12º CONGRESSO IBEROAMERICANO DE ENGENHARIA MECANICA Guayaquil, 10 a 13 de Novembro de 2015

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1 12º CONGRESSO IBEROAMERICANO DE ENGENHARIA MECANICA Guayaquil 10 a 13 de Novembro de 2015 METODOLOGIA PARA O CÁLCULO DA PRÉ-CÂMARA DE COMBUSTÃO DE UM MOTOR DE IGNIÇÃO POR LANÇA-CHAMAS MULTICOMBUSTÍVEL Castilla Alvarez C. E. * Fernandes Teixeira A. º Leal Cruz I. W. S. 1 Coelho Baeta J. G. 2 Molina Valle R. 3 *123 CTM-UFMG Avenida Presidente Antônio Carlos 6627 Belo Horizonte Minas Gerais Brasil º CEFET-MG Avenida Amazonas 7675 Belo Horizonte Minas Gerais Brasil * ing.carlos.ufps@gmail.com alyssonft92@gmail.com 1 leal.igor@yahoo.com 2 baeta@demec.ufmg.br 3 ramon@demec.ufmg.br RESUMO Os motores de combustão interna são sistemas mecânicos que convertem a energia química contida em um combustível em energia mecânica. Em virtude da sua robustez e elevada razão peso/potência essas máquinas térmicas têm sido responsáveis por suprir uma considerável parcela da geração de energia na nossa sociedade. Uma alternativa viável para a redução de consumo de combustível e diminuição nas emissões de poluentes é a utilização de um sistema de ignição por lança-chamas em motores de combustão interna de ignição por centelha. O sistema de ignição por lança-chamas gera dentro da câmara de combustão várias frentes de chama proporcionando uma combustão mais rápida e completa diminuindo também a probabilidade de ocorrer o fenômeno de detonação e possibilitando a queima dos mais variados combustíveis. Embora esses ganhos já estejam bem identificados e documentados não existe uma metodologia para o cálculo do volume e do diâmetro do furo ou dos furos de interconexão da pré-câmara. O objetivo deste trabalho é propor uma metodologia para o cálculo da geometria da pré-câmara e discutir o impacto da geometria na capacidade de liberação de energia para a câmara de combustão principal. A metodologia proposta demostra ser uma ferramenta importante no projeto de uma précâmara. PALAVRAS CHAVE: Motores de combustão interna. Motores multicombustíveis. Pré-Câmara. Ignição por lança-chamas. Modelo matemático.

2 INTRODUÇÃO A escassez e as flutuações dos preços dos combustíveis derivados do petróleo estão cada vez mais evidentes na atualidade. Essas condições de mercado incentivam significativamente o desenvolvimento de tecnologias que proporcionem índices cada vez menores de consumo de combustíveis aumento da eficiência do motor e diminuição dos poluentes presentes nos gases de exaustão [1 2]. Visando ao atendimento dessas necessidades o uso de um sistema de ignição por lança-chamas (Torch Ignition) é uma possível solução sendo capaz de permitir o funcionamento do motor com misturas pobres e com uma grande variedade de combustíveis [2]. O sistema de ignição por lança-chamas consiste na ignição por centelha de uma pequena quantidade de mistura ar-combustível por uma vela de ignição no interior de uma pré-câmara de combustão. O jato de gases produto da combustão na pré-câmara viaja através do orifício ou orifícios de interconexão e ao atingir a câmara principal cede energia para iniciar a combustão da mistura contida nesse volume[2]. Com a utilização desse sistema a combustão na câmara principal tem início em vários pontos ao mesmo tempo elevando também a turbulência no interior do cilindro promovendo assim o aumento da eficiência da combustão em comparação com o sistema convencional de ignição [3]. O sistema de ignição por lança-chamas pode trabalhar com carga homogênea ou estratificada. Na carga homogênea a mistura ar-combustível oriunda da câmara principal carrega a pré-câmara através do orifício de interconexão. Já com carga estratificada mistura ar-combustível da câmara principal ainda acessa a pré-câmara porém combustível ou mistura ar-combustível extra é adicionado por um sistema auxiliar (injeção direta válvulas auxiliares carburadores auxiliares). Assim é possível obter razão ar-combustível diferente na pré-câmara em relação à câmara principal [4]. Ricardo [5] em 1922 desenvolveu um dos primeiros trabalhos com câmaras de combustão auxiliares de carga homogênea apresentando o potencial desse sistema. Em 1974 Turkish [6] realizou uma recopilação das publicações relacionadas a essa área e fez um estudo de pré-câmaras com carga estratificada com a aplicação de uma válvula extra que foi utilizada para preencher a pré-câmara com uma mistura mais rica que a mistura da câmara principal. Como evidenciado no trabalho de Turkish a combustão com carga estratificada utilizando uma válvula e um carburador extra implicou na utilização de um sistema mecânico complexo e de alto custo de manutenção. A solução deste problema foi proposta por Wyczalek [7] em Esse