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RICARDO BALBÃO CAMPIGLIA
Estudo da influência da geometria da tubulação a montante da válvula
de aceleração no desempenho do sistema de admissão de ar de um
motor de combustão interna de ignição por faísca
São Paulo
2007
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i
RICARDO BALBÃO CAMPIGLIA
Estudo da influência da geometria da tubulação a montante da válvula
de aceleração no desempenho do sistema de admissão de ar de um
motor de combustão interna de ignição por faísca
Trabalho de conclusão de curso
apresentado à Escola Politécnica da
Universidade de São Paulo para
obtenção do título de Mestre
Profissional em Engenharia
Automotiva
Área de Concentração:
Engenharia Automotiva
Orientador: Prof. Dr.
Maurício Assumpção Trielli
São Paulo
2007
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ii
DEDICATÓRIA
À minha esposa Ligia
Companheira, amiga, que compreendendo a importância deste trabalho
dispôs do tempo que temos reservado para a família, ofereceu apoio, se preocupou,
torceu e vibrou com cada uma das etapas vencidas durante este desafio.
Muito Obrigado.
iii
AGRADECIMENTOS
À Ligia minha esposa, por todo seu apoio.
Ao prof. Dr. Maurício Assumpção Trielli, meu orientador, que com sabedoria e
paciência soube direcionar-me para que este trabalho fosse concluído com a
qualidade aqui apresentada.
À Delphi Automotive System do Brasil Ltda, na pessoa do Sr. Roberto M.
Stein, empresa onde trabalho que cedeu recursos para que os ensaios pudessem
ser executados.
Aos técnicos dos dinamômetros de motores 2 e 3 do Centro Tecnológico da
Delphi que souberam ouvir e compreender as necessidade impostas por este
trabalho e conduzir os ensaios como solicitado.
A Wagner Lemmermann, meu chefe na Delphi, que sabendo da importância
deste trabalho me liberou, por várias vezes, em horário comercial, para que etapas
deste pudessem ser concluídas.
iv
Henry Ford did not invent the
automobile.
He didn’t even “invent” the assembly
line.
So what did he do?
He learned well.
He took risks.
He saw failure as a lesson.
He perfected the product, the process
and the policies that shaped the
American auto industry.
He became a celebrity, and he made
some mistakes.
He found a remarkable museum to
inspire others.
NEVER STOP LEARNING.
v
RESUMO
O impacto nos parâmetros de desempenho (potência, consumo específico e
emissões) de um motor de combustão interna pela alteração de sua curva de
eficiência volumétrica devida à modificação dos componentes do sistema de
admissão de ar, deve ser muito bem conhecido pelos projetistas deste tipo de
máquina térmica.
Com o objetivo de fornecer subsídios técnicos adicionais, este trabalho
apresenta um estudo experimental realizado em motor de ignição por faísca, com
sistema eletrônico de injeção de combustível, onde um reservatório de dimensões
significativas (plenum) foi instalado a montante da válvula de aceleração do sistema
de admissão de ar, em 3 diferentes configurações de montagem, buscando verificar
a influência de sua presença na eficiência volumétrica do motor. Além disso, foi
verificada, também, a influência do sentido de abertura da borboleta da válvula de
aceleração, posicionando-a a 90º relativamente à sua montagem original.
Os ensaios realizados utilizaram como referência (baseline) a condição do
motor operando com seu sistema de admissão de ar original.
Os resultados obtidos permitem verificar, por exemplo, que a utilização do
plenum construído para os ensaios, promoveu um aumento de desempenho do
motor para regimes de cargas parciais com abertura de borboleta acima de 75% e
para rotações superiores a 3500 rpm.
Durante todos os ensaios realizados em bancada e descritos neste trabalho,
foram, também, medidas as produções dos gases poluentes, com o objetivo de
identificar a variação destas produções, buscando associá-las com mudança na
eficiência volumétrica do sistema e por conseqüência no desempenho do motor.
Palavras-chave: Motor de combustão interna. Eficiência volumétrica. Sistema
de admissão de ar.
vi
ABSTRACT
The impact on internal combustion engine performance (power, fuel
consumption and emissions) due to its volumetric efficiency variation based on
changes in the intake air system components must be well known by thermal
machines designers.
With the objective to provide additional technical subside, this work presents
an experimental study done using a spark ignition internal combustion engine,
equipped with electronic injection system, where a large reservoir (plenum) were
assembled before intake air system throttle body. 3 different assembly configurations,
with a proposal to verify the influence of its presence on engine volumetric efficiency,
were tested. Besides it was also verified the influence of throttle body valve opening
orientation, positioning it 90º relatively to its original position.
Ran tests used as reference (baseline) the engine operating conditions using
its original intake air system
Obtained results allow verifying, as an example, that the plenum used during
al. tests, promoted an engine performance increase at partial loads condition when
the throttle valve was positioned at or above 75% and speeds greater than 3500 rpm.
During al. bench tests, which are described in here, production of emission
gases were measured with the aim to identify their variation and associate them to
system volumetric efficiency variation and, per consequence, to engine performance.
Keywords: Internal combustion engine. Volumetric efficiency. Intake air
system
vii
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .............................................................................................1
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA........................................................................2
2.1 Breve histórico do desenvolvimento de motores de combustão
interna: .................................................................................................................................2
2.2 Sistema de preparação de mistura combustível-ar para motores de
ignição por faísca:.............................................................................................................4
2.2.1 Carburador:.....................................................................................................5
2.2.2 Sistema eletrônico de injeção de combustível no coletor de
admissão: ........................................................................................................................5
2.2.2.1 Sistema monoponto (single point): ..................................................6
2.2.2.2 Sistema multiponto (multi point): .....................................................6
2.2.3 Sistema Eletrônico de injeção direta na câmara de combustão
(GDI-Gasoline Direct Injection):.................................................................................7
2.3 Sistema de preparação de mistura combustível-ar para motores de
ignição por compressão:.................................................................................................8
2.4 Eficiência Volumétrica: ........................................................................................9
2.4.1 Considerações iniciais: ...............................................................................9
2.4.2 Equacionamento:.........................................................................................13
2.4.2.1 Eficiência volumétrica de um ciclo ideal:.....................................16
2.4.2.2 Efeito da composição do combustível, fase e relação
combustível-ar: ....................................................................................................17
2.4.2.3 Efeitos da fração do combustível vaporizado, do calor de
vaporização, e do calor de transferência:.....................................................18
2.4.3 Outros efeitos sobre a eficiência volumétrica: ...................................20
2.4.3.1 Efeito da relação da pressão de admissão e exaustão e
relação de compressão: ........................................................................................20
2.4.3.2 Efeitos quasi-estáticos e dinâmicos combinados: ....................20
2.4.3.2.1. Perdas por atrito: ............................................................................20
2.4.3.2.2. Efeito RAM ........................................................................................23
2.4.3.2.3. Fluxo reverso na admissão:.........................................................24
2.4.3.2.4. Sintonia (Tunning):.........................................................................24
2.4.3.3. Velocidade média do pistão: ............................................................26
2.4.4. Redução da eficiência volumétrica às condições padrão: ..................29
2.4.5. Modelo matemático: .......................................................................................30
3 METODOLOGIA EXPERIMENTAL: ..........................................................34
3.1 Considerações iniciais: .....................................................................................34
3.2 Procedimento Experimental:............................................................................36
4 RESULTADOS e ANÁLISES:....................................................................42
4.1 Considerações iniciais: .....................................................................................42
4.2. Resultados e análises comparativas entre os ensaios 1 e 2: .................42
4.2.1. Análise comparativa de parâmetros de desempenho:......................43
4.2.2. Análise comparativa de emissões:.........................................................47
4.3. Resultados e análises comparativos entre os ensaios 1 e 3, 4 e 5: ......50
4.3.1. Análise comparativa de parâmetros de desempenho:......................51
4.3.2. Análise comparativa de emissões:.........................................................54
viii
4.3.3. Análise utilizando os grupos adimensionais número de Reynolds
e coeficiente de perda de carga: .............................................................................58
5 CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS: .........63
ANEXO 1 – EQUIPAMENTO E COMPONENTES UTILIZADOS:..................65
1 Equipamento utilizado: ..........................................................................................65
2 Componentes utilizados:.......................................................................................70
ANEXO 2 – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL E INCERTEZAS:..............76
1 Procedimento experimental: ................................................................................76
2 Incerteza: ...................................................................................................................78
1 Ensaio 1: ....................................................................................................................89
2 Ensaio 2: ....................................................................................................................95
3 Ensaio 3: ..................................................................................................................101
4 Ensaio 4: ..................................................................................................................108
5 Ensaio 5: ..................................................................................................................115
ANEXO 4 – TEORIA DA SEMELHANÇA APLICADA AO ESCOAMENTO EM
CONDUTOS: .................................................................................................122
1. O diagrama de Moody:.............................................................................122
2. Perdas localizadas:...................................................................................126
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:............................................................134
ix
LISTA DE FIGURAS
Figuras Capítulo 2:
Figura 2.1- Ilustração motor de quartos tempos (ciclo Otto)....................................................................2
Figura 2.2: Energia perdia entre o motor de combustão interna e as rodas de tração do veículo..........9
Figura 2.3: Troca de gases em motor de quarto tempos de ignição por faísca ....................................12
Figura 2.4: Perdas de pressão no sistema de admissão de um motor de combustão interna, quatro
tempos com ignição por centelha, determinadas para uma condiçãode vazão permanente................22
Figura 2.5: Pressão instantânea nos coletores de admissão e exaustão de um motor de quatro
cilindros, quatro tempos, com ignição por faísca e válvula de aceleração na posição de máxima
abertura. .................................................................................................................................................25
Figura 2.6: Eficiência volumétrica em função da velocidade média do pistão para motores Diesel e de
ignição por faísca. ..................................................................................................................................26
Figura 2.7: Impactos na eficiência volumétrica devidos a diferentes fenômenos os quais afetam a
vazão de ar em função da rotação do motor. ........................................................................................27
Figura 2.8: Esquema ilustrativo representando componentes utilizados durante ensaios e volume de
controle...................................................................................................................................................31
Figuras Capítulo 3:
Figura 3.1: Volume de controle (linha tracejada azul) e locais onde pressão e temperatura foram
medidas durante ensaios. (a) côn:figuração sem plenum; (b) configuração com plenum. ...................35
Figura 3.2: Sistema de admissão de ar original do motor testado.........................................................38
Figura 3.3: Sistema de admissão de ar do motor testado com válvula de aceleração rotacionada 90º.
................................................................................................................................................................38
Figura 3.4: Sistema de admissão de ar do motor testado com válvula de aceleração montada na
posição original e reservatório (plenum) montado na posição vertical com entrada da massa de ar
filtrada pelo lado superior deste. ............................................................................................................39
Figura 3.5: Sistema de admissão de ar do motor testado com válvula de aceleração montada na
posição original e reservatório (plenum) montado na posição vertical com entrada da massa de ar
filtrada pelo lado direito deste. ...............................................................................................................39
Figura 3.6: Sistema de admissão de ar do motor testado com válvula de aceleração montada na
posição original e reservatório (plenum) montado na posição horizontal com entrada da massa de ar
filtrada pelo lado direito deste. ...............................................................................................................40
Figura 3.7: Reservatório de dimensões significantes ou plenum ..........................................................40
Figura 3.8: Medidor de vazão de ar do tipo anemômetro e barril de 200 L...........................................41
Figuras Capítulo 4:
Figura 4.1: Seção em corte de parte do sistema de admissão de ar (mangueira de conexão do filtro de
ar à válvula de aceleração, válvula de aceleração e coletor de admissão). Figuras (a) válvula de
aceleração montada na posição original do sistema (ensaio 1); (b) válvula de aceleração montada
rotacionada 90º sentido horário (ensaio 2). ...........................................................................................43
x
LISTA DE GRÁFICOS
Gráficos Capítulo 2
Gráfico 2.1: curva genérica de eficiência volumétrica ...........................................................................10
Gráfico 2.2: Efeito do vapor de combustível na relação de pressão parcial na admissão. ...................18
Gráfico 2.3: Pressão no coletor de escape em função da carga no coletor de admissão e rotação para
um motor com quatro cilindros de quatro tempos com ignição por centelha. ......................................23
Gráfico 2.4: Efeito do comprimento do duto do coletor de admissão na eficiência volumétrica em
função da rotação...................................................................................................................................28
Gráfico 2.5: Efeitos da variação do tempo (a) e curso (b) das válvulas na eficiência volumétrica em
função da rotação...................................................................................................................................29
Gráficos Capítulo 4
Gráfico 4.1: Comparação entre eficiências volumétricas obtidas nos ensaios 1 e 2 para diferentes
posições de abertura da borboleta da válvula de aceleração................................................................44
Gráfico 4.2: Torque medido durante os ensaios 1 e 2 para diferentes posições de abertura da
borboleta da válvula de aceleração........................................................................................................45
Gráfico 4.3: Potência medida durante os ensaios 1 e 2 para diferentes posições de abertura da
borboleta da válvula de aceleração........................................................................................................45
Gráfico 4.4: Consumo específico medido durante os ensaios 1 e 2 para diferentes pis;óes de abertura
da borboleta da válvula de aceleração ..................................................................................................46
Gráfico 4.5: Dióxido de carbono (CO
2
) medido durante os ensaios 1 e 2 para diferentes posições de
abertura da borboleta da válvula de aceleração....................................................................................47
Gráfico 4.6: Monóxido de carbono (CO) medido durante os ensaios 1 e 2 para diferentes posições de
abertura da borboleta da válvula de aceleração....................................................................................48
Gráfico 4.7: Óxido de nitrogênio (NO
X
) medido durante os ensaios 1 e 2 para diferentes posições de
abertura da borboleta da válvula de aceleração....................................................................................48
Gráfico 4.8: Oxigênio (O
2
) medido durante os ensaios 1 e 2 para diferentes posições de abertura da
borboleta da válvula de aceleração........................................................................................................49
Gráfico 4.9: Hidrocarboneto(HC) medido durante os ensaios 1 e 2 para diferentes posições de
abertura da borboleta da válvula de aceleração....................................................................................49
Gráfico 4.10: Comparação entre eficiências volumétricas obtidas nos ensaios 3, 4 e 5 para diferentes
posições de abertura da borboleta da válvula de aceleração................................................................52
Gráfico 4.11: Torque medido durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições de abertura da
borboleta da válvula de aceleração........................................................................................................52
Gráfico 4.12: Potência medida durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições de abertura da
borboleta da válvula de aceleração........................................................................................................53
Gráfico 4.13: Consumo específico medido durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições de
abertura da borboleta da válvula de aceleração....................................................................................53
Gráfico 4.14 Dióxido de carbono(CO
2
) medido durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições de
abertura da borboleta da válvula de aceleração....................................................................................55
Gráfico 4.15: Monóxido de carbono(CO) medido durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições
de abertura da borboleta da válvula de aceleração...............................................................................55
Gráfico 4.16: Óxido de nitrogênio(NO
x
) medido durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições
de abertura da borboleta da válvula de aceleração...............................................................................56
Gráfico 4.17: Oxigênio (O
2
) medido durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições de abertura
da borboleta da válvula de aceleração. .................................................................................................56
Gráfico 4.18: Hidrocarboneto (HC) medido durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições de
abertura da borboleta da válvula de aceleração e comparados com valores medidos durante ensaio 1.
