aditivos nos combustíveis para automóveis Os 1ºs aditivos tinham como objetivo otimizar a combustão, aumentando o índice de octano e de cetano, porque o processo de refinação era primário. Hoje em dia, o papel dos aditivos é muito mais vasto e cobre aspetos de segurança, ambiente, fiabilidade dos motores, refinação, fiabilidade motores, etc.

Alguns exemplos: Utilização de aditivos nos

depósitos Motores: gasolina Objetivo: manter o sistema

depósitos derivados da quebra de componentes da

admissão e nos injetores. Inlet Valves from GM 1.

Válvula suja Dirty Clean Válvula usada, mas limpa Port

35 Alguns exemplos: Utilização de aditivos nos combustíveis para automóveis Controlo na formação de depósitos Motores: gasolina Objetivo: manter o sistema de alimentação mais limpo, diminuindo a formação de depósitos derivados da quebra de componentes da gasolina e que podem acumular-se nas válvulas de admissão e nos injetores. Inlet Valves from GM 1.4L motor PFI gasolina Depósitos Válvula admissão Válvula suja Dirty Clean Válvula usada, mas limpa Port fuel Injectors Válvula nova Válvula suja Images adapted from JFU Energy Associates, Ltd.

36 Utilização de aditivos nos combustíveis para automóveis Motores: gasolina Alguns exemplos: Diminuição de atrito mecânico Inibidores corrosão Aumento da resistência à detonação (ind. Octano) Antioxidantes (durabilidade características combustível) Aumento da condutividade (diminuição carga elétrica) Desactivadores de metais Corantes e marcadores

acumulação de impurezas nos injetores de modo a garantir uma correta atomização.

37 Utilização de aditivos nos combustíveis para automóveis Alguns exemplos: Controlo na formação de depósitos Motores: diesel Objetivo: manter o sistema de alimentação mais limpo, diminuindo a acumulação de impurezas nos injetores de modo a garantir uma correta atomização. Diesel s/ aditivo Diesel aditivado Fuel injector tips (a,b), poor spray pattern and good spray pattern (d) JFU Energy Associates, Ltd.

38 Utilização de aditivos nos combustíveis para automóveis Motores: diesel Alguns exemplos: Melhorador de escoamentos a frio. Aumento da inflamabilidade (ind. Cetano). Aumento da lubricidade do combustível Aditivo anti-espuma Inibidores corrosão Antioxidantes (estabilidade química) Melhoria condutividade Desativadores metálicos Corantes e marcadores

39 Utilização de combustíveis curiosidades estatísticas

40 Utilização de combustíveis curiosidades estatísticas

41 MUITO OBRIGADO PELA ATENÇÃO Podem colocar as vossas questões??

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