autor utilizou uma précâmara com um primitivo injetor de combustível eletrônico com o qual foi possível estratificar a mistura. Entre os principais resultados dessa pesquisa foi documentado que a combinação da injeção de combustível eletrônica com o conceito de ignição por lança-chamas produziu uma elevada fonte de energia para ignição conseguindo-se inflamar mistura pobre na câmara principal e aumentar substancialmente a velocidade da combustão. Também nesse trabalho foi concluído que esse processo de combustão mais veloz reduz as emissões de monóxido de carbono e de óxidos de nitrogênio. Em 1975 Gussak [8] apresentou uma análise da estrutura hidrodinâmica da zona de combustão de misturas pobres iniciada por uma câmara de combustão auxiliar. O autor consegue otimizar a queima dessas misturas pobres ajustando os parâmetros geométricos da pré-câmara. Yamaguchi [9] em 1985 estudou e analisou experimentalmente os parâmetros de ignição e os mecanismos de queima da mistura na câmara principal utilizando um lança-chamas. Os efeitos do diâmetro do bocal e da razão de volume da estrutura do lança-chamas no processo de ignição e queima subsequente na câmara principal foram minuciosamente examinados em pré-câmaras com carga homogênea e estratificada a partir do uso de uma câmara bomba (chamber bomb). Hynes [10] em 1987 também investigou a influência dos parâmetros construtivos das pré-câmaras com carga homogênea modificando um motor monocilíndrico de quatro tempos com um cabeçote de acrílico para filmar a combustão e estudar a relação dos parâmetros geométricos da pré-câmara (volume e diâmetro do orifício) com a adição de turbulência na câmara principal. No Centro de Tecnologia da Mobilidade CTM da UFMG têm sido desenvolvidas pesquisas com o foco na produção e otimização de motores de combustão interna com sistemas de ignição por lança-chamas no sentido de elevar o nível de turbulência na câmara de combustão permitir a queima de misturas pobres e a utilização de multicombustíveis objetivando assim a diminuição do consumo específico de combustível e emissões de poluentes. Um dos primeiros trabalhos desenvolvidos no CTM-UFMG foi realizado por Sá [2] em 2001 com os objetivos de determinar as características construtivas de uma pré-câmara de combustão adaptá-la em um motor monocilíndrico assistido por injeção eletrônica e conduzir testes em dinamômetro comparando a ignição convencional por centelha e a ignição por lança-chamas com carga homogênea. Gomes [11] em 2004 avaliou a adaptação de um sistema de ignição por lança chamas de carga homogênea em um motor de combustão interna do ciclo Otto comparando as curvas de desempenho e de emissões de poluentes em relação ao mesmo motor equipado

3 com sistema de ignição original. Baptista [12] continuou o trabalho de pesquisa sobre o sistema de ignição por lança-chamas apresentando em 2007 uma metodologia para determinar se o diâmetro do orifício da pré-câmara garante a não extinção da chama ao passar pelo canal interconector. Moreira [13] em 2009 apresentou uma metodologia de projeto e construção de um sistema de ignição por lança-chamas com carga estratificada para motores multicilindro capaz de reduzir o consumo de combustível e as emissões de poluentes. Recentemente foram publicados dois trabalhos no CTM realizados por Moreira [4] e Rodrigues Filho [3] apresentando o desenvolvimento e caracterização de protótipos de motor multicilindro provido de sistema de ignição por lançachamas operando com carga homogênea [14] e com carga estratificada [15]. Em ambos os trabalhos o combustível utilizado foi o E25 e resultados para diferentes regimes de rotação do motor e diferentes cargas de operação foram apresentados. Como evidenciado nesta revisão bibliográfica cronológica mesmo com a variedade de trabalhos realizados desde os anos de 1970 existem poucas publicações em que esteja descrita uma metodologia para o cálculo dos parâmetros construtivos das pré-câmaras como diâmetro do orifício e volume interno. Dentre as poucas pesquisas com este objetivo encontra-se a publicação de Adams [14] de 1978 onde é apresentada uma metodologia para o cálculo dos parâmetros construtivos da pré-câmara partindo das características desejadas para a combustão na câmara principal. Entretanto a metodologia descrita exigiu diversas suposições que não permitem que a metodologia seja aplicada a diferentes motores. Em virtude disso este trabalho propõe uma nova metodologia de cálculo da geometria da pré-câmara que deverá auxiliar nos novos projetos e pesquisas nessa área. METODOLOGIA Uma importante característica do sistema de ignição por lança-chamas é a capacidade de fornecer à mistura contida na câmara de combustão uma quantidade maior de energia que uma vela