................................................................................................................................................................57
Gráfico 4.19: Comparativo do coeficiente de perda de carga em função do número de
Reynolds para ensaios 1 e 3..................................................................................................................61
Gráfico 4.20: Comparativo do coeficiente de perda de carga em função do número de
Reynolds para ensaios 1 e 5..................................................................................................................62
xi
LISTA DE TABELAS
Tabelas Capítulo 3
Tabela 3.1: ficha técnica do motor de combustão interna utilizado durante os ensaios realizados......35
Tabela 3.2: Valores correspondentes a condição atmosférica padrão..................................................36
Tabelas Capítulo 4
Tabela 4.1: Valores calculados de eficiência volumétrica (E.V.) para ensaios 1 e 2 para diferentes
posições de abertura da borboleta da válvula de aceleração................................................................44
Tabela 4.2: Valores calculados de eficiência volumétrica (E.V.) para ensaios 3, 4 e 5 para diferentes
posições de abertura da borboleta da válvula de aceleração................................................................51
Tabela 4.3: Valores medidos e resultados obtidos no ensaio 1 com 100% de abertura da válvula de
aceleração..............................................................................................................................................59
Tabela 4.4: Valores medidos e resultados obtidos no ensaio 3 com 100% de abertura da válvula de
aceleração..............................................................................................................................................59
Tabela 4.5: Valores medidos e resultados obtidos no ensaio 5 com 100% de abertura da válvula de
aceleração..............................................................................................................................................60
Tabela 4.6: Valores utilizados para cálculo do número de Reynolds e coeficiente de perda de carga.
................................................................................................................................................................60
1
1 INTRODUÇÃO
O objetivo deste trabalho é mostrar a influência da geometria do sistema de
admissão de ar no desempenho de motores de combustão interna de ignição por
faísca.
Neste sentido, verificou-se, inicialmente, os efeitos do posicionamento da
válvula borboleta de aceleração nos parâmetros de desempenho do motor,
priorizando a eficiência volumétrica. Posteriormente, com o mesmo propósito, foi
introduzido um reservatório de dimensões significativas (plenum) a montante desta
válvula, montado em diferentes posições.
Este trabalho justifica-se pelo fato dos fabricantes de motores buscarem, a
cada novo lançamento, melhorias em seus desempenhos para se manterem
competitivos e enquadrados nos limites de exigências de naturezas ambientais.
Sintonia (tunning) de um plenum ou de dutos de um coletor de admissão ou
coletores com mais de um perfil de dutos, também conhecidos como coletores
variáveis, sincronismo das aberturas de válvulas de admissão e escape e correto
dimensionamento do convergente-divergente (venturi) da válvula de aceleração, são
exemplos de modificações apresentadas em novos lançamentos que melhoraram o
desempenho desses motores.
Afim de atingir os objetivos desejados, foram realizados ensaios de motores
em bancada dinamométrica para levantamento das curvas características
necessárias para as comparações de desempenho. Buscou-se, também,
desenvolver um modelo matemático simplificado para explicar os resultados obtidos
e permitir a avaliação de novas propostas de projetos de sistemas de admissão de
ar.
2
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Breve histórico do desenvolvimento de motores de combustão
interna:
Em 1876, N. Otto juntamente com G. Daimler e W. Maybach desenvolveram
um motor a quatro tempos (ciclo Otto), assim definidos:
1. admissão – onde ar e combustível são admitidos para dentro de uma
câmara de combustão;
2. compressão seguida de ignição – onde a mistura previamente
admitida é comprimida e então queimada, sendo que o início desta
queima é dada por uma faísca e;
3. combustão e expansão – a mistura queimada expande-se gerando
trabalho mecânico disponibilizado no eixo do motor;
4. exaustão – permite que os gases gerados após queima da mistura
sejam expelidos da câmara de combustão, permitindo assim que um
novo ciclo inicie-se.
A operação do motor de quatro tempos atualmente em produção e o utilizado
para o experimento descrito nesta dissertação, está ilustrada na figura 2.1
reproduzida de Heywood (1988).
Figura 2.1- Ilustração motor de quartos tempos (ciclo Otto)
admissão exaustão compressão
combustão
3
O ciclo inicia-se com a admissão de ar e combustível, nos motores equipados
com carburadores ou sistemas eletrônicos de injeção de combustível montados no
coletor de admissão ou apenas ar, para motores de injeção direta de combustível na
câmara de combustão. Após a admissão a válvula se fecha iniciando o ciclo de
compressão, onde mistura combustível-ar ou apenas ar é comprimido. A combustão
é então iniciada via faísca do sistema de ignição ou devido a altas temperaturas
resultantes de altas pressões. A combustão da mistura gera o ciclo de expansão, o
qual é também conhecido como ciclo de trabalho. Este ciclo gera energia que
impulsiona o pistão. Por fim o ciclo de exaustão, que encarrega-se de remover o
resultado da queima da mistura para que um novo ciclo de admissão possa iniciar. A
remoção dos gases gerados durante combustão é feita pela válvula de exaustão
presente no cabeçote do motor.
Uma grande quantidade de novos desenvolvimentos para melhorar o motor de
quatro tempos proposto por Otto, aconteceram quando foram percebidos os
benefícios do sistema recém desenvolvido. Um dos resultados de todo este esforço
foi a concepção de um motor de combustão interna de dois tempos, onde a
exaustão e admissão (troca de gases) ocorrem durante o final da expansão e o início
da compressão.
Posteriormente, observando que o desempenho desses motores de dois
tempos era significantemente comprometido pelas dificuldades inerentes ao
processo de troca de gases, suas aplicações resumiram-se a motores de ignição por
faísca de pequeno porte (moto serra, ciclo motor) e a motores de ignição por
compressão de grandes portes (navios, caminhões off-road). Estas aplicações
típicas se justificam fundamentalmente pelo fato de serem motores em geral mais
leves e de fabricação menos complexa que a dos motores de quatro tempos.
Significativas melhorias nos motores de grande porte de dois tempos foram
conseguidas com o uso de sobre-alimentadores que melhoraram sua eficiência
volumétrica, compensando as perdas de ar que ocorrem durante o processo de troca
de gases.
Outro fato importante no desenvolvimento de motores a quatro tempos
apareceu no final dos anos 30. Eugene Houdry desenvolveu um novo processo de
transformação do petróleo, o qual gerou um combustível com maior poder anti-
detonante. Este novo combustível também chamado de gasolina permitiu o aumento
4
drástico da taxa de compressão que por sua vez melhorou torque, potência e
eficiência volumétrica dos motores de combustão interna de ciclo Otto.
Nas últimas décadas novos fatores impulsionaram mudanças nos motores de
combustão interna tipo ciclo Otto e em sua operação. O primeiro fator e o causador
das maiores mudanças, foi a necessidade de se controlar as emissões de gases
poluentes e poluição sonora, e o segundo foi a necessidade de se diminuir o
consumo de combustível por quilômetro rodado.
O sistema eletrônico de injeção de combustível, a recirculação de gases
advindos do sistema de escapamento do motor, isto é, após combustão e a sintonia
(tunning) de coletores de admissão, são exemplos de modificações, que os
fabricantes de motores de combustão interna desenvolveram para reduzir ou
eliminar as emissões de poluentes e reduzir o consumo de combustível.
1
2.2 Sistema de preparação de mistura combustível-ar para motores de
ignição por faísca:
Bosch Handbook (1993) descreve e ilustra vários tipos de sistemas de
formação de mistura combustível-ar.
Para que ocorra uma combustão praticamente completa e, conseqüentemente
a produção de pequenas quantidades de gases poluentes, a mistura deve ser
próxima da estequiométrica, ou seja, as quantidades de ar e combustível presentes
na câmara de combustão devem estar em quantidades adequadas para que não se
verifique sobras desses reagentes.
Os sistemas de formação de mistura podem ser divididos em:
1
Nota: A palavra tunning, quando empregada a coletor de admissão pode ser traduzida como sendo
o dimensionamento do plenum e dutos do coletor de tal forma a utilizar a freqüência de pulsação do
ar admitido pelo sistema para aumentar o enchimento da câmara de combustão.
5
2.2.1 Carburador:
Sistema ultrapassado não mais utilizado pelas montadoras brasileiras, no qual
a formação de mistura é conseguida com a passagem do ar por um convergente-
divergente (tubo venturi) que promove a introdução do combustível na massa de ar.
Este sistema pode ser chamado de mecânico (hidropneumático) pois é totalmente
dependente de ações mecânicas como por exemplo abertura da borboleta
aceleradora acionada pelo pedal do acelerador, ajustes internos ao carburador
(gicleurs ou gargulantes, bóia), temperatura do ambiente entre outras.
2.2.2 Sistema eletrônico de injeção de combustível no coletor de
admissão:
A razão da introdução dos sistemas eletrônicos de injeção de combustível em
substituição ao carburador é diminuir a emissão de poluentes. Esse tipo de sistema
quantifica a massa de ar admitida e busca injetar de forma estequiométrica o
combustível para a formação da mistura.
Para quantificar a massa de ar admitida, há, atualmente, dois tipos de
sistemas:
- o primeiro conhecido como velocidade/densidade, que calcula a massa de ar
admitida pelo motor em função da rotação do mesmo, da temperatura do ar e da sua
pressão (absoluta) no coletor de admissão, da constante universal dos gases, da
cilindrada total do motor.
- o segundo utiliza um medidor de massa de ar do tipo anemômetro de fio
quente onde a variação de temperatura no fio aquecido, devido ao fluxo de ar
passando por este, faz variar sua resistência variando a tensão de retorno à central
eletrônica do sistema de injeção de combustível. O funcionamento detalhado deste
medidor está descrito no anexo 1.
Classificam-se em sistemas monoponto e multiponto.
6
2.2.2.1 Sistema monoponto (single point):
Normalmente este tipo de sistema utiliza o método de medição da massa de
ar admitida conhecido como velocidade/densidade. O combustível é injetado acima
da borboleta da válvula de aceleração misturando-se ao ar e formando a mistura
combustível-ar. Em geral, a mistura formada neste sistema é mais próxima da
mistura estequiométrica que aquela formada em sistemas carburados; o sistema
define quando e qual a massa de combustível a ser injetada na massa de ar
admitida. A desvantagem deste sistema está no fato da mistura combustível-ar
percorrer todo o coletor de admissão e passar a(s) válvula(s) de admissão as quais
podem gerar uma mistura não estequiométrica dentro da câmara de combustão.
2.2.2.2 Sistema multiponto (multi point):
No Brasil, os sistemas multiponto também utilizam o método de medição de
massa de ar admitida conhecido como velocidade/densidade. Contudo há veículos
de luxo que utilizam em seus motores sistema de medição de massa de ar com
tecnologia de fio aquecido. O combustível é injetado logo acima da(s) válvula(s) de
admissão onde estão localizados os injetores. Os injetores podem trabalhar em
grupos (bancos), ou seja, acionados dois a dois, injetam combustível quando um
cilindro está realizando o tempo de admissão e o outro o de expansão; podem ser
seqüenciais, ou seja, cada injetor é acionado quando o cilindro correspondente
estiver no seu tempo de admissão.
Para qualquer uma das tecnologias acima descritas, observa-se uma redução
na produção de gases poluentes em comparação a motores que utilizam o sistema
monoponto.
7
2.2.3 Sistema Eletrônico de injeção direta na câmara de
combustão (GDI-Gasoline Direct Injection):
Esse sistema normalmente utiliza um sistema de medição da massa de ar
com tecnologia de fio aquecido. O combustível é injetado diretamente na câmara de
combustão (ou na pré-câmara). Devido às características funcionais deste sistema é
possível trabalhar com misturas pobres que permitem a redução do consumo e da
produção de emissões de poluentes.
Barbosa (1997), Brunetti (1996) e Bosch (1993) descrevem a mistura para
motores ciclo Otto com injeção direta de combustível como mistura estratificada,
onde tipicamente dentro da câmara de combustão, esta não é uniforme
apresentando zonas onde a razão combustível-ar variam.
Em geral, este tipo de sistema satisfaz as exigências legais mais rígidas de
emissões.
Stone (1999) assegura que, nos sistemas de injeção direta de combustível,
devido ao pouco tempo de homogeneização do combustível com ar, a estratificação
é um fato.
Kowalewicz (1984) descreve o uso intensivo do sistema de injeção direta de
combustível em máquinas utilizadas durante a Segunda Guerra Mundial, como
tanques e aviões, pois este sistema de injeção permite altas pressões médias
efetivas e altas rotações do motor.
Barbosa (1997) descreve as seguintes razões para a utilização de sistemas de
injeção direta de combustível com carga estratificada em motores ciclo Otto:
- a maior economia de combustível, principalmente em cargas parciais;
- menores emissões específicas;
- a possibilidade de queima de combustível de baixa octanagem.
Springer (1996) relata a grande quantidade de pesquisas realizadas por
montadoras Japonesas como Toyota e Mitsubishi com motores com sistemas de
injeção direta de combustível com cargas estratificadas. Segundo Springer, a Toyota
desenvolveu um motor ciclo Otto de injeção direta e carga estratificada que opera
com relação combustível-ar de até 50:1, isto é, 50 partes de ar para uma parte de
combustível.
8
A Toyota do Japão apresentou em 1996 um novo motor com sistema de
injeção direta de combustível e carga estratifica,onde a estratificação da carga é
proporcionada pela alta pressão de injeção do combustível (12MPa), pelo formato da
câmara de combustão e pela disposição das 4 válvulas por cilindro. O motor também
possui sistema de recirculação de gases queimados (EGR). Este conjunto de
modificações permitiu à Toyota construir um motor com consumo de combustível
30% menor e redução dos níveis de emissões em 95%.
Obert (1971), descreve que a mistura com carga estratificada é mais
resistente à detonação pois o resultado da combustão não é um gás inflamável e o
tempo de aquecimento do combustível é inferior, uma vez que a injeção do
combustível inicia-se tardiamente durante a compressão.
Heywood (1988) descreve inúmeras tentativas de se construir um motor
combinando as melhores vantagens do motor ciclo Otto com o motor ciclo Diesel.
Uma das características que se busca é o motor ciclo Otto com relação combustível-
ar entre 12:1 à 15:1. Para que este motor combinado seja uma realidade sugere-se
a seguinte configuração:
- injeção de combustível direta, de alta pressão ocorrendo durante a
compressão (evitando-se os problemas de detonação e ignição espontânea);
- início da combustão utilizando-se sistema de ignição para que seja
possível controlar o início da queima;
- eliminação da restrição a passagem do ar admitido, controlando torque
e potência do motor através da quantidade de combustível injetada por ciclo.
2.3 Sistema de preparação de mistura combustível-ar para motores de
ignição por compressão:
Uma das grandes diferenças entre este tipo de motor e o ciclo Otto está na
forma como a combustão é iniciada. Para esse sistema a combustão inicia-se
instantes depois da injeção do combustível dentro da câmara ou da pré-câmara de
combustão. Isto ocorre pois o ar presente no instante da injeção do combustível
9
estará na sua temperatura de auto-ignição decorrente da pressão aumentada devido
a compressão deste.
Recentemente os motores de ignição por compressão fabricados no Brasil,
passaram a utilizar controle eletrônico que quantifica a massa de ar admitida e
gerencia a dosagem de combustível injetada.
2.4 Eficiência Volumétrica:
2.4.1 Considerações iniciais:
A eficiência de um veículo é medida pela potência disponível nas rodas de
tração em relação à taxa de geração de energia conseguida com o combustível
utilizado. A figura 2.2 reproduzida de Stockel at al. (1996), ilustra de forma simplista,
porém objetiva, onde as perdas na conversão de energia estão localizadas.
Figura 2.2: Energia perdia entre o motor de combustão interna e as rodas de tração do veículo
Cerca de 70% das perdas de um veículo provem do motor de combustão
interna distribuídas em perdas térmicas, mecânicas e volumétricas.
A avaliação da eficiência térmica baseia-se na quantidade de energia
existente na mistura combustível-ar convertida em trabalho durante a combustão.
10
A eficiência mecânica é a relação entre o trabalho gerado durante a
combustão e o disponível no eixo de manivelas (virabrequim). Uma eficiência
mecânica típica para este tipo de máquina é de aproximadamente 80%.
A eficiência volumétrica, também conhecida como capacidade de admissão ou
rendimento volumétrico, é uma relação entre a capacidade real de um motor em
admitir ar ou mistura combustível-ar e sua capacidade teórica de admitir ar ou
mistura nas condições atmosféricas do local onde o motor funciona.
O gráfico 2.1, reproduzido de Stockel at al. (1996), ilustra uma curva genérica
de eficiência volumétrica. É possível observar que em uma determinada rotação
tem-se um valor máximo para esta eficiência. Com o aumento da velocidade do
pistão e para uma fixada configuração dos componentes do sistema de admissão,
ocorre o aumento dos efeitos de atrito sobre o escoamento que implicam na
redução da vazão em massa de ar ou combustível-ar admitido.
Gráfico 2.1: curva genérica de eficiência volumétrica
A remoção dos gases queimados ao final do ciclo de combustão e a admissão
de nova carga de ar ou mistura combustível-ar no início do ciclo de admissão são,
respectivamente, as funções dos ciclos de exaustão e admissão. Estes processos
são também conhecidos como processos de troca de gases. Sabe-se que o
momento de força (torque) de um motor de combustão interna para uma
determinada rotação é função crescente da massa de ar admitida. Desta forma,
admitir uma maior quantidade de massa de ar durante ciclo de admissão e reter esta
massa dentro da câmara de combustão podem ser consideradas metas
fundamentais do processo de troca de gases de um motor. Ou seja, para definir o
11
desempenho dos processos de troca de gases para motores alternativos de pistões,
mede-se a eficiência volumétrica.
Vários estudos já foram realizados com o intuito de aumentar a eficiência
volumétrica dos motores podendo citar como exemplo o desenvolvimento dos sobre-
alimentadores (compressores mecânicos e turbo-compressor) ou o trabalho
apresentado por Wyszynski at al. (2002) publicado no congresso da SAE com o
título The volumetric efficiency of direct and port injection gasoline engines with
different fuels.
Os componentes do sistema de admissão (filtro de ar, mangueira, válvula de
aceleração, coletor de admissão e válvula de admissão, etc) introduzem perdas ao
escoamento do ar atmosférico para o motor bem como alguns componentes do
sistema de exaustão (coletor de escape, tubulação de escape, conversor catalítico e
um silencioso).
Para ilustrar, a figura 2.3 reproduzida de Heywood (1988), mostra a troca de
gases em um motor de quatro tempos de ignição por faísca. O item “a” desta figura
mostra a evolução da pressão ao longo do sistema de admissão, que é dependente
da rotação do motor, da resistência ao fluxo gerada por cada componente, da área
da seção transversal por onde passa o ar que está sendo admitido e da densidade
deste. O item “b” da mesma figura mostra os diagramas de válvulas e trecho do
diagrama indicado (pxV) correspondente à troca de gases. O item “c” corresponde a
uma representação esquemática dos sistemas de troca de gases (admissão e
exaustão). O item “d” mostra a evolução da pressão (p) internamente ao cilindro com
o deslocamento das válvulas (L
v
) de escape e admissão, em função do angulo do
eixo de manivelas. É comum nos motores modernos o denominado cruzamento das
válvulas onde ambas permanecem abertas ao final do ciclo de exaustão e início do
ciclo de admissão. Isso permite uma melhor eliminação dos gases queimados e um
melhor enchimento da câmara de combustão com carga nova (processo de
lavagem), aproveitando à inércia dos fluídos envolvidos (ar e gases queimados). O
cruzamento de válvulas é particularmente interessante quando o motor está
trabalhando em altas rotações permitindo aumentar a eficiência volumétrica nesses
casos. As linhas cheias do item “a” representam a condição da válvula de aceleração
em máxima abertura enquanto as linhas tracejadas representam a válvula de
aceleração parcialmente aberta. T
0
e p
0
são as propriedades do ar atmosféricas
12
denominadas temperatura e pressão de estagnação, e ∆p corresponde as perdas de
pressão em diferentes pontos do sistema de admissão.
Figura 2.3: Troca de gases em motor de quarto tempos de ignição por faísca
Condições específicas de funcionamento do motor afetam a eficiência
volumétrica como, por exemplo: variação do tempo de abertura da válvula, volume
deslocado pelo cilindro (cilindrada), efeitos de inércia do gás, velocidade de
propagação de ondas de pressão nos sistemas de admissão e escape, pressão
atmosférica local. Por essas razões análises computacionais freqüentemente
tornam-se complicadas, e parâmetros como eficiência volumétrica são verificados
experimentalmente.
13
2.4.2 Equacionamento:
Taylor (1971) descreve que se mantidas a razão combustível-ar, a razão de
compressão e a qualidade da faísca (intensidade e tempo de duração), a eficiência
térmica indicada de um motor de ignição por faísca permanecerá constante e a
potência indicada será diretamente proporcional à capacidade de admissão de ar. Já
para motores Diesel, ou seja, motores de ignição por compressão, não se deve
admitir que a eficiência indicada permaneça constante, pois o processo de ignição
em motores Diesel pode ser afetado pela pressão e temperatura de admissão e a
rotação do motor. Entretanto, pode-se afirmar que a potência máxima em qualquer
conjunto de condições é limitada pela capacidade de admissão de ar de um motor
de combustão interna.
A capacidade de admissão de ar de um motor de combustão interna
corresponde ao produto da capacidade máxima de ar que poderia ser admitida por
esta máquina por sua eficiência volumétrica, ou ainda, a capacidade volumétrica é
uma relação entre a massa de ar admitida, durante o processo de aspiração, pela
massa de ar teórica possível de ser aspirada. Esta relação é chamada de eficiência
volumétrica e expressa conforme equação 2.1.
Quando a eficiência volumétrica é definida utilizando-se medições feitas na
região da válvula de admissão, define-se a qualidade de bombeamento do cilindro e
da válvula de admissão ou das válvulas de admissão. Quando as medições são
feitas na tomada de ar para o motor, a eficiência volumétrica resultante mede o
desempenho do escoamento para todos os componentes do sistema de admissão
(caixa do filtro de ar, filtro de ar, mangueira de conexão da caixa do filtro de ar à
válvula de aceleração, válvula de aceleração, coletor de admissão (plenum e dutos)
e válvulas de admissão) e também da qualidade de bombeamento do cilindro.
Taylor também descreve que a eficiência volumétrica global pode ser utilizada
quando tratar-se de um motor de combustão interna sem sobre-alimentação, pois as
variações de pressão e temperatura nos componentes do sistema de admissão (filtro
de ar, válvula de aceleração e coletor de admissão), são pequenas.
14
É possível avaliar a eficiência volumétrica para qualquer motor de combustão
interna sob determinado conjunto de condições de operação, contanto que a massa
de ar por unidade de tempo e a massa específica deste fluído possam ser medidas.
É possível perceber, com o exposto acima, que desde a invenção do motor de
combustão interna, vários pontos que limitavam seu desempenho já foram
desenvolvidos, como por exemplo, queima de combustível dentro de uma câmara de
combustão sob pressão, utilização de combustível formulado, aditivos anti-
detonantes entre outros.
Muito também foi feito com os componentes do sistema de admissão de ar,
sendo que o ponto em comum para todos estes desenvolvimentos foi o aumento do
torque e por conseqüência da potência. Porém, recentemente, devido às novas
legislações, os fabricantes de motores foram obrigados a controlar os níveis de
emissões de poluentes gerados por estes. Entretanto, para garantir mercado foram
obrigados a reduzir o consumo de combustível. Para atingir as agressivas metas
foram incorporados aos motores controles eletromecânicos, eletrônicos, softwares,
entre outros .
Contudo a redução nas emissões e no consumo reduziu também o
desempenho do motor (redução do torque e potência), sendo assim, os fabricantes
viram-se forçados a buscar alternativas para recuperá-lo mantendo os níveis de
emissões e consumo.
Para tal, uma das opções escolhidas pelos fabricantes é garantir um maior
rendimento volumétrico ou eficiência volumétrica.
Como descrito acima, a eficiência volumétrica é o parâmetro utilizado para
medir a eficiência do sistema de admissão de um motor de combustão interna. É
expressa pela relação de massa de ar por unidade de tempo admitida durante ciclo
de admissão, pela massa de ar por unidade de tempo possível de ser admitida.
teoricaar
realar
V
m
m
&
&
=
η
onde: η
v
= eficiência volumétrica ou rendimento volumétrico.
ar
m
&
= massa de ar por unidade de tempo.
(eq. 2.1)
15
A massa de ar real por unidade de tempo é normalmente medida durante os
ensaios de um experimento, enquanto a massa de ar teórica por unidade de tempo é
calculada pela equação:
x
n
Vm
tarteóricaar
ρ
=
&
onde ρ
ar
= massa específica do ar admitido
V
t
= cilindrada total do motor
n = números de rotações do eixo de manivelas por unidade de tempo
x = número de rotações completas do motor necessário para que todos
seus cilindros realizem um tempo de admissão. Portanto, vale 2 para
motores quatro tempos e 1 para motores de dois tempos.
A massa específica do ar admitido é calculada pela equação de estado dos
gases perfeitos:
ar
ar
ar
RT
P
=
ρ
onde p
ar
= pressão absoluta do ar
ar
T = temperatura absoluta do ar
R= constante universal do ar como uma mistura de gases perfeitos(288
J/kg.K)
Substituindo
ar
ρ
na equação 2.2 pela equação 2.3 obtém-se:
x
n
V
RT
P
m
t
ar
ar
teoricaar
=
&
Substituindo-se
teóricaar
m
&
da equação 2.1 pela equação 2.4 define-se eficiência
volumétrica como sendo:
(eq. 2.2)
(eq. 2.3)
(eq. 2.4)
16
nVP
mxRT
tar
arar
V
real
&
=
η
2.4.2.1 Eficiência volumétrica de um ciclo ideal:
Uma expressão para eficiência volumétrica, considerando um ciclo idealizado,
pode ser desenvolvida como função das seguintes variáveis:
- pressão da mistura na admissão p
i,
temperatura T
i
e relação combustível-ar
(F/A);
- relação de compressão r
c
; pressão no escape p
e
; volumeno início da
compressão; e massa total do fluído admitido.
A eficiência volumétrica global é, então:
( )
[ ]
( )
10,0,
11
)1(
Vr
r
AF
xm
V
m
c
c
a
r
da
a
V
⋅−
⋅
+
−
==
ρρ
η
onde: m é a massa total do fluído admitido;
m
a
é a massa de ar disponível no estado 1 do ciclo (início da
compressão);
d
V é a cilindrada total do motor;
r
c
é a relação de compressão;
x
r
é a fração da massa total correspondente ao gás residual
V
1
é o volume no início da compressão
O índice a,0 está associado às propriedades do ar nas condições
atmosféricas. Em particular, ρ
a,0
é sua massa específica nessas condições.
Considerando os componentes gasosos da mistura como gases perfeitos,
pode-se utilizar a equação de estado dos gases perfeitos
RTp
ρ
=
para avaliar suas pressões parciais a partir das propriedades atmosféricas externas,
como descrito a seguir.
(eq. 2.6)
(eq. 2.7)
(eq. 2.5)
17
2.4.2.2 Efeito da composição do combustível, fase e relação
combustível-ar:
Para motores de ignição por faísca, quando no sistema de admissão estão
presentes vapores de água e combustível gasoso, a pressão parcial do ar fica
abaixo da pressão da mistura. Desta forma a pressão total no sistema de admissão
pode ser escrita como a somatória das pressões dos componentes da mistura, isto
se a mistura for formada por vapor d’água (p
w
), combustível gasoso ou evaporado
(p
f
) e ar (p
a
), a pressão na admissão é:
iwifiai
PPPP
,,,
+
+
=
Aplicando-se o conceito de gás ideal, tem-se:
1
,
1
−
+
+=
w
a
a
w
f
a
a
f
i
ia
M
M
m
m
M
M
m
m
P
P
&
&
&
&
A correção em função do vapor d’água é pequena, usualmente menor que
0,03. A relação entre pressões (p
a,i
/p
i
) em função da relação da massa de
combustível-ar (m
f
/m
a
), para vários combustíveis comuns é mostrada no gráfico 2.2
reproduzido de Heywood (1988). Note que a relação da massa de combustível pela
massa de ar (m
f
/m
a
) só se iguala à relação combustível-ar do motor se o combustível
for totalmente vaporizado.
(eq. 2.8)
(eq. 2.9)
18
Gráfico 2.2: Efeito do vapor de combustível na relação de pressão parcial na admissão.
Para combustíveis líquidos convencionais como gasolina, o efeito do vapor de
combustível e da relação combustível-ar é pequena, porém para combustíveis
gasosos a eficiência volumétrica é reduzida consideravelmente devido ao vapor do
combustível preencher um volume significativo do sistema de admissão.
2.4.2.3 Efeitos da fração do combustível vaporizado, do calor de
vaporização, e do calor de transferência:
Para um escoamento a pressão constante, com vaporização do combustível
líquido e transferência de calor, a equação da energia em regime permanente é:
(
)
[
]
(
)
B
Lffaa
A
VffeLffea
hmhmQhmXhmXhm
,,,
1
&&
&
&&&
++++−+
Onde: X
e
é a fração de massa evaporada;
Os índices da equação anterior significam:
a : propriedades do ar;
f : propriedades do combustível;
(eq. 2.10)
19
L : líquido;
V : vapor;
B : antes da evaporação;
A : após evaporação;
Aproximando-se as variações das entalpias específicas h para cada
componente da mistura por c
p
∆T e a entalpia de vaporização h
f,V
– h
f,L
por h
f,LV
,
obtém-se:
(
)
(
)
( )
LCv
ap
LVfea
BA
AFC
hAFXmQ
TT
,
,
,
+
−
=−
&
&
Uma vez que c
f,L
≈ 2c
p,a
o último termo do denominador pode ser desprezado.
Se não houver transferência de calor para a mistura combustível-ar na
admissão, a temperatura desta diminui na medida que o combustível é vaporizado. A
completa evaporação do isooctano com φ = 1.0 (relação combustível-ar
adimensional), resulta em T
A
– T
B
= -19ºC e para metanol nas mesmas condições,
resulta em T
A
– T
B
= -128ºC. Na prática, o aquecimento da mistura ocorre e o
combustível não vaporiza completamente antes de entrar na câmara de combustão.
Dados experimentais mostram que a queda na temperatura do ar que acompanha a
vaporização do combustível líquido é maior do que a redução da pressão parcial
devida ao aumento do vapor de combustível. A eficiência volumétrica com
vaporização de combustível, para uma mesma taxa de aquecimento, é alguns
pontos percentuais maior.
Dados levantados durante testes de motor indicam que eficiência volumétrica
tem uma dependência da raiz quadrada da temperatura, onde o resultado aproxima-
se de um desempenho real de um motor de combustão interna.
(eq. 2.11)
20
2.4.3 Outros efeitos sobre a eficiência volumétrica:
2.4.3.1 Efeito da relação da pressão de admissão e exaustão e
relação de compressão:
Heywood (1988) descreve que o aumento dos gases residuais na admissão
diminui a eficiência volumétrica do motor. Esta variação da quantidade de gases
residuais ocorre devido a variação das relações de pressão na admissão e no
escape e compressão.
2.4.3.2 Efeitos quasi-estáticos e dinâmicos combinados:
Heywood (1988) e Barbosa (1997) descrevem que forças de atrito, pressão e
inércia estão presentes quando um fluído escoa por tubos, câmaras, válvulas e
outros sistemas. A importância dessas forças depende da velocidade do gás e da
geometria das passagens e as junções. Os efeitos quasi-estáticos e dinâmicos são
usualmente significantes. A eficiência volumétrica é afetada por parâmetros inter-
relacionados como, por exemplo, rotação do motor, características dimensionais dos
coletores de admissão e exaustão, válvula de admissão, e também por fenômenos
não relacionados, são eles:
2.4.3.2.1. Perdas por atrito:
Durante o ciclo de admissão, as perdas geradas pelo fluxo de ar através de
cada um dos componentes do sistema de admissão devido a atrito, faz com que a
pressão na câmara de combustão (p
c
) seja menor que a pressão atmosférica (p
atm
)
na dependência do quadrado da velocidade. A queda de pressão total é igual à
21
somatória das quedas de pressão em cada um dos componentes do sistema de
admissão. As maiores perdas são registradas na válvula de admissão. Como
resultado final, a pressão na câmara de combustão durante ciclo de admissão,
quando o pistão desloca-se próximo de sua máxima velocidade, pode ser 10 à 20%
menor que a atmosférica. A equação de Bernoulli pode ser usada para descrever, de
forma simplificada, a queda de pressão para cada componente por onde o fluído
atravessa, para um motor de ignição por faísca, a equação de Bernoulli pode ser
aplicada para os componentes do sistema de admissão e exaustão.