de ignição. Em função disso torna-se importante caracterizar esse sistema auxiliar comparando-o à vela convencional. Segundo Heywood [15] um sistema convencional de ignição entrega de 30 a 50 mj de energia para a mistura iniciar a combustão. Para possibilitar a quantificação da energia extra cedida pela queima da mistura na pré-câmara à câmara de combustão principal em função dos seus parâmetros geométricos um modelo matemático foi proposto. A Fig. 1 mostra esquematicamente o cilindro de um motor a pistão dotado de sistema de ignição por lança-chamas evidenciando os volumes e superfícies de controle empregados no modelo matemático. Fig. 1: Diagrama esquemático do sistema modelado A seguir são descritas as hipóteses adotadas na modelagem matemática seguidas pelas principais equações. A análise é restringida ao período de válvulas fechadas (FVA-AVE). Não foi considerada a entrada nem saída de massa por injeção direta de combustível ou blow-by. O sistema fechado foi dividido em dois volumes de controle um para a câmara de combustão principal (sub índice p) e outro para a pré-câmara de combustão (sub índice pc). Os volumes são separados por um orifício de interconexão conforme ilustrado na Fig. 1. Os cálculos são iniciados com o pistão próximo ao PMI (posição do FVA) e são concluídos após o final da combustão na pré-câmara. As equações de conservação da massa e da energia são resolvidas para ambos os volumes de controle permitindo a transferência de massa e energia entre as câmaras através do orifício de interconexão. O sub índice mo é utilizado para as variáveis a montante do escoamento pelo orifício e ju para as variáveis a jusante. A combustão nas câmaras de combustão é modelada independentemente a partir da Lei de Wiebe de uma zona. Em virtude da parada do cálculo após a liberação de energia na pré-câmara o modelo desconsidera as trocas de calor com a parede.

4 O enchimento do cilindro é modelado supondo que a mistura ar-combustível presente no volume deslocado pelo pistão do PMS ao PMI está na temperatura e pressão do coletor de admissão. Assim ajustando-se a pressão na admissão é possível variar a carga de mistura que acessa o cilindro. Gás residual é modelado supondo que a mistura presente no cilindro com o pistão no PMS está na temperatura e pressão do coletor de escapamento. Assim ajusta-se a porcentagem de gás residual a partir da variação da temperatura e pressão do escapamento. O cálculo da massa de combustível nas câmaras de combustão é feito a partir da suposição de mistura homogênea em cada uma das câmaras e com AFR conhecido. A massa de mistura ar-combustível em cada uma das câmaras de combustão é determinada no instante da ignição na pré-câmara. Modela-se a passagem do gás no orifício interconector supondo escoamento isentrópico unidimensional através de uma restrição conforme apresentado por Heywood [15] sendo utilizado um coeficiente de descarga igual a 10. Dessa forma a área efetiva é igual à área nominal. O sentido positivo da velocidade é considerado o de saída de gás da pré-câmara. O fluido de trabalho é suposto como obedecendo a Lei dos Gases Ideais. Além disso os calores específicos do fluido são considerados como função da temperatura em cada volume de controle. Utilizou-se uma abordagem de diagnóstico de duas zonas na câmara de combustão principal permitindo assim uma estimativa da temperatura dos gases queimados conforme descrito por Machado [16] implicando que somente a zona queimada da mistura na câmara principal interage com a pré-câmara. O volume total disponível no cilindro em função do ângulo do virabrequim é calculado a partir das relações geométricas do motor conforme apresentado por Heywood [15]. As Eqs. (1) e (2) representam o fluxo de massa e energia respectivamente pelo orifício interconector. = (1) = 1 + (2) Na determinação da massa temperatura e pressão nas câmaras de combustão em função do ângulo do virabrequim são empregadas as Eqs. (3) (4) (5) (6) e (7). O passo de integração utilizado foi de 001. = = (3) = (4) = + (5) = + (6) = + (7) A Lei de Wiebe descrita pela Eq. (8) e extensamente estudada por outros autores conforme [17] é utilizada para modelar a combustão nas câmaras de combustão. Os coeficientes da equação para a câmara de combustão principal foram calculados a partir de valores típicos do processo de combustão em motores de combustão interna de ignição por centelha conforme apresentado por [18 19] e ilustrado na Tabela 1. = 1 (8) Modela-se a combustão na câmara principal para valores típicos de um processo de combustão eficiente segundo [ ]. Essa abordagem permite analisar a influência da combustão na pré-câmara indicando previamente que a câmara principal apresenta uma combustão tipicamente eficiente.