2
jjj
Vp
ρε
=∆
Onde: ξ
j
= coeficiente de resistência para o componente em estudo
(depende da geometria deste e das condições de escoamento);
V
j
= velocidade local do fluído.
Se for considerado que o escoamento ocorre em regime permanente, V
j
será
igual à velocidade média do pistão e
ppjj
ASAV =
Onde: A
j
: mínima área de passagem do fluido;
A
p
: área do pistão;
S
p
: velocidade média do pistão.
Com as equações acima pode-se avaliar a perda total de pressão por atrito
como sendo:
∑ ∑ ∑
==∆=−
2
22
j
p
jpjjjcatm
A
A
SPVPPP
ερε
Na equação 2.14 percebe-se o impacto da área de passagem do fluído para
as perdas por atrito, quanto maior a área de passagem menor a perda e a
dependência das perdas com a velocidade (rotação) do motor. A figura 2.4,
reproduzida por Heywood (1988), demonstra as perdas por atrito quando o fluído
atravessa os componentes do sistema de admissão de um motor quatro tempos de
aplicação automotiva. Ratifica-se no teste por ele executado que as perdas de
pressão por atrito variam com o quadrado da velocidade.
(eq. 2.12)
(eq. 2.13)
(eq. 2.14)
22
Uma análise equivalente de perda de pressão por atrito, para o sistema de
exaustão indica níveis de pressão média maiores que a pressão atmosférica. O
gráfico 2.3 reproduzido de Heywood (1988) demonstra a pressão medida no coletor
de escape em função da pressão absoluta no coletor de admissão e da rotação de
um motor automotivo com quatro cilindros e ignição por faísca. Para altas rotações e
cargas do motor a pressão no coletor de escape é consideravelmente maior se
comparada com a atmosférica.
Figura 2.4: Perdas de pressão no sistema de admissão de um motor de combustão interna, quatro
tempos com ignição por centelha, determinadas para uma condiçãode vazão permanente.
Curso = 89 mm. Diâmetro cabeça pistão = 84 mm
23
Gráfico 2.3: Pressão no coletor de escape em função da carga no coletor de
admissão e rotação para um motor com quatro cilindros de quatro tempos com
ignição por centelha.
2.4.3.2.2. Efeito RAM
A pressão no coletor de admissão varia para cada ciclo de admissão do
motor. Este fenômeno ocorre devido às variações da velocidade do pistão e da área
de abertura da válvula de admissão bem como dos efeitos da vazão não uniforme do
fluído devido às variações de geometria. A massa de ar admitida e por conseqüência
a eficiência volumétrica, é determinada pelo nível de pressão na região da válvula de
admissão durante o período que esta está aberta. Para altas rotações do motor, a
inércia do fluído presente no sistema de admissão aumenta a pressão na região da
24
válvula de admissão enquanto esta se fecha permitindo que o cilindro continue a
encher enquanto o pistão reduz sua velocidade na região do ponto morto inferior
(PMI) e início do ciclo de compressão. Este efeito aumenta com o aumento da
rotação do motor.
2.4.3.2.3. Fluxo reverso na admissão:
Devido ao atraso no fechamento da válvula de admissão e sabendo que o
fechamento ocorre após o início do ciclo de compressão, fluxo reverso de mistura
recém admitida pode ocorrer empurrando mistura presente no cilindro de volta ao
sistema de admissão. Este fenômeno é mais intenso quando o motor está
funcionando em baixas rotações e inevitável se o sistema for dimensionado para
utilizar o efeito RAM a altas rotações do motor.
2.4.3.2.4. Sintonia (Tunning):
Fluxo pulsante originado durante o ciclo de exaustão do motor de combustão
interna, cria “ondas” de pressão no sistema de exaustão. A onda de pressão
propaga-se na velocidade do som local relativa ao movimento dos gases no escape.
As ondas de pressão são refletidas em direção ao cilindro do motor devido ao
choque dessas com junções/obstruções existentes no coletor de escape. Para
motores com vários cilindros as ondas de pressão refletidas interagem entre
diferentes cilindros do motor, dificultando o processo de troca de gases. O sistema
de exaustão é chamado de sintonizado quando a pressão na região da válvula de
escape se reduz a medida que o ciclo de exaustão está chegando próximo ao seu
fim.
Da mesma forma que ondas de pressão são refletidas no coletor de escape,
este mesmo fenômeno ocorre no coletor de admissão, porém deseja-se que a
pressão na região da válvula de admissão aumente ao final do ciclo de admissão
25
para que maior massa de ar seja admitida. Uma das formas de garantir o aumento
da pressão na região da válvula de admissão é garantir que o tempo de propagação
da “onda” existente no coletor de admissão coincida com o tempo entre uma
abertura e outra da válvula de admissão. Sistema de admissão com tal característica
é chamado sintonizado.
Este fenômeno é descrito por Jawad at al. (2001) em seu trabalho publicado
no congresso SAE com o título Intake system design for a formula SAE, como uma
das razões para o aumento de desempenho de um motor de combustão interna.
A figura 2.5, reproduzida por Heywood(1988), ilustra variações de pressão
nos sistemas de admissão e exaustão de um motor de quatro cilindros, quatro
tempos, com ignição por faísca e válvula de aceleração na posição de máxima
abertura. A amplitude da flutuação de pressão aumenta substancialmente com o
aumento da rotação do motor. As freqüências primárias nos sistemas de admissão e
exaustão correspondem às freqüências do processo de admissão e exaustão de um
cilindro individualmente.
A pressão p
1
foi medida à 150 mm a montante do cilindro 1 no duto 1 do
coletor de admissão; a pressão p
2
foi medida à 200 mm a jusante do cilindro 1 no
duto 1 do coletor de escape; a pressão p
3
, foi medida a 700 mm a jusante do cilindro
1 no duto 1 do coletor de escape. IO e EO correspondem ao período de abertura das
válvulas de admissão e escape para o cilindro 1, respectivamente.
Figura 2.5: Pressão instantânea nos coletores de admissão e exaustão de um motor de quatro
cilindros, quatro tempos, com ignição por faísca e válvula de aceleração na posição de máxima
abertura.
26
2.4.3.3. Velocidade média do pistão:
Heywood (1988) descreve que os efeitos da vazão do fluído na eficiência
volumétrica são dependentes da velocidade da mistura nos componentes do sistema
de admissão, como por exemplo, velocidades no coletor de admissão e na região
das válvulas de admissão. Velocidades locais para fluxos uniformes são iguais à
vazão em volume dividida pela área da secção transversal por onde o fluído está se
deslocando. Considerando que o sistema de admissão e a válvula de admissão
estão em escala em relação ao tamanho do cilindro, as velocidades da mistura no
coletor de admissão estão em escala em relação à rotação do pistão. Desta forma, a
eficiência volumétrica é uma função da rotação do motor. Para comparar a eficiência
volumétrica de diferentes motores, recomenda-se utilizar valores de eficiência
volumétrica obtidos para pistões na mesma velocidade média. A figura 2.6,
reproduzida de Heywood (1988), ilustra curvas de eficiência volumétrica em função
da velocidade média do pistão para um motor ciclo Diesel de quatro cilindros, com
injeção indireta e um motor ciclo Otto de seis cilindros e ignição por faísca em plena
carga.
Figura 2.6: Eficiência volumétrica em função da velocidade média do pistão para motores Diesel e
de ignição por faísca.
De acordo com o mostrado na figura 2.6, percebe-se que a eficiência
volumétrica de um motor ciclo Otto é menor que a de um motor ciclo Diesel. Isso
ocorre devido às perdas de pressão nos componentes do sistema de admissão que
estão presentes em um tipo de motor e não estão no outro tais como existência de
27
válvula de aceleração bem como a presença de vapor de combustível e alta fração
de gás residual nos motores de ignição por faísca.
Outra diferença observada na figura 2.6 corresponde aos dois picos de
eficiência volumétrica presentes na curva do motor ciclo Diesel, este fenômeno
ocorre devido ao efeito de sintonia (tunning), ou seja, coletor de admissão
aproveitando as ondas de pressão para aumentar o enchimento do cilindro.
Uma curva característica da eficiência volumétrica em função da rotação do
motor é mostrada na figura 2.7 reproduzido de Heywood (1988). Esse gráfico ilustra
esquematicamente como os diferentes efeitos descritos acima afetam a eficiência
volumétrica em função da rotação.
Figura 2.7: Impactos na eficiência volumétrica devidos a diferentes fenômenos os quais afetam a
vazão de ar em função da rotação do motor.
A linha cheia representa a curva de eficiência volumétrica final (todos os
fenômenos sendo considerados) em função da rotação.
Efeitos não dependentes da rotação fazem com que a eficiência volumétrica
seja inferior a 100% (curva A da figura 2.7). Trocas de calor no coletor de admissão
e no cilindro fazem com que a eficiência volumétrica diminua de A para B. A redução
na eficiência volumétrica devido à troca de calor é acentuada para motores
funcionando a baixas rotações. As perdas por atrito aumentam em função do
quadrado da rotação fazendo com que a eficiência volumétrica diminua de B para C.
Para altas rotações do motor, o fluxo de ar para o cilindro começa a ser bloqueado;
quando este fenômeno se inicia, aumentos de rotação não aumentam o fluxo de ar o
que implica em uma redução drástica da eficiência volumétrica, deslocando a curva
28
de C para D. O efeito RAM aumenta a eficiência volumétrica do sistema deslocando
a curva D para E. Porém o atraso no fechamento da válvula de admissão, a qual
apresenta vantagens quando o motor está em altas rotações, reduz a eficiência
volumétrica quando o mesmo está em baixas rotações, deslocando a eficiência
volumétrica para a curva F. Finalmente, o efeito da sintonia dos coletores de
admissão e/ou exaustão, aumenta a eficiência volumétrica consideravelmente,
deslocando a curva F para G.
O gráfico 2.4, reproduzido de Heywood (1988), ilustra os dutos sintonizados
de um coletor de admissão de um motor de 2,3 litros, 4 cilindros e de ignição por
faísca. O comprimento destes dutos foi aumentado por fator multiplicador 2. O duto
com comprimento de 340 mm produziu uma curva de eficiência volumétrica
desejada com aumento de vazão de ar a baixas rotações do motor e condições
constantes a médias rotações. Por outro lado o duto mais longo melhorou a vazão
de ar a baixas rotações e mostrou uma perda de eficiência volumétrica
inconveniente em altas rotações.
Gráfico 2.4: Efeito do comprimento do duto do coletor de admissão na eficiência volumétrica em
função da rotação.
O gráfico 2.5, reproduzido de Heywood (1988), mostra dados levantados em
um motor de quatro cilindros com ignição por faísca, os quais demonstram os efeitos
da variação do tempo e curso das válvulas na eficiência volumétrica em função da
rotação. O fechamento antecipado da válvula de admissão reduz a perda devido ao
contra fluxo em baixas rotações e, por conseqüência, aumenta a eficiência
volumétrica, porém reduz a massa de ar admitida a altas rotações do motor. O
fechamento tardio da válvula de admissão só apresenta vantagens a altas rotações
29
do motor. Pequenos cursos de abertura da válvula restringem significativamente a
capacidade de “respirar” do motor a médias e altas rotações de operação.
Gráfico 2.5: Efeitos da variação do tempo (a) e curso (b) das válvulas na eficiência volumétrica em
função da rotação.
2.4.4. Redução da eficiência volumétrica às condições padrão:
Barbosa (1997), afirma que da mesma forma que o momento de força e a
potência são influenciados pela pressão, temperatura e umidade do ar ambiente, a
eficiência volumétrica também é. Para ajustar valores de eficiência volumétrica às
condições-padrão, aplica-se fatores de correção possibilitando uma comparação
entre diferentes motores testados em diferentes regiões do planeta.
Temperatura de 298 K, pressão do ar seco de 99 kPa e pressão do vapor
d’água de 1 kPa são as condições que devem ser consideradas para o ajuste
(correção) dos valores. Os valores indicados foram extraídos da norma ABNT-5484
(Associação Brasileira de Normas Técnicas).
Barbosa (1997), descreve que os fatores de correção são estabelecidos com
base na equação 2.17, para o escoamento unidimensional, permanente e
compressível através de um orifício ou restrição ao fluxo de área efetiva (A
E
).
30
( )
(
)
2/1
1
0
2
0
0
0
1
2
−
−
=
+
γγγ
γ
γ
P
P
P
P
RT
PA
m
E
&
Na dedução da equação 2.15, assumiu-se que o fluído é um gás perfeito com
(R) e (γ = C
p
/C
v
) constantes; (p
0
e T
0
) são as pressões e temperaturas a montante da
restrição e (p) é a pressão na garganta da restrição.
Se, em um motor operando em regime de plena carga, a relação de pressão
(p/p
0
) é considerada constante, a vazão de ar seco (m
a
) varia da seguinte forma:
REYWOOD (1988)
0
0
T
P
m
a
∝
&
A eficiência volumétrica é proporcional à relação (m
a
/ ρ
a
), visto que (ρ
a
) é
proporcional à relação (p/T). O fator de correção para eficiência volumétrica é:
21
,
,
==
′
m
s
mv
sv
C
T
T
F
η
η
Onde: η
v,s
: rendimento volumétrico padrão;
η
v,m
: rendimento volumétrico medido;
T
m
: temperatura ambiente média;
T
s
: temperatura ambiente padrão.
2.4.5. Modelo matemático:
Para buscar um melhor entendimento dos fenômenos de escoamento
associados ao sistema de admissão de ar do motor foi elaborado um modelo
simplificado, conforme descrito abaixo. Este equacionamento, ao ser validado com
os dados obtidos nos ensaios realizados, pode servir como ferramenta para
aprimoramento da geometria do sistema.
(eq. 2.15)
(eq. 2.16)
(eq. 2.17)
31
Observando que este escoamento se caracteriza por ser turbulento mas de
baixas velocidades, e que não ocorre variações significativas de pressão e
temperatura, foi possível admitir perfis de velocidade uniformes nas seções de
escoamento e massa específica praticamente constante. Assumindo pequenas
variações locais de propriedades quando o motor funciona em condições fixas de
carga e rotação, foi incorporado ao escoamento a hipótese de regime permanente.
Aplicando o Princípio da Conservação da Energia (1ª Lei da Termodinâmica)
ao volume de controle da figura 2.8, com as hipóteses simplificadoras mencionadas
acima, pode-se dizer que a energia em um ponto “s” (saída) é igual a energia no
ponto “e” (entrada) menos as perdas existentes entre estes pontos e o fenômeno
pode ser representado analiticamente por meio da equação 2.18.
Figura 2.8: Esquema ilustrativo representando componentes utilizados durante ensaios e volume de
controle.
g
V
KHH
es
2
2
−=
onde: H
s
= carga total na saída;
H
e
= carga total na entrada;
K = coeficiente global de perda de carga;
V = velocidade do ar;
g = aceleração da gravidade.
.
Considerando-se as premissas que simplificam o modelo matemático
mencionadas acima, a equação 2.18 pode ser escrita como mostrado na equação
Volume de Controle (V.C.)
(eq.
2.18
)
T1
p1
Coletor de admissão
TB
Mangueira - filtro de ar para TB
diâmetro = 65 mm
comprimento = 400 mm
comprimento pós cotovelo = 70 mm
Filtro de ar
Reservatorio
(barril) - sistema
para medição
da massa de ar
admitida pelo
motor
Medidor de massa de ar
Mangueira - barril para filtro de ar
diâmetro maior = 98 mm
diâmetro menor = 49 mm
comprimento dia. maior = 500 mm
TB
diâmetro = 54 mm
T0
T3
p3
OBS.: p0 = pressão barométrica
T2
p2
Plenum (reservatorio)
dimensões = 200 x 150 x 150 mm
diâmetro saidas = 70 mm
T4
p4
32
2.19, uma vez que as velocidades médias nas seções de entrada e saída são
mantidas constantes uma vez que a área da seção transversal (de diâmetro D) e as
cotas verticais não variavam significativamente.
g
V
K
PP
e
e
s
s
2
2
−=
γγ
Substituindo “γ” (peso específico) por ρg, e “p” pela equação de estado dos
gases perfeitos (p= ρRT), obtém-se:
2
2
V
KRTRT
es
−=
Isolando-se o coeficiente de perda de carga (K) da equação 2.20 e
considerando A = πD
2
/4, tem-se:
(
)
2
2
V
TT
RK
se
−
=
Com
ρ
A
m
V
ar
&
=
e
Vt
ar
x
n
Vm
ηρ
=
&
tem-se:
(
)
2
2
2
2
−
=
D
nV
TTR
K
tv
se
π
η
onde: R = constante universal dos gases;
T
e
= temperatura na entrada;
(eq. 2.
19
)
(eq.
2.20
)
(eq. 2.24
)
(eq.
2.21
)
(eq.
2.22
)
(eq. 2.23
)
33
T
s
= temperatura na saída;
η
v
= eficiência volumétrica;
d
V = cilindrada do motor utilizado durante ensaios;
n = rotação do motor;
D = diâmetro da seção por onde ar está escoando.
Lembrar que, para motor de 4 tempos, x=2.
Já o cálculo do número de Reynolds é dado pela equação 2.25
v
VD
R
e
=
onde
2
4
D
m
V
ar
ar
πρ
&
=
Substituindo a equação 2.26 em 2.25, obtém-se:
Dv
m
ar
ar
ρ
&
273,1
Re =
Espera-se, desta forma, correlacionar gráficos de eficiência volumétrica em
função da rotação e coeficiente de perda de carga em função do número de
Reynolds. Ou seja, quanto maiores forem os valores de eficiência volumétrica
menores serão os valores do coeficiente de perda de carga pois quanto menor a
perda de carga melhor será o enchimento do câmara de combustão do motor.
Para garantir a correspondência entre o modelo e o fenômeno, o valor de K
obtido experimentalmente será confrontado com aquele teórico considerando os
resultados de semelhança obtidos a partir da aplicação da análise dimensional.
(eq. 2.27)
(eq. 2.26
)
(eq. 2.25)
34
3 METODOLOGIA EXPERIMENTAL:
3.1 Considerações iniciais:
Com o intuito de estudar o impacto no desempenho de um motor de
combustão interna de ignição por faísca, quando da modificação do sistema de
admissão de ar, procedeu-se da seguinte forma:
- modificou-se a posição da válvula de aceleração rotacionando-a em 90º
sentido horário tomando como referência a posição de montagem original do
componente;
- utilizando um reservatório, de dimensões significativas, montado a montante
da válvula de aceleração, foi realizado um experimento composto de cinco ensaios,
conforme descrito no item 3.2.
Com a utilização do reservatório (plenum), o experimento foi repetido 3 vezes,
para verificar se os resultados iriam se repetir de forma consistente.
O volume de controle escolhido para avaliar a influência da instalação do
plenum e onde pressões e temperaturas foram medidas está mostrado na figura 3.1.
As hipóteses simplificadoras aplicadas a este volume de controle para a obtenção
dos grupos adimensionais importantes na avaliação da eficiência volumétrica
(número de Reynolds e coeficiente de perda de carga) são:
- Volume de controle indeformável;
- Regime permanente;
- Escoamento turbulento;
- Propriedades uniformes nas seções com fluxo de massa de ar;
- Escoamento incompressível (considerando as baixas velocidades
na tubulação considerada).
35
Figura 3.1: Volume de controle (linha tracejada azul) e locais onde pressão e temperatura foram
medidas durante ensaios. (a) côn:figuração sem plenum; (b) configuração com plenum.
Para medir as pressões e temperaturas citadas anteriormente foram utilizados
transdutores de pressão absoluta e termopares descritos com maior detalhe no
anexo 1. Porém, devido às posições onde estes foram montados, à calibração de
cada um deles e à resolução dos valores medidos (número de casas decimais), os
valores lidos foram expressos com número de algarismo significativos aproximados
para utilização nas equações que modelam matematicamente o experimento.
O motor utilizado durante os ensaios está descrito na tabela 3.1.
Tabela 3.1: ficha técnica do motor de combustão interna utilizado durante os ensaios realizados.
(a)
(b)
Reservatorio
(barril) - sistema
para medição
da massa de ar
admitida pelo
motor
200 Litros
T1
p1
Coletor de admissão
TB
Mangueira - filtro de ar para TB
diâmetro = 65 mm
comprimento = 400 mm
comprimento pós cotovelo = 70 mm
Filtro de ar
Medidor de massa de ar
Mangueira - barril para filtro de ar
diâmetro maior = 98 mm
diâmetro menor = 49 mm
comprimento dia. maior = 500 mm
TB
diâmetro = 54 mm
T0
T3
p3
OBS.: p0 = pressão barométrica
T4
p4
T1
p1
Coletor de admissão
TB
Mangueira - filtro de ar para TB
diâmetro = 65 mm
comprimento = 400 mm
comprimento pós cotovelo = 70 mm
Filtro de ar
Reservatorio
(barril) - sistema
para medição
da massa de ar
admitida pelo
motor
Medidor de massa de ar
Mangueira - barril para filtro de ar
diâmetro maior = 98 mm
diâmetro menor = 49 mm
comprimento dia. maior = 500 mm
TB
diâmetro = 54 mm
T0
T3
p3
OBS.: p0 = pressão barométrica
T2
p2
Plenum (reservatorio)
dimensões = 200 x 150 x 150 mm
diâmetro saidas = 70 mm
T4
p4
Volume de Controle
Volume de Controle
descrição item valores
1 cilindrada total
1795,6 cm
3
2 número de cilindros 4 em linha
3 posição de montagem transversal anterior
4 taxa compressão 10,5 : 1
5 potência máxima
82,4 kW (gas) e 83,8 kW (alc) à 5500 rpm
6 Torque máximo
174,6 Nm (gas) e 181,4 Nm (alc) à 2800 rpm
7 Curso pistão 88,2 mm
8 Diâmetro pistão 80,5 mm
9 número de válvulas por cilindro 2
10 eixo comando de válvula 1 no cabeçote / SOHC roller finger
11 sistema eletrônico de injeção Delphi, multiponto sequêncial indireta
12 sistema de ignição
eletrônica digital incorporada ao sistema de injeção
13 combustível gasolina (gas) e/ou alcool (alc)
14 comprimento biela 129,75 mm
15 Volume deslocado pelo pistão
448,9 cm
3
16 ordem de ignição 1 3 4 2
Ficha Técnica - Motor combustão interna
Item
#
36
Os valores de torque, potência, consumo específico e emissões (HC, NOx,
CO, CO2, O2) foram medidos em diversas rotações (1200, 1600, 2000, 2400, 2800,
3000, 3200, 3600, 4000, 4400, 4800, 5200, 5400, 5600, 6000, 6200 rpm) e
corrigidos para as condições de atmosfera padrão descrita na tabela 3.2 de acordo
com a norma Brasileira NBR 5484 da Associação Brasileira de Normas Técnicas
(ABNT). Esses valores são mostrados nos gráficos apresentados no capítulo 4 e nas
tabelas do anexo 3. Esta correção é normalmente aplicada para que se consiga uma
base comum de comparação (propriedades termodinâmicas do ar, conforme
mostrado na tabela 3.2), podendo assim comparar os desempenhos de motores de
combustão interna testados em diferentes localidades, pois sabe-se que a
temperatura, pressão e umidade os afetam.
Item
#
Atmosférica Valores Padrão
1 pressão barômetrica 746 mmHg (~ 150m de altitude)
2 temperatura ambiente 30 ºC
3 pressão de vapor 10 mmHg
4 pressão barométrica de ar seco 736 mmHg
5 densidade absoluta do ar seco
1,129 kg/m
3
Tabela 3.2: Valores correspondentes a condição atmosférica padrão.
3.2 Procedimento Experimental:
Baseado no procedimento Delphi TCI-EDL-022 (descrito com maiores
detalhes no anexo 2) e na norma ABNT NBR ISO 1585, foram levantadas e
corrigidas para atmosfera padrão as curvas de torque e potência em função da
rotação, nas seguintes situações:
- diferentes configurações do sistema de admissão de ar do motor em
teste;
- quatro diferentes posições de abertura da borboleta da válvula de
aceleração (100% (máxima abertura), 75%, 50% e 25%).
Além disso, foram também levantadas as curvas de consumo específico e de
concentrações de gases do escapamento em função da rotação.
37
Durante os ensaios foram também medidos e registrados os valores de
pressão absoluta e temperatura no coletor de admissão e nos pontos definidos
dentro do volume de controle (p
1
, T
1
; p
2
, T
2
; p
3
, T
3
), temperatura da água do sistema
de arrefecimento do motor, avanço de ignição, temperatura do óleo de lubrificação
do motor, massa de ar (real) admitida, temperatura e umidade da célula de teste,
conforme mostrado nas tabelas no anexo 3.
As configurações do sistema de admissão de ar do motor ensaiadas podem
ser resumidas da seguinte forma:
Ensaio 1: Referência (baseline) – motor 1.8L com comando simples de
válvula original de fábrica, conforme ilustrado na figura 3.2;
Ensaio 2: Motor original com válvula de aceleração do sistema eletrônico
de injeção de combustível rotacionada 90º sentido horário, conforme
ilustrado na figura 3.3;
Ensaio 3: Motor original com válvula de aceleração eletrônica montada na
posição original e reservatório de dimensões significantes (plenum) na
posição vertical, com entrada do ar filtrado pelo bocal superior deste,
conforme ilustrado na figura 3.4;
Ensaio 4: Motor original com válvula de aceleração eletrônica montada na
posição original e reservatório de dimensões significantes (plenum) na
posição vertical, com entrada do ar filtrado pelo bocal lateral deste,
conforme ilustrado na figura 3.5;
Ensaio 5: Motor original com válvula de aceleração eletrônica montada na
posição original e reservatório de dimensões significantes (plenum) na
posição horizontal, com entrada do ar filtrado pelo bocal lateral deste,
conforme ilustrado na figura 3.6.
38
Figura 3.2: Sistema de admissão de ar original do motor testado
Figura 3.3: Sistema de admissão de ar do motor testado com válvula de aceleração rotacionada 90º.
ressonador
Válvula de aceleração
Coletor de admissão
Mangueira de conexão
da caixa
do filtro de ar
à válvula de aceleração
Coletor de admissão
Válvula de aceleração
39
Figura 3.4: Sistema de admissão de ar do motor testado com válvula de aceleração montada na
posição original e reservatório (plenum) montado na posição vertical com entrada da massa de ar
filtrada pelo lado superior deste.
Figura 3.5: Sistema de admissão de ar do motor testado com válvula de aceleração montada na
posição original e reservatório (plenum) montado na posição vertical com entrada da massa de ar
filtrada pelo lado direito deste.
Válvula de aceleração
Coletor de admissão
Mangueira de conexão
da caixa do filtro de ar
ao plenun
Reservatório (plenum)
Válvula de aceleração
Coletor de admissão
Mangueira de conexão
da caixa do filtro de ar
ao plenum
Reservatório (plenum)
40
Figura 3.6: Sistema de admissão de ar do motor testado com válvula de aceleração montada na
posição original e reservatório (plenum) montado na posição horizontal com entrada da massa de ar
filtrada pelo lado direito deste.
O reservatório ou plenum, ilustrado na figura 3.7 e descrito em detalhes no
anexo 1 item 2.3, foi concebido com o objetivo de uniformizar o escoamento do ar
pela válvula de aceleração, buscando aumentar a eficiência volumétrica do motor de
combustão interna. A estanquiedade do reservatório foi verificada por meio de
medições de vazamento injetando-se ar dentro do reservatório à 14.7 kPa e
verificando-se a queda de pressão ao longo do tempo.
Figura 3.7: Reservatório de dimensões significantes ou plenum
Válvula de aceleração
Coletor de admissão
Mangueira de conexão
da caixa do filtro de ar
ao plenum
Reservatório (plenum)
41
Como o motor utilizado durante os ensaios já havia sido amaciado
anteriormente, de acordo com as recomendações do fabricante deste, esta etapa
necessária não foi executada.
O dinamômetro utilizado para execução dos ensaios está descrito no anexo 1.
É do tipo assíncrono duplo (motor elétrico / gerador) marca Schenck Pegasus
GmbH, modelo Dynas
2
130. O software de operação e acompanhamento está
ilustrado no anexo 1 figura A1.3 e faz também a integração entre o dinamômetro e a
bancada de analisadores de gases do escapamento.
A vazão de ar real do motor foi medida utilizando um anemômetro de fio
quente montado na tubulação a montante de um reservatório intermediário de 200
litros (barril).
Figura 3.8: Medidor de vazão de ar do tipo anemômetro e barril de 200 L
42
4 RESULTADOS e ANÁLISES:
4.1 Considerações iniciais:
Alguns valores lidos e registrados durante os ensaios descritos no capítulo 3,
foram utilizados nos cálculos da eficiência volumétrica, do número de Reynolds e do
coeficiente de perda de carga.
A eficiência volumétrica foi calculada para comprovar o impacto da posição da
válvula de aceleração e do plenum nas diferentes configurações ensaiadas. Já o
número de Reynolds e o coeficiente de perda de carga foram calculados para validar
o modelo matemático desenvolvido para mostrar os efeitos das condições de
escoamento e da geometria associados a estes experimentos.
Para tal, foram construídos gráficos de coeficiente de perda de carga em
função do número de Reynolds, buscando comprovar a expectativa de que a
redução dos valores dos coeficientes de perda de carga esteja associada a um
aumento da eficiência volumétrica para um dado número de Reynolds. Ou seja, para
diferentes configurações e um mesmo número de Reynolds, a eficiência volumétrica
será maior quando o coeficiente de perda de carga for menor.
Os resultados e as análises comparativas apresentados neste capítulo serão
divididos em duas partes, uma primeira onde os valores obtidos durante o ensaio 1
(referência) serão comparados com os valores obtidos durante o ensaio 2, e uma
segunda parte onde os valores obtidos durante o ensaio 1 serão comparados com
os valores obtidos durante os ensaios 3, 4 e 5. Esta divisão deve-se ao fato de
apenas nos ensaios 3, 4 e 5 terem sido realizados utilizado o plenum.
4.2. Resultados e análises comparativas entre os ensaios 1 e 2:
A diferença entre os ensaios 1 e 2 que diz respeito ao sistema de admissão de
ar do motor de combustão interna está na posição da válvula de aceleração.
43
Para o ensaio 2 esta peça foi rotacionada 90º no sentido horário (referência
posição do motorista). A figura 4.1 ilustra as configurações dos ensaios 1 e 2 em
corte e as setas mostradas nas figuras indicam o fluxo de ar (sentido e direção).
Figura 4.1: Seção em corte de parte do sistema de admissão de ar (mangueira de conexão do filtro de
ar à válvula de aceleração, válvula de aceleração e coletor de admissão). Figuras (a) válvula de
aceleração montada na posição original do sistema (ensaio 1); (b) válvula de aceleração montada
rotacionada 90º sentido horário (ensaio 2).
4.2.1. Análise comparativa de parâmetros de desempenho:
Para o cálculo da eficiência volumétrica dos ensaios 1 e 2 foi utilizada a
equação 2.5. Os valores foram calculados para quatro diferentes posições de
abertura da válvula de aceleração (100% (plena carga), 75%, 50% e 25%) e estão
indicados na tabela 4.1 e no gráfico 4.1.