5 Diferentemente da combustão na câmara principal na pré-câmara a combustão é ajustada para 15 diferentes condições de queima apresentadas na Tabela 1. Para isso foram adotados 5 diferentes tempos totais de queima e 3 diferentes posicionamentos da curva dada pela Lei de Wiebe da pré-câmara em relação à câmara principal. O parâmetro modela essa defasagem. Tabela 1: Parâmetros de combustão na câmara principal e na pré-câmara Câmara Principal MBF90-10 MBF APMS [ APMS] Pré-Câmara [ ] = 1/ = 1/ = 2/ Dois parâmetros adicionais são propostos neste trabalho um referente à energia especifica da pré-câmara Eq.(9) e outro que relaciona os parâmetros geométricos da pré-câmara com o regime de funcionamento do motor Eq (10). = (9) = = (10) Um código computacional foi desenvolvido em ambiente MATLAB para a resolução das equações do modelo e uma sub-rotina de aplicação também foi elaborada. Assim avalia-se para diferentes combinações dos parâmetros de entrada a energia específica da pré-câmara. A Tabela 2 ilustra os intervalos de valores de aplicação para cada variável no modelo totalizando combinações diferentes. Tabela 2: Variação de parâmetros adotados nas simulações do modelo. 1/3 1/2 2/3 [ ] [%] [mm] [m/s] Para a aplicação do código computacional foram obtidos alguns dados sobre um motor já adaptado para funcionar com o sistema de ignição por lança-chamas apresentado por [3]. Na Tabela 3 são apresentados os parâmetros utilizados no modelo. Tabela 3: Dados principais de entrada para o modelo Parâmetro Valor Parâmetro Valor Diâmetro do pistão 79 mm Pressão e temperatura na admissão 04 bar e 40 C Curso do pistão 814 mm Pressão e temperatura no escapamento 10 bar e 400 C Taxa de compressão 11: 1 Combustível (ambas as câmaras) Gasolina E25 Comprimento da biela 137 mm AFR Pré-Câmara 1325 Volume da câmara de combustão 399 cm³ AFR Câmara Principal 1325

6 Deve-se salientar que a taxa de compressão foi mantida constante ao acrescentar as pré-câmaras. Para isso considerou-se uma redução no volume da câmara de combustão à medida que as pré-câmaras de diversos tamanhos eram avaliadas. Nesse sentido é necessário observar que o parâmetro β indica a relação entre o volume da précâmara e o volume original da câmara de combustão. A razão efetiva entre o volume da pré-câmara e da câmara de combustão é sempre maior que o parâmetro β quando se mantém constante a taxa de compressão do motor. Outro ponto a ser destacado é a carga de trabalho do motor. Como o enchimento da pré-câmara é função da quantidade de mistura ar-combustível disponível no cilindro a energia liberada por aquela é função da carga de operação do motor. No projeto de sistemas de ignição por lança-chamas deve-se verificar se o diâmetro efetivo do orifício é maior que o diâmetro crítico para extinção da chama. Essa verificação deve ser feita em dois passos. O primeiro passo é verificar a inibição da formação do kernel e propagação da chama conforme relatado por Adams [14]. Nessa etapa garante-se que não haverá extinção da chama em virtude da alta velocidade dos gases entrando na pré-câmara através do orifício ainda durante ciclo de compressão do motor enquanto a chama se propaga dentro da pré-câmara. Assim segundo o autor o tempo característico de turbulência deve ser maior que o tempo característico de combustão. A Eq. (15) pode ser usada para essa verificação [14 15]. (15) O segundo passo é a verificação da extinção da chama ao passar pelo orifício indo em direção à câmara de combustão principal. Nesse caso Turns [21] mostra o procedimento genérico para tal verificação. Alguns trabalhos como o de Toulson [22] mostram que a chama extingue ao atingir velocidade sônica ou supersônica assim sistemas equipados com pré-câmara de combustão nos quais a velocidade do jato é sônica ou supersônica são chamados de jet ignition. Portanto a verificação do diâmetro pode ser feita observando-se a velocidade máxima do jato de saída. RESULTADOS E DISCUSSÕES A avaliação numérica do sistema de ignição por lança-chamas indicou que o parâmetro ε tem grande efeito sobre a energia específica da pré-câmara. Em contrapartida a defasagem da combustão na pré-câmara em relação à câmara principal não apresentou significativa influência na