Os valores de torque e potência corrigidos à atmosfera padrão estão indicados
nas tabelas chamadas de “gerais” no anexo 3 e nos gráficos 4.2 e 4.3,
respectivamente. Os valores de consumo específico são indicados nas mesmas
tabelas e no gráfico 4.4.
(a)
(b)
44
Ensaio 1 Ensaio 2 Ensaio 1 Ensaio 2 Ensaio 1 Ensaio 2 Ensaio 1 Ensaio 2
1200 58.20 58.03 72.95 71.71 71.07 71.86 72.20 73.31
1600 50.50 50.14 73.60 72.71 71.83 74.20 74.17 74.35
2000 41.96 42.39 71.35 70.10 72.83 73.70 73.65 73.66
2400 62.62 62.85 77.18 75.93 78.38 79.02 80.29 80.77
2800 61.11 61.23 78.80 78.04 82.66 82.67 84.96 85.13
3000 59.58 59.41 77.63 77.34 82.17 83.18 84.07 84.84
3200 58.06 57.32 77.13 76.86 80.56 81.21 81.01 82.46
3600 54.82 54.30 75.64 75.20 77.57 77.96 77.39 77.72
4000 51.95 51.61 75.24 75.36 76.48 76.84 75.99 77.57
4400 48.14 48.58 75.57 75.56 77.54 78.51 77.99 79.36
4800 45.41 45.30 74.28 74.03 76.82 77.38 77.35 78.14
5200 41.82 42.39 71.70 71.77 74.52 75.50 75.98 76.28
5400 40.69 40.97 70.18 69.99 72.72 73.82 73.92 74.35
5600 39.48 39.38 68.03 67.59 70.35 71.17 71.46 72.11
6000 36.76 36.69 64.09 63.87 67.04 67.60 67.75 68.41
6200 35.57 35.56 61.33 61.45 64.45 65.05 65.05 65.66
Eficiência Volumétrica calculada
Rotação
(rpm)
25% 50% 75% 100%
Tabela 4.1: Valores calculados de eficiência volumétrica (E.V.) para ensaios 1 e 2 para diferentes
posições de abertura da borboleta da válvula de aceleração.
Gráfico 4.1: Comparação entre eficiências volumétricas obtidas nos ensaios 1 e 2 para diferentes
posições de abertura da borboleta da válvula de aceleração.
Eficiência Volumétrica - 25% abertura válvula aceleração
35
40
45
50
55
60
65
70
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
E.V. Calculada (%)
Ensaio 1 Ensaio 2
Eficiência Volumétrica - 50% abertura válvula aceleração
60
65
70
75
80
85
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
E.V. Calculada (%)
Ensaio 1 Ensaio 2
Eficiência Volumétrica - 75% abertura válvula aceleração
60
65
70
75
80
85
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
E.V. Calculada (%)
Ensaio 1 Ensaio 2
Eficiência Volumétrica -100% abertura válvula aceleração
60
65
70
75
80
85
90
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
E.V. Calculada (%)
Ensaio 1 Ensaio 2
45
Gráfico 4.2: Torque medido durante os ensaios 1 e 2 para diferentes posições de abertura da
borboleta da válvula de aceleração.
Gráfico 4.3: Potência medida durante os ensaios 1 e 2 para diferentes posições de abertura da
borboleta da válvula de aceleração.
Torq - 25% abertura válvula aceleração
35
45
55
65
75
85
95
105
115
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Torq (Nm)
Ensaio 1 Ensaio 2
Torq - 50% abertura válvula aceleração
95
105
115
125
135
145
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Torq (Nm)
Ensaio 1 Ensaio 2
Torq - 75% abertura válvula aceleração
100
110
120
130
140
150
160
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Torq (Nm)
Ensaio 1 Ensaio 2
Torq - 100% abertura válvula aceleração
100
110
120
130
140
150
160
170
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Torq (Nm)
Ensaio 1 Ensaio 2
Potência - 25% abertura válvula aceleração
10
15
20
25
30
35
40
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Pe (kW)
Ensaio 1 Ensaio 2
Potência - 50% abertura válvula aceleração
15
25
35
45
55
65
75
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Pe (kW)
Ensiao 1 Ensaio 2
Potência - 75% abertura válvula aceleração
15
25
35
45
55
65
75
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Pe (kW)
Ensaio 1 Ensaio 2
Potência - 100% abertura válvula aceleração
15
25
35
45
55
65
75
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Pe (kW)
Ensaio 1 Ensaio 2
46
Consumo Específico - 25% abertura válvula aceleração
260
310
360
410
460
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Cons. Espec. (g/kWh)
Ensaio 1 Ensaio 2
Consumo Específico - 50% abertura válvula aceleração
250
270
290
310
330
350
370
390
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Cons. Espec. (g/kWh)
Ensaio 1 Ensaio 2
Consumo Específico - 75% abertura válvula aceleração
250
270
290
310
330
350
370
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Cons. Espec. (g/kWh)
Ensaio 1 Ensaio 2
Consumo Específico - 100% abertura válvula aceleração
250
270
290
310
330
350
370
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Cons. Espec. (g/kWh)
Ensaio 1 Ensaio 2
Gráfico 4.4: Consumo específico medido durante os ensaios 1 e 2 para diferentes pis;óes de abertura
da borboleta da válvula de aceleração
De acordo com as características construtivas da mangueira de conexão do
filtro de ar à válvula de aceleração (cotovelo de 90º imediatamente antes da válvula
de aceleração) e do sentido de abertura da borboleta, previa-se que as perturbações
sofridas pelo ar admitido nesta região fossem maiores no ensaio 1, fazendo com que
a eficiência volumétrica deste ensaio fosse menor que a do ensaio 2. Apesar de se
verificar algum pequeno ganho de eficiência com o uso da configuração associada
ao ensaio 2 em rotações superiores a 3000 rpm com o aumento da abertura da
válvula de aceleração, as incertezas típicas das medições realizadas e utilizadas no
cálculo (rotação, pressão e temperatura, indicadas no anexo 2), não permitem
afirmar que houve alteração com significância estatística. Isso é corroborado pelo
fato de, nos gráficos correspondentes a comparação dos torques, observar-se uma
redução nos torques com a utilização da configuração 2 o que não é compatível com
um aumento de eficiência volumétrica.
Desta forma, a comparação entre potência e consumo específico gera,
também, uma igualdade dos resultados.
A alteração imperceptível quando da rotação da válvula de aceleração foi
descrita também por Grimaldi at al (2003) em seu trabalho publicado no congresso
47
da SAE com o título Flow Characterization of a High Performance S. I. Engine Intake
System.
4.2.2. Análise comparativa de emissões:
Os valores de cada um dos gases analisados, obtidos durante os ensaios 1 e
2 utilizando-se a bancada de emissões do dinamômetro descrito no anexo 1, foram
medidos para quatro diferentes posições de abertura da válvula de aceleração
(100% (plena carga), 75%, 50% e 25%) e estão indicados nas tabelas chamadas de
“emissões de poluentes” no anexo 3 e nos gráficos 4.5 a 4.9 mostrados a seguir.
Os teores de oxigênio (O
2
) (não poluente) e de dióxido de carbono (CO
2
)
foram incluídos para auxiliar a análise da combustão.
CO
2
- 25% abertura válvula aceleração
12.4
12.5
12.6
12.7
12.8
12.9
13
13.1
13.2
13.3
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 2
CO
2
- 50% abertura válvula aceleração
10.2
10.7
11.2
11.7
12.2
12.7
13.2
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 2
CO
2
- 75% abertura válvula aceleração
9.8
10.3
10.8
11.3
11.8
12.3
12.8
13.3
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 2
CO
2
-100% abertura válvula aceleração
10
10.5
11
11.5
12
12.5
13
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 2
Gráfico 4.5: Dióxido de carbono (CO
2
) medido durante os ensaios 1 e 2 para diferentes posições de
abertura da borboleta da válvula de aceleração.
48
CO - 25% abertura válvula aceleração
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO (%)
Ensaio 1 Ensaio 2
CO - 50% abertura válvula aceleração
0
1
2
3
4
5
6
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO (%)
Ensaio 1 Ensaio 2
CO - 75% abertura válvula aceleração
0
1
2
3
4
5
6
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO (%)
Ensaio 1 Ensaio 2
CO - 100% abertura válvula aceleração
0
1
2
3
4
5
6
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO (%)
Ensaio 1 Ensaio 2
Gráfico 4.6: Monóxido de carbono (CO) medido durante os ensaios 1 e 2 para diferentes posições de
abertura da borboleta da válvula de aceleração.
NOx - 25% abertura válvula aceleração
1900
2100
2300
2500
2700
2900
3100
3300
3500
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
NOx (ppm)
Ensaio 1 Ensaio 2
NOx - 50% abertura válvula aceleração
900
1400
1900
2400
2900
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
NOx (ppm)
Ensaio 1 Ensaio 2
NOx - 75% abertura válvula aceleração
700
1200
1700
2200
2700
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
NOx (ppm)
Ensaio 1 Ensaio 2
NOx - 100% abertura válvula aceleração
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
NOx (ppm)
Ensaio 1 Ensaio 2
Gráfico 4.7: Óxido de nitrogênio (NO
X
) medido durante os ensaios 1 e 2 para diferentes posições de
abertura da borboleta da válvula de aceleração.
49
O
2
- 25% abertura válvula aceleração
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
O
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 2
O
2
- 50% abertura válvula aceleração
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
O
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 2
O
2
- 75% abertura válvula aceleração
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
O
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 2
O
2
- 100% abertura válvula aceleração
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
O
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 2
Gráfico 4.8: Oxigênio (O
2
) medido durante os ensaios 1 e 2 para diferentes posições de abertura da
borboleta da válvula de aceleração.
HC - 25% abertura válvula aceleração
215
235
255
275
295
315
335
355
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
HC (ppm)
Ensaio 1 Ensaio 2
HC - 50% abertura válvula aceleração
210
260
310
360
410
460
510
560
610
660
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
HC (ppm)
Ensaio 1 Ensaio 2
HC - 75% abertura válvula aceleração
200
300
400
500
600
700
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação d (rpm)
HC (ppm)
Ensaio 1 Ensaio 2
HC - 100% abertura válvula aceleração
350
450
550
650
750
850
950
1050
1150
1250
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
HC (ppm)
Ensaio 1 Ensaio 2
Gráfico 4.9: Hidrocarboneto(HC) medido durante os ensaios 1 e 2 para diferentes posições de
abertura da borboleta da válvula de aceleração.
50
Exceto para aberturas menores da borboleta da válvula de aceleração, os
gráficos correspondentes revelam pequenas diferenças nos valores das
concentrações de gases poluentes entre os ensaios 1 e 2.
As diferenças mais significativas de dióxido de carbono (CO
2
) obtidas a 25%
de abertura da válvula de aceleração sugere um consumo maior de combustível no
ensaio 2 até cerca de 2200 rpm e menor após esta rotação. A potência, o consumo
específico e a eficiência volumétrica, entretanto, mantiveram-se bastante próximas
das obtidas no ensaio 1. Esse resultado aparentemente conflitante deve-se
provavelmente, ao fato do motor operar com baixas temperaturas de água do
sistema de arrefecimento. Desta forma, o sistema eletrônico de injeção de
combustível deve ter buscado enriquecer a relação combustível-ar; trata-se de uma
estratégia de controle corriqueira utilizada para condições de baixas rotações e
cargas.
Medições de oxigênio (O
2
) também incorporam algum erro para a mesma
faixa de operação do motor, conforme pode ser visto no gráfico 4.8. Os dois
resultados anteriores sugerem que o ensaio 1 tenha sido feito com o motor menos
aquecido do que no ensaio 2.
As demais concentrações medidas em ppms não indicam grandes variações
exceto a de hidrocarboneto (HC) também nessas mesmas condições de carga e
rotação, corroborando a condição de funcionamento mais fria do motor durante o
ensaio 1.
4.3. Resultados e análises comparativos entre os ensaios 1 e 3, 4 e 5:
A diferença entre os ensaios 1 e 3, 4 e 5, que diz respeito ao sistema de
admissão de ar do motor de combustão interna, está na adição de um reservatório
(plenum) a montante da válvula de aceleração.
Para o ensaio 3 o plenum foi montado na vertical com entrada de ar pelo lado
superior deste, conforme ilustrado na figura 3.4.
Para o ensaio 4 o plenum foi montado na vertical com entrada de ar pela
lateral deste, conforme ilustrado na figura 3.5.
51
Para o ensaio 5 o plenum foi montado na horizontal com entrada de ar pela
lateral deste, conforme ilustrado na figura 3.6.
4.3.1. Análise comparativa de parâmetros de desempenho:
Para o cálculo da eficiência volumétrica dos ensaios 3, 4 e 5 foi utilizada a
equação 2.5. Os valores foram calculados para quatro diferentes posições de
abertura da válvula de aceleração (100% (plena carga), 75%, 50% e 25%) e estão
indicados na tabela 4.2 e no gráfico 4.10.
Curvas de torque, potência e consumo específico em função da rotação estão
mostradas nos gráficos 4.11, 4.12 e 4.13, respectivamente, a seguir. Em todos estes
gráficos são apresentadas também as curvas obtidas no ensaio 1 (baseline).
Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
1200 57.28 58.76 59.93 71.84 73.26 72.62 70.51 70.63 74.01 72.09 72.65 72.10
1600 49.05 50.41 51.66 72.04 73.40 72.62 72.41 72.51 74.20 72.33 73.76 73.14
2000 40.94 42.96 43.95 70.59 70.93 71.42 74.71 74.78 75.48 76.29 75.83 75.49
2400 61.51 62.89 63.52 74.41 76.10 76.43 76.00 75.85 78.35 75.04 78.68 78.48
2800 60.03 61.53 61.93 76.07 77.70 77.46 76.66 76.88 78.88 76.09 79.52 78.93
3000 58.24 59.78 60.29 76.14 77.48 77.25 77.41 77.58 78.68 77.03 79.21 78.63
3200 56.56 58.18 58.36 76.72 77.49 77.25 78.89 79.07 79.01 78.81 79.57 79.19
3600 53.53 54.76 55.21 76.40 77.21 77.22 80.79 80.92 80.16 80.88 80.56 80.10
4000 50.79 52.21 52.64 75.67 76.66 76.52 81.50 81.63 81.76 83.36 83.16 82.81
4400 47.87 49.23 49.61 75.51 76.82 76.31 80.05 80.13 81.12 82.11 82.88 82.60
4800 44.80 46.05 46.49 73.55 75.13 74.83 77.12 77.23 78.32 77.78 78.87 78.83
5200 41.93 43.08 43.47 71.12 72.74 72.51 74.99 74.97 75.80 75.11 75.71 75.86
5400 40.52 41.64 41.95 70.01 71.06 70.84 73.42 73.47 74.22 73.83 74.49 74.54
5600 39.14 40.20 40.52 67.92 68.62 68.39 71.40 71.51 71.55 72.34 72.48 72.41
6000 36.41 35.81 37.64 64.02 64.96 64.75 67.86 67.88 68.59 68.75 69.35 69.20
6200 35.23 35.98 36.25 61.66 62.74 62.32 65.41 65.43 66.15 66.17 66.89 66.77
Rotação
(rpm)
Eficiência Volumétrica calculada
25% 50% 75% 100%
Tabela 4.2: Valores calculados de eficiência volumétrica (E.V.) para ensaios 3, 4 e 5 para diferentes
posições de abertura da borboleta da válvula de aceleração.
52
Gráfico 4.10: Comparação entre eficiências volumétricas obtidas nos ensaios 3, 4 e 5 para diferentes
posições de abertura da borboleta da válvula de aceleração.
Gráfico 4.11: Torque medido durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições de abertura da
borboleta da válvula de aceleração.