energia específica. Por esse motivo todos os resultados são mostrados para a condição em que = 1/2. Na Fig. 2a são mostrados 1134 pontos referentes às combinações de razão de volume da pré-câmara e diâmetro do orifício para diferentes valores de ε. Nota-se que há uma tendência de decréscimo da energia específica no motor simulado à medida que ε ultrapassa 75 m/s. Analisando a Fig. 2b em conjunto com a Fig. 2a observa-se que há um decréscimo da energia específica à medida que cresce. Dessa forma o conjunto de pontos apresentados na Fig. 2a indica que mantido o volume constante há um ponto de máximo de energia específica próximo a ε = 75 m/s e para ε menor que esse valor sofre poucas alterações. Pela definição do parâmetro ε nota-se que essa grandeza é função do regime de rotação do motor. Assim como o motor trabalha em um faixa de regime de operação no projeto do sistema de ignição por lançachamas deve-se adotar ε que garanta o maior valor de para o maior regime de rotação do motor = = 75 m/s [mj/cm³] [mj/cm³] mJ (a) [m/s] (b) [%] Fig. 2: (a) Energia específica em função do - resultado da simulação. (b) Energia específica em função da relação de volume - resultado da simulação

7 Dessa forma como a relação de volume da pré-câmara e o diâmetro efetivo do orifício permanece constante quando a rotação de operação cair a energia específica não sofrerá grandes alterações. Nessa etapa é possível notar que uma vez definida a rotação máxima de operação do motor a razão entre o volume da pré-câmara e diâmetro do orifício é definida (Eq. (10)). Na definição do volume da pré-câmara é necessária a adição de um parâmetro de projeto. Um valor de referência para a energia total liberada pela pré-câmara deve ser adotado. Portanto é preciso um parâmetro para definir quanta energia será liberada em comparação com uma vela de ignição. A partir da análise da Fig. 2b nota-se que a multiplicação do valor no eixo das abscissas pelo valor no eixo das ordenadas e posteriormente pelo valor do volume da câmara de combustão possibilita calcular a energia liberada pela pré-câmara. Ainda pela observação da Fig. 2b nota-se que o sistema estudado deverá entregar 176 vezes a energia de uma vela convencional de 50 mj quando operado na condição de carga especificada. Portanto para ε = 75 m/s essa energia é conseguida quando o volume da pré-câmara é cerca de 7% do volume da câmara de combustão do motor original. Dessa forma consegue-se determinar o volume da pré-câmara. Fator de correção cpc [ ] Fig. 3: Gráfico de compensação da energia σ em função do tempo de queima A Fig. 3 ilustra que existe um fator de correção para apresentado nas Figs. 2a e 2b na medida em que se altera o tempo de queima. Assim deve-se adotar um valor para o tempo total de queima da mistura na pré-câmara sendo que neste exemplo de dimensionamento adotou-se um tempo de queima de 15. Alguns dos trabalhos apresentados nas referências podem ser usados para relacionar com o tempo típico de queima na pré-câmara como Moreira [4]. máx [rpm] nef [mm] = 75 m/s Fig. 4: Relação do diâmetro efetivo do furo com o regime máximo de rotação Os resultados obtidos pelo modelo matemático mostrados na Fig. 4 indicam que para constante o diâmetro não tem grande influência sobre a energia específica da pré-câmara mas a definição desse parâmetro mostra que limita o regime de rotação máxima do motor. Assim uma vez definida a rotação máxima de operação conseguese determinar qual o diâmetro efetivo com que a pré-câmara deve ser projetada. No exemplo ilustrado na Fig. 4 adotou-se o regime máximo de operação do motor de 6000 rpm determinando-se assim uma pré-câmara com orifício de interconexão de 5 mm de diâmetro efetivo. Como há perda de carga do fluido ao passar pelo conduto de interconexão da pré-câmara deve-se utilizar um diâmetro nominal diferente do diâmetro efetivo conforme Eq. (10). Para o caso analisado assumindo-se um coeficiente de descarga na entrada da pré-câmara igual a 07 tem-se que o diâmetro nominal do orifício deve ser de 6 mm. Por fim conforme apresentado na última etapa da metodologia deve-se verificar se há extinção da chama. A partir dos dados de temperatura = 700 K pressão = 7 bar densidade = 33 kg/m³ e velocidade = 105 m/s para regime de 6000 rpm obtidos pela modelagem para a condição apresentada na Tabela 3 e adotando-se = 0103 W/mK = 1250 J/kgK e = 035 m/s conclui-se que o diâmetro crítico é de 22 mm. Logo não haverá impedimento da propagação da chama dentro da pré-câmara. Com relação à segunda [mj/cm³]

8 verificação obteve-se pela modelagem que a velocidade máxima do jato é de 055 Mach ou seja escoamento subsônico. Portanto a chama não extinguirá ao passar pelo orifício. Apesar da verificação ter sido efetuada somente para 6000 rpm confirmou-se que para velocidade de rotação de trabalho inferior a 6000 rpm todos os parâmetros relacionados à extinção da chama levam a uma redução do diâmetro crítico. CONCLUSÃO Um modelo matemático do sistema de ignição por lança-chamas foi proposto e aplicado permitindo o desenvolvimento de uma nova metodologia de cálculo das pré-câmaras para motores de ignição por lança-chamas. Dois parâmetros foram propostos ( e ) e serviram de base para a metodologia desenvolvida. Um parâmetro adicional de projeto referente à energia do jato da pré-câmara em comparação com uma vela convencional também foi proposto e deverá ser utilizado para padronização dos novos projetos. A metodologia proposta para o cálculo dos parâmetros geométricos da pré-câmara de um sistema de ignição por lança-chamas é apresentada a seguir: 1 - Construção do modelo matemático conforme às considerações apresentadas na metodologia deste trabalho; 2 - Definição do motor e condições de trabalho (pode-se adotar diferentes combustíveis e estratificação da carga) conforme Tabela 3; 3 - Estudo paramétrico a partir das variáveis apresentadas na Tabela 2; 4 - A partir das simulações com o modelo determinação de para máximo conforme Fig. 2a; 5 - Definição do parâmetro de projeto energia total liberada em relação a uma vela de ignição convencional; 6 - Determinar o volume da pré-câmara a partir da relação vs β fornecida pelo modelo e da energia requerida conforme ao apresentado na Fig. 2b; 7 - Verificação do item 6 em virtude da correção em função do tempo de queima como apresentada na Fig. 3; 8 - Determinação do diâmetro efetivo do orifício a partir da influência do diâmetro na rotação máxima de operação do motor estudado para manter o constante como apresentado na Fig. 4; 9 - Verificação do diâmetro crítico para extinção da propagação da chama conforme apresentado na metodologia; 10 - Caso o diâmetro efetivo seja menor que o diâmetro crítico deve-se aumentar o diâmetro do orifício; 11 - Definição do diâmetro nominal do orifício a partir do diâmetro efetivo e de um coeficiente de descarga que pode ser obtido experimentalmente ou numericamente por análise de volumes finitos. REFERÊNCIAS 1. P. R. B. Burger et al. Estudo do Desempenho de um Motor Multicombustível Operando Simultaneamente com GNV e Álcool Etílico em Diferentes Proporções Belo Horizonte: Escola de Engenharia da UFMG D. Sá and R. Valle Análise de um sistema de ignição por lança-chamas adaptado a um motor do ciclo Otto Dissertação de Mestrado UFMG Belo Horizonte MG Brasil F. Rodrigues filho Projeto construção e caracterização do desempenho de um motor de combustão interna provido de um sistema de ignição por lança chamas de carga estratificada. Ph.D. thesis Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte T. Moreira Análise e caracterização de um sistema de ignição por lança chamas operando com carga homogênea Ph.D. thesis Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte H. R. Ricardo Recent Research Work on the Internal-Combustion Engine SAE Technical Paper M. C. Turkish 3-Valve Stratified Charge Engines: Evolvement Analysis and Progression SAE Technical Paper F. Wyczalek et al. EFI Prechamber Torch Ignition of Lean Mixtures SAE Technical Paper L. Gussak M. C. Turkish and D. C. Siegla High chemical activity of incomplete combustion products and a method of prechamber torch ignition for avalanche activation of combustion in internal combustion engines SAE Technical Paper S. Yamaguchi N. Ohiwa and T. Hasegawa Ignition and burning process in a divided chamber bomb Combustion and flame vol. 59 no. 2 pp J. Hynes Turbulence effects on combustion in spark ignition engines Ph.D. thesis University of Leeds 1986.