Eficiência Volumétrica - 25% abertura válvula aceleração
35
40
45
50
55
60
65
70
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
E.V. Calculada (%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Eficiência Volumétrica - 50% abertura válvula aceleração
60
65
70
75
80
85
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
E.V. Calculada (%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Eficiência Volumétrica - 75% abertura válvula aceleração
65
67
69
71
73
75
77
79
81
83
85
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
E.V. Calculada (%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Eficiência Volumétrica -100% abertura válvula aceleração
60
65
70
75
80
85
90
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
E.V. Calculada (%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Torq - 25% abertura válvula aceleração
35
45
55
65
75
85
95
105
115
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Torq (Nm)
Ensaio 3 Ensiao 5 Ensaio 4 Ensaio 1
Torq - 50% abertura válvula aceleração
90
100
110
120
130
140
150
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Torq (Nm)
Ensaio 1 Ensaio 5 Ensaio3 Ensaio 4
Torq - 75% abertura válvula aceleração
100
110
120
130
140
150
160
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Torq (Nm)
Ensaio 1 Ensaio 4 Ensaio 3 Ensaio 5
Torq - 100% abertura válvula aceleração
100
110
120
130
140
150
160
170
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Torq (Nm)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 5 Ensaio 4
53
Potência - 25% abertura válvula aceleração
10
15
20
25
30
35
40
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Pe (kW)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Potência - 50% abertura válvula aceleração
15
25
35
45
55
65
75
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Pe (kW)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Potência - 75% abertura válvula aceleração
15
25
35
45
55
65
75
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Pe (kW)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Potência - 100% abertura válvula aceleração
15
25
35
45
55
65
75
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Pe (kW)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Gráfico 4.12: Potência medida durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições de abertura da
borboleta da válvula de aceleração.
Consumo Específico - 25% abertura válvula aceleração
260
310
360
410
460
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Cons. Espec. (g/kWh)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Consumo Específico - 50% abertura válvula aceleração
250
270
290
310
330
350
370
390
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Cons. Espec. (g/kWh)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Consumo Específico - 75% abertura válvula aceleração
250
270
290
310
330
350
370
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Cons. Espec. (g/kWh)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Consumo Específico - 100% abertura válvula aceleração
250
270
290
310
330
350
370
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
Cons. Espec. (g/kWh)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensiao 4 Ensaio 5
Gráfico 4.13: Consumo específico medido durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições de
abertura da borboleta da válvula de aceleração.
54
Conforme pode ser visto no gráfico 4.10, a adição do plenum diminui a
eficiência volumétrica do motor para rotações abaixo de 3500 rpm e as aumentou
para rotações superiores quando operando com aberturas da borboleta de 75 a
100%. Nas demais condições não houve variação significativa na eficiência
volumétrica.
Os gráficos 4.11 e 4.12 mostram efeitos correspondentes na potência e
torque. Houve redução de potência onde a eficiência volumétrica foi menor e houve
aumento desta onde a eficiência foi maior.
A curva de consumo específico em função da rotação para diversas posições
de abertura da borboleta mostra a influência do aumento da eficiência volumétrica
neste parâmetro que está relacionada com a eficiência global do motor. Nota-se com
uma certa clareza para 75% de abertura da válvula de aceleração a redução do
consumo específico com aumento da eficiência volumétrica e vice-versa.
4.3.2. Análise comparativa de emissões:
Os valores de cada um dos gases analisados abaixo, obtidos durante os
ensaios 3, 4 e 5 utilizando-se a bancada de emissões do dinamômetro descrito no
anexo 1. Foram medidos para quatro diferentes posições de abertura da válvula de
aceleração (100% (plena carga), 75%, 50% e 25%) e estão indicados nas tabelas
chamadas de “emissões de poluentes” no anexo 3 e nos gráficos abaixo.
55
CO
2
- 25% abertura válvula aceleração
12.4
12.5
12.6
12.7
12.8
12.9
13
13.1
13.2
13.3
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
CO
2
- 50% abertura válvula aceleração
10.2
10.7
11.2
11.7
12.2
12.7
13.2
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
CO
2
- 75% abertura válvula aceleração
9.8
10.3
10.8
11.3
11.8
12.3
12.8
13.3
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
CO
2
-100% abertura válvula aceleração
10
10.5
11
11.5
12
12.5
13
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Gráfico 4.14 Dióxido de carbono(CO
2
) medido durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições de
abertura da borboleta da válvula de aceleração.
CO - 25% abertura válvula aceleração
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO (%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
CO - 50% abertura válvula aceleração
0
1
2
3
4
5
6
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO (%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
CO - 75% abertura válvula aceleração
0
1
2
3
4
5
6
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO (%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
CO - 100% abertura válvula aceleração
0
1
2
3
4
5
6
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
CO (%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Gráfico 4.15: Monóxido de carbono(CO) medido durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições
de abertura da borboleta da válvula de aceleração
56
NOx - 25% abertura válvula aceleração
1900
2100
2300
2500
2700
2900
3100
3300
3500
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
NOx (ppm)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
NOx - 50% abertura válvula aceleração
900
1400
1900
2400
2900
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Roação (rpm)
NOx (ppm)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
NOx - 75% abertura válvula aceleração
700
1200
1700
2200
2700
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
NOx (ppm)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
NOx - 100% abertura válvula aceleração
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
NOx (ppm)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Gráfico 4.16: Óxido de nitrogênio(NO
x
) medido durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições
de abertura da borboleta da válvula de aceleração.
O
2
- 25% abertura válvula aceleração
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
O
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
O
2
- 50% abertura válvula aceleração
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
O
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
O
2
- 75% abertura válvula aceleração
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
O
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
O
2
- 100% abertura válvula aceleração
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
O
2
(%)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Gráfico 4.17: Oxigênio (O
2
) medido durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições de abertura
da borboleta da válvula de aceleração.
57
HC - 25% abertura válvula aceleração
215
235
255
275
295
315
335
355
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
HC (ppm)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
HC - 50% abertura válvula aceleração
210
260
310
360
410
460
510
560
610
660
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
HC (ppm)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
HC - 75% abertura válvula aceleração
200
300
400
500
600
700
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
HC (ppm)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
HC - 100% abertura válvula aceleração
300
350
400
450
500
550
600
650
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Rotação (rpm)
HC(ppm)
Ensaio 1 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5
Gráfico 4.18: Hidrocarboneto (HC) medido durante os ensaios 3, 4 e 5 para diferentes posições de
abertura da borboleta da válvula de aceleração e comparados com valores medidos durante ensaio 1.
Desconsiderando o ensaio feito com 25% de abertura da válvula de
aceleração que incorpora o efeito da temperatura mais baixa da água de
arrefecimento nos resultados, observa-se que onde o motor apresenta maiores
potências, correspondentemente se tem maiores produções de dióxido de carbono
(CO
2
). Conseqüentemente a produção de monóxido de carbono (CO) reduz-se com
o aumento da produção de (CO
2
) mostrando uma melhor condição de queima do
combustível. Isto faz com que aumente a produção de óxido de nitrogênio (NO
X
)
fomentada pelas maiores temperaturas que, nestes casos, deve-se ter dentro da
câmara de combustão.
Seguindo o mesmo raciocínio, era de se esperar uma redução nos teores de
oxigênio (O
2
) e de hidrocarbonetos (HC) no escapamento, o que de fato ocorreu.
Nos gráficos correspondentes a 100% de abertura da válvula de aceleração,
no trecho onde se observa maiores eficiências volumétricas verifica-se,
coerentemente, aumento na produção de dióxido de carbono (CO
2
) (devido ao
consumo majorado) e aumento da produção de óxidos de nitrogênio (NOx). A
redução na produção de CO e HC sugerem um aumento de eficiência térmica
provavelmente devido ao aumento do nível de pressão máxima atingida na câmara
de combustão nas condições de operação acima.
58
4.3.3. Análise utilizando os grupos adimensionais número de
Reynolds e coeficiente de perda de carga:
Como descrito no item “Considerações Iniciais” deste capítulo, os gráficos de
coeficiente de perda de carga (K) em função do número de Reynolds (Re) permitem
uma representação gráfica alternativa para o experimento descrito nesta dissertação
e incorpora o modelo matemático desenvolvido para o estudo do fenômeno em
questão.
Utilizando-se as equações 2.24 e 2.27 é possível calcular os valores de cada
um dos adimensionais associados a cada um dos eixos desses gráficos. As tabelas
4.3, 4.4 e 4.5 mostram valores de temperatura, pressão, eficiência volumétrica e
vazão em massa de ar utilizados para a obtenção dos números de Reynolds e
coeficientes de perda de carga para abertura da válvula de aceleração igual a 100%,
para os ensaios 1, 3 e 5.
Considerando que houve distorções nas medições de temperaturas,
sobremaneira na temperatura T3, algumas destas tiveram seus valores medidos
substituídos por valores calculados. Isto foi necessário pois as diferenças entre as
medidas das temperaturas T1 e T3 geravam resultados equivocados em função da
proximidade de seus valores, da acuracidade dos sensores e das incertezas
associadas às suas medições.
Nestes casos o cálculo foi feito respeitando a hipótese da incompressibilidade
do ar de admissão.
59
T
1
(ºC)
p
1
(kPa)
ρ
1
(kg/m^3)
T
3
(ºC)
p
3
(kPa)
ρ
3
(kg/m^3)
∆T
e1
Efic.
Vol. (%)
m
ar
(g/s)
Re
V
(m/s)
K
1200 19.24 95.91 1.17 18.56 95.48 1.17 0.68 72.20 14.79 16514.69 15.667 1.555
1600 19.02 95.80 1.17 18.40 95.38 1.17 0.62 74.17 20.27 22642.72 21.462 0.756
2000 19.02 95.65 1.17 18.46 95.29 1.17 0.56 73.65 25.12 28086.45 26.634 0.443
2400 19.00 95.36 1.17 18.44 94.99 1.16 0.56 80.29 32.85 36845.01 34.844 0.258
2800 19.22 95.21 1.16 18.48 94.89 1.16 0.74 84.96 40.54 45523.95 43.015 0.224
3000 19.28 95.18 1.16 18.40 94.58 1.16 0.88 84.07 42.96 48386.61 45.604 0.237
3200 19.25 95.11 1.16 18.30 94.48 1.16 0.95 81.01 44.15 49768.64 46.873 0.242
3600 19.76 94.96 1.16 18.74 94.18 1.15 1.02 77.39 47.45 53740.11 50.376 0.225
4000 20.20 94.65 1.15 19.30 94.08 1.15 0.90 75.99 51.77 58801.43 54.957 0.167
4400 20.94 94.48 1.15 19.98 94.28 1.15 0.96 77.99 58.45 66398.69 62.045 0.140
4800 21.12 94.14 1.14 20.20 93.98 1.14 0.92 77.35 63.26 72151.15 67.132 0.114
5200 21.40 93.99 1.14 20.50 93.77 1.14 0.90 75.98 67.27 76969.02 71.439 0.099
5400 21.70 93.91 1.14 20.78 93.57 1.14 0.92 73.92 67.97 78008.54 72.180 0.099
5600 21.88 93.80 1.14 21.02 93.67 1.14 0.86 71.46 68.13 78181.38 72.358 0.092
6001 22.10 93.70 1.13 21.22 93.57 1.14 0.88 67.75 69.17 79508.52 73.509 0.091
6200 22.20 93.67 1.13 21.28 93.47 1.13 0.92 65.05 68.59 78944.73 72.919 0.097
ensaio 1
Borb
pos.
Rotação
(RPM)
100
Tabela 4.3: Valores medidos e resultados obtidos no ensaio 1 com 100% de abertura da válvula de
aceleração.
T
1
(ºC)
p
1
(kPa)
ρ
1
(kg/m^3)
T
3
(ºC)
p
3
(kPa)
ρ
3
(kg/m^3)
∆T
e1
Efic.
Vol. (%)
m
ar
(g/s)
Re
V
(m/s)
K
1200 20.78 94.60 1.15 20.22 94.66 1.15 0.56 72.09 14.564 16493.45 15.643 1.284
1600 20.87 94.50 1.15 20.33 94.51 1.15 0.54 72.33 19.488 22112.94 20.927 0.693
2000 21.13 94.30 1.15 20.46 94.31 1.15 0.67 76.29 25.711 29245.82 27.590 0.493
2400 21.18 94.26 1.14 20.39 94.16 1.15 0.79 75.04 30.356 34579.01 32.564 0.417
2800 21.28 94.10 1.14 20.32 94.02 1.14 0.96 76.09 35.913 40959.37 38.524 0.363
3000 21.32 94.01 1.14 20.40 93.87 1.14 0.92 77.03 38.940 44495.31 41.787 0.295
3200 21.42 93.88 1.14 20.50 93.75 1.14 0.92 78.81 42.481 48616.47 45.602 0.248
3600 21.52 93.61 1.14 20.76 93.27 1.13 0.76 80.88 48.991 56407.43 52.651 0.154
4000 21.88 93.38 1.13 21.10 92.82 1.13 0.78 83.36 56.063 64938.02 60.291 0.120
4400 22.42 93.20 1.13 21.52 92.38 1.12 0.90 82.11 60.714 70762.68 65.323 0.118
4800 23.08 93.05 1.12 22.12 92.20 1.12 0.96 77.78 62.673 73331.47 67.503 0.118
5200 23.22 92.93 1.12 22.42 92.12 1.11 0.80 75.11 65.612 76917.85 70.626 0.090
5400 23.40 92.81 1.12 22.58 92.04 1.11 0.82 73.83 66.948 78593.97 72.089 0.089
5600 23.58 92.72 1.12 22.72 91.99 1.11 0.86 72.34 67.973 79878.80 73.244 0.090
6001 23.86 92.75 1.12 23.02 91.95 1.11 0.84 68.75 69.190 81427.06 74.591 0.085
6200 24.12 92.72 1.11 23.22 91.95 1.11 0.90 66.17 68.831 81063.08 74.175 0.092
ensaio 3
Borb
pos.
Rotação
(RPM)
100
Tabela 4.4: Valores medidos e resultados obtidos no ensaio 3 com 100% de abertura da válvula de
aceleração.
60
T
1
(ºC)
p
1
(kPa)
ρ
1
(kg/m^3)
T
3
(ºC)
p
3
(kPa)
ρ
3
(kg/m^3)
∆T
e1
Efic.
Vol. (%)
m
ar
(g/s)
Re
V
(m/s)
K
1200 19.15 94.80 1.16 18.60 94.74 1.16 0.55 72.10 14.645 16477.79 15.643 1.258
1600 19.20 94.71 1.16 18.65 94.62 1.16 0.55 73.14 19.814 22327.75 21.162 0.687
2000 19.23 94.52 1.16 18.46 94.38 1.16 0.77 75.49 25.557 28853.09 27.300 0.580
2400 19.72 94.20 1.15 18.72 94.01 1.15 1.00 78.48 31.869 36151.07 34.058 0.483
2800 19.42 94.26 1.15 18.56 94.09 1.15 0.86 78.93 37.378 42340.46 39.959 0.302
3000 19.42 94.20 1.15 18.66 94.05 1.15 0.76 78.63 39.896 45230.78 42.651 0.234
3200 19.52 94.08 1.15 18.78 93.95 1.15 0.74 79.19 42.724 48505.10 45.822 0.198
3600 19.82 93.84 1.14 19.06 93.56 1.14 0.76 80.10 48.628 55491.02 52.137 0.157
4000 20.56 93.56 1.14 19.819 93.16 1.14 0.74 82.81 55.844 64166.21 59.894 0.116
4400 21.18 93.35 1.13 20.319 92.75 1.13 0.86 82.60 61.262 70829.18 65.713 0.112
4800 21.72 93.26 1.13 20.758 92.51 1.12 0.96 78.83 63.785 74044.21 68.413 0.115
5200 21.98 93.11 1.13 20.978 92.51 1.12 1.00 75.86 66.480 77227.91 71.330 0.110
5400 22.32 93.01 1.13 21.238 92.41 1.12 1.08 74.54 67.782 78895.89 72.777 0.114
5600 22.62 92.99 1.12 21.518 92.41 1.12 1.10 72.41 68.278 79549.10 73.316 0.115
6001 22.92 92.96 1.12 21.837 92.37 1.12 1.08 69.20 69.913 81575.45 75.081 0.107
6200 23.14 92.93 1.12 22.057 92.34 1.12 1.08 66.77 69.707 81426.22 74.853 0.108
ensaio 5
Borb
pos.
Rotação
(RPM)
100
Tabela 4.5: Valores medidos e resultados obtidos no ensaio 5 com 100% de abertura da válvula de
aceleração.
Nos cálculos efetuados para a elaboração das tabelas acima, foram utilizados
os valores indicados na tabela 4.6.
Item
#
Item Valor Unidade
1 Constante de gases perfeito do ar (R) 279.8 J/kg.K
2
Cilindrada total do motor (V
t
)
0.0018
m
3
3 Diâmetro da mangueira de ar (d) 0.065 m
4
Viscosidade cinemática do ar (ν)
0.000015
m
2
/s
Tabela 4.6: Valores utilizados para cálculo do número de Reynolds e coeficiente de perda de carga.
Os gráficos 4.19 e 4.20 a seguir mostram a evolução do coeficiente de perda
de carga com o número de Reynolds, numa comparação dos ensaios 1 e 3 e 1 e 5
respectivamente. Em ambos os casos para melhor visualização do efeito da
geometria a válvula de aceleração encontrava-se totalmente aberta.
Pode-se observar nestes gráficos:
- maior valor do coeficiente de perda de carga com o uso do plenum (ensaios
3 e 5) na faixa de número de Reynolds entre 25000 e 45000. Esta faixa de número
de Reynolds corresponde no ensaio 1 a rotações entre 1800 e 3200 rpm, no ensaio
3 entre 1800 e 3000 rpm e no ensaio 5 entre 2100 e 3300 rpm.
- valores maiores de coeficiente de perda de carga, na faixa de número de
Reynolds mencionada acima, no ensaio 5 (plenum montado na horizontal com
entrada de ar lateral) relativamente aos observados no ensaio 3 (plenum montado
na vertical com entrada de ar na parte superior).
61
Estes resultados indicam uma maior restrição imposta ao escoamento no caso
do ensaio 5, nesta faixa de número de Reynolds. Conseqüentemente, era de se
esperar a obtenção de uma melhor eficiência volumétrica com o uso da configuração
do ensaio 3 em relação à do ensaio 5. Entretanto isto não se verifica quando os
valores constantes nas tabelas são observados. A provável explicação para isso é a
não obtenção da temperatura correta, mesmo através de cálculo para o ponto 3 do
volume de controle. É importante mencionar que as condições atmosféricas (pressão
barométrica e temperatura de bulbo seco) não afetaram o valor da massa específica
do ar, as umidades relativas não eram suficientemente diferentes para afetar
significativamente a eficiência volumétrica e não houve nenhuma alteração no
mecanismo de abertura e fechamento de válvulas bem como na tubulação de
escape.
Fora da faixa de número de Reynolds mencionada acima, em ambos os casos
os valores menores dos coeficientes de perda de carga observados nos ensaios 3 e
5 relativamente ao ensaio 1 explicam satisfatoriamente o aumento da eficiência
volumétrica do motor com o uso do plenum.
Gráfico 4.19: Comparativo do coeficiente de perda de carga em função do número de
Reynolds para ensaios 1 e 3.
Número de Reynolds (Re) x Coeficiente Perda carga
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
1.600
1.800
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000
Re
Coeficiente Perda Carga
ensaio 1 ensaio 3
62
Gráfico 4.20: Comparativo do coeficiente de perda de carga em função do número de
Reynolds para ensaios 1 e 5.
A análise feita acima mostra a importância do uso do modelo matemático na
definição da geometria do trecho do sistema de admissão estudado, consolidando-
se como uma ferramenta importante no desenvolvimento de motores. A eficácia
deste modelo pode ser melhorada com a introdução de outros parâmetros que
sabidamente interferem no fenômeno e com uma melhor interface que permita
fornecer-lhe dados mais confiáveis para processamento.
Número de Reynolds (Re) x Coeficiente Perda Carga
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
1.600
1.800
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000
Re
Coeficiente Perda Carga
ensaio 1 ensaio 5
63
5 CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS:
A mudança da geometria do sistema de admissão produziu:
- quando da rotação da válvula de aceleração, verificou-se modificações
pouco significativas na eficiência volumétrica e conseqüentemente nos parâmetros
de desempenho e produções de gases poluentes (ensaio 2 comparado com ensaio
1);
- a utilização do plenum alterou significativamente as condições de
escoamento permitindo observar uma perda de eficiência volumétrica numa faixa de
operação do motor de rotações mais baixas com substancial ganho em rotações
mais elevadas principalmente com aberturas crescentes de borboleta da válvula
aceleradora.
Nota-se, como era de se esperar, que, com o aumento da eficiência
volumétrica, há um aumento do momento de força (torque) e da potência, fato
justificado pela maior massa de mistura dentro da câmara de combustão. A maior
quantidade de energia disponibilizada permite o aumento do desempenho do motor
de combustão interna.
O consumo específico manteve-se praticamente constante em todos os
ensaios, mostrando que houve manutenção da eficiência global do motor; o ganho
de potência foi conseguido com um aumento de consumo de combustível.
Os óxidos de nitrogênio (NO
X
) emitidos durante os ensaios com a válvula de
aceleração a 100% de abertura comportaram-se de forma coerente com a evolução
da eficiência volumétrica. Isto é, a redução da eficiência reduziu a massa de mistura
dentro da câmara de combustão reduzindo a temperatura desta que por sua vez
reduziu a formação deste gás poluente. As produções de monóxido de carbono (CO)
e hidrocarbonetos (HC) não foram significativamente afetadas.
Utilizando-se a curva de eficiência volumétrica mostrada no gráfico 4.1 e 4.10
para a válvula de aceleração a 100% de abertura pode-se definir que:
- o ensaio que apresentou a maior diferença quando comparado com o ensaio
referência é o de número 3; nas regiões onde houve uma redução na eficiência
volumétrica este ensaio apresentou a maior redução e nas regiões onde houve um
ganho de eficiência este apresentou o maior ganho.
64
- o ensaio que apresentou a menor diferença quando comparado com o
ensaio de referência é o de número 2.
- o melhor desempenho do motor de combustão é conseguido quando da
mistura das configurações dos ensaios 1 e 3. Para rotações entre 1200 e 1800 rpm
sugere-se utilizar a configuração do ensaio 3, para rotações entre 1800 e 3400 rpm
aproximadamente utilizar a configuração do ensaio 1 e para rotações entre 3400 e
6200 rpm utilizar configuração do ensaio 3. Para obter o melhor resultado do que foi
visto anteriormente sugere-se a utilização de um plenum variável.
Como sugestões para trabalhos futuros, podem-se mencionar:
- Projeto de experimento que permitam obter valores de pressão e
temperatura precisas para que modelos matemáticos possam se melhor
aproveitados como ferramenta de desenvolvimento de sistemas.
- Estudar condições adequadas de acondicionamento do motor para melhorar
a repetitividade e a reprodutibilidade dos ensaios bem como correlacionar resultados
corrigidos com reais.
- A continuidade do estudo feito neste trabalho considerando a instalação de
uma válvula borboleta internamente ao plenum, a qual permitiria a sintonia desejada,
ou seja, evitar a redução da eficiência volumétrica em baixas rotações e mantê-la
elevada em rotações maiores.
65
ANEXO 1 – EQUIPAMENTO E COMPONENTES UTILIZADOS:
1 Equipamento utilizado:
Para a realização dos ensaios descritos nesta dissertação (capítulo 3) foi
utilizado dinamômetro de motor do tipo assíncrono duplo (motor elétrico / gerador).
Normalmente estas máquinas são utilizadas para o desenvolvimento e refinamento
de motores modernos de combustão interna.
Dinamômetro é um equipamento capaz de medir torque e velocidade
(rotação), de um motor em suas diversas condições de funcionamento. Ele pode ser
aplicado apenas para motores, neste caso conhecido como dinamômetro de motor
ou ser aplicado para veículo, chamado então de dinamômetro de chassis.
O dinamômetro mais antigo, utilizado até os dias de hoje para medir torque do
motor, é constituído por um volante circundado por uma cinta conectada a um braço
cuja extremidade se apóia sobre a plataforma de uma balança. O volante acionado
pelo motor, tem o seu movimento restringido pela pressão aplicada à cinta, que
transmite o esforço ao braço apoiado sobre a balança. A partir das leituras da
balança, calcula-se o esforço despendido pelo motor. Esse dispositivo é conhecido
como FREIO DE PRONY:
Há, atualmente no mercado vários tipos de dinamômetros, são eles:
- Freio de Prony;
- Água;
- Hidráulico;
- Eletromagnético;
- Ventilação;
- Elétrico / gerador (assíncrono);
66
Como descrito acima, o dinamômetro de motor utilizado para os ensaios
descritos no capítulo 3 é do tipo assíncrono duplo (elétrico / gerador) marca Schenck
Pegasus GmbH, modelo Dynas
2
130. Este está montado em um ambiente chamado
célula ou test cell. A figura A1.1 ilustra a célula onde os ensaios foram realizados.
Figura A1.1: Ilustração da célula de teste utilizada para os ensaios
descritos no capítulo 5.
A operação do dinamômetro é realizada a partir da sala de controle ou control
room, ilustrada na figura A1.2.
Figura A1.2: Ilustração da sala de controle
O princípio de funcionamento da célula e da sala de controle está descrito no
diagrama A1.1, onde o dinamômetro, motor e equipamentos de conexão estão em
um quarto, chamado célula, enquanto que o operador, computadores e máquinas
para análise dos resultados estão em outro ambiente, chamado sala de controle.
67
Test Bed Automation
FEV/DSP ADAPT
Operator
Interface
(PC+21” monitor)
Systematic
Engine
Calibration
computer
(future)
MDS
with
ASAP 3 CI
EJB
(boombox) FEV AirCon
Engine air
conditioning
ECM
Dyno
Controller
(mezzanine)
Engine
AC Dyno
Schenck
Test Cell
Interlock
(safety)
Comb.
Analyzer
(future)
Engine
Out
Tailpipe
(future)
Emission benches
FEV FuelCon
fuel
conditioning
FEV LubCon
oil
conditioning
FEV CoolCon
coolant
conditioning
Test Cell
Control Room
FEV CoolCon
controller
PID loop PID loop
PID loop
setpoint
PID loop
RS 232
AK protocol
Dyno 2: 130 kW/270 Nm
Test Bed Automation
FEV/DSP ADAPT
Operator
Interface
(PC+21” monitor)
Systematic
Engine
Calibration
computer
(future)
MDS
with
ASAP 3 CI
EJB
(boombox) FEV AirCon
Engine air
conditioning
ECM
Dyno
Controller
(mezzanine)
Engine
AC Dyno
Schenck
Test Cell
Interlock
(safety)
Comb.
Analyzer
(future)
Engine
Out
Tailpipe
(future)
Emission benches
FEV FuelCon
fuel
conditioning
FEV LubCon
oil
conditioning
FEV CoolCon
coolant
conditioning
Test Cell
Control Room
FEV CoolCon
controller
PID loop PID loop
PID loop
setpoint
PID loop
RS 232
AK protocol
Dyno 2: 130 kW/270 Nm
As características funcionais do dinamômetro assíncrono duplo utilizado para
realização dos ensaios estão descritas na tabela A1.1. Esta máquina mede e registra
temperaturas, pressões, rotações, torque, potência, consumo, emissões, condições
do ambiente e sinais analógicos e controla a temperatura do óleo do sistema de
lubrificação do motor, a temperatura da água do sistema de arrefecimento do motor,
a temperatura do combustível do motor e a temperatura e umidade relativa do ar.
Procedimento operacional do dinamômetro define quando medidores do tipo célula
de carga, transdutores de temperatura, transdutores de pressão, termopares,
entradas e saídas analógicas e bancada de emissões devem ser calibrados. A figura
A1.3 ilustra o software de operação e acompanhamento do dinamômetro, este
promove integração da bancada de teste (Schenck) com os equipamentos de
análise (tipo FEV) ilustrado na figura A1.4, utiliza processador read line e está
integrado com Uniplot para confecção de gráficos. A figura A1.5 ilustra o
equipamento conhecido com Boom Box que tem por função condicionar os diversos
sinais que estão sendo lidos, convertê-los para RS232 e enviá-los ao computador
principal. A figura A1.6 ilustra a balança gravimétrica utilizada para medir massa de
combustível consumida e via software calcular consumo específico do motor em
teste.
Diagrama A1.1: Princípio de funcionamento da célula e da sala de controle onde os
ensaios foram realizados.
68
Item
#
Característica funcional Valor Comentários
1 Potência máxima 130 kW
capacidade de teste
transiente max 9000 min
-1
/s
2 Torque máximo 300 Nm
3 Inércia
0.55 kgm
2
4 Unidade condicionamento óleo motor de 60 à 130 ºC LubCon
5
Unidade condicionamento do líquido de
arrefecimento motor
de 60 à 120 ºC CoolCon
6
Unidade condicionamento do ar de
admissão motor
de 20 à 50 ºC / de 40 à 70
%RH / de 90 à 110 kPa
AirCon
7 Unidade condicionamento de combustível
de 20 à 40 ºC / pressão
max. 500 kPa
FuelCon
8 Bancada emissões ---- brutas (pré catalisador)
32 canais de temperatura termopar tipo K
12 canias com transdutores
de pressão
16 canais analógicos BNC para uso geral
4 canais de frequência para uso geral
---- analisador de combustão
----
ferramentas de aplicação da
ECM
11 Balança gravimétrica
0 à 150 kg/h (or 0 à 75 kg/h
para precisão para menores
valores medidos)
AVL 733S Dynamic fuel
meter
9
Bancada de testes com sistema de
automação
10 Interfaces
Tabela A1.1: características funcionais do dinamômetro assíncrono duplo utilizado
para realização dos ensaios.
Figura A1.3: software de operação e acompanhamento do
dinamômetro. Promove integração da bancada de teste
(Schenck) com os equipamentos de análise (tipo FEV).
69
Figura A1.4: equipamentos de análise tipo FEV.
Figura A1.5: equipamento Boom Box que tem
por função condicionar os diversos sinais que
estão sendo lidos, convertê-los para RS232 e
enviá-los ao computador principal.
70
2 Componentes utilizados:
2.1. Sensor de pressão absoluta (MAP – Manifold Absolute Pressure):
O sensor é um transdutor de pressão que gera sinal analógico proporcional a
variação de pressão. A função de transferência é a equação que relaciona a tensão
de saída do sensor com a pressão na região onde este está montado e a tensão de
alimentação, e pode ser escrita como demonstrado na equação A1.1.
(
)
21
* KpKVV
refout
+=
∑
(
)
21
KpKVV
refout
+=
Onde, V
out
= tensão saída ;
V
ref
= tensão de alimentação (ou referência);
K
1
= ganho (ou slope);
K
2
= offset;
p = pressão onde o sensor está montado.
(eq. A1.1)
Figura A1.6: balança gravimétrica utilizada para medir massa de combustível consumida.
Marca AVL modelo 733S
71
Qualquer modificação na tensão de alimentação resultará em mudança
proporcional no sinal de saída do sensor.
O erro de medição à 25ºC é dado pela equação A1.2, as fontes de incerteza
consideradas para a definição da equação são: 1) estabilidade; 2) repetibilidade; 3)
histerese; 4) intercambiabilidade.
V
out
= V
ref
( 0.01059*P – 0.10941 )
Para uma tensão de referência de 5 ± 0.1 Volts, temperatura de 25 ºC e
pressões de 20, 40, 94 e 102 kPa o erro permitido para cada pressão, está descrito
na tabela A1.2.
Item
#
Pressão
referência (kPa)
Erro permitido
(kPa)
1 20
±
2.4
2 40
±
1.5
3 94
± 1.5
4 102
±
1.7
Para temperaturas diferentes de 25 ºC o máximo erro na medição de pressão
é dado pela multiplicação do erro permitido (tabela A1.2) pelo multiplicador mostrado
na tabela A1.