9 11. J. GOMES Projeto e adaptação de um sistema de ignição por lança-chamas a um motor térmico do ciclo Otto Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica-UFMG. Belo Horizonte-MG p B. de Souza Baptista Desenvolvimento de um sistema de ignição por lança-chamas para motor ciclo otto Ph.D. thesis Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica-UFMG. Belo Horizonte-MG T. MOREIRA Projeto e Construção de um Sistema de Ignição por Lança Chamas com carga estratificada para Motor do Ciclo Otto Belo Horizonte. Dissertação de Mestrado. Escola de Engenharia Universidade Federal de Minas Gerais T. Adams Theory and evaluation of auxiliary combustion (torch) chambers SAE Technical Paper J. B. Heywood Internal combustion engine fundamentals: Mcgraw-hill New York G. Machado Metodologias para desenvolvimento de combustíveis e determinação da velocidade de propagação de chama em motores de ignição por centelha D. Sc. Thesis PUC-Rio Rio de Janeiro J. Ghojel Review of the development and applications of the Wiebe function: a tribute to the contribution of Ivan Wiebe to engine research International Journal of Engine Research vol. 11 no. 4 pp J. A. Goldwitz Combustion optimization in a hydrogen-enhanced lean burn SI engine Ph.D. thesis Massachusetts Institute of Technology F. A. Ayala M. D. Gerty and J. B. Heywood Effects of combustion phasing relative air-fuel ratio compression ratio and load on SI engine efficiency SAE Technical Paper J. G. C. Baeta Metodologia experimental para a maximização do desempenho de um motor multicombustível turboalimentado sem prejuízo à eficiência energética global Ph.D. thesis Escola de Engenharia Universidade Federal de Minas Gerais S. R. Turns An Introduction to Combustion: Concepts and Applications Second Addition E. Toulson Applying alternative fuels in place of hydrogen to the jet ignition process Ph.D. thesis Faculty of Engineering Mechanical and Manufacturing Engineering The University of Melbourne UNIDADES E NOMENCLATURA A Área (m 2 ) ad Adimensional (ad) AVE Abertura da válvula de exaustão (ad) AFR Relação ar- combustível (ad) c v c p Calores específicos (kj/kg K) D Diâmetro (m) FVA Fechamento da válvula de admissão (ad) MFB Fração de massa queimada (ad) k Condutividade térmica (W/mK) m Massa (kg) P Pressão (kpa) PCI Poder Calorifico Inferior (kj/kg) PMI Ponto Morto Inferior (ad) PMS Ponto Morto Superior (ad) Q Calor (kj) R Constante dos gases (kj/kg K) Velocidade padrão de chama laminar (m/s) T Temperatura (K) V Velocidade (m/s) V o Velocidade do gás entrando na pc (m/s) W Trabalho (J) X b Fração de massa queimada (ad) Volume (m 3 ) Letras gregas β Relação de volumes entre as câmaras (ad) Δθ c Tempo total de combustão ( ) ε Parâmetro de avaliação (m/s) θ Ângulo do virabrequim ( ) ρ Massa específica (kg/m 3 ) σ Energia específica (mj/cm 3 ) φ Energia da pré-câmara (mj) ω Rotação do motor (rad/s) Sub Índices ef ju n mo p pc ub Ênfases Combustível Efetivo Variáveis a jusante do orifício Parâmetro no orifício Variáveis a montante do orifício Câmara principal Pré-câmara Zona não queimada Propriedades médias Derivada temporal Con formato: Italiano (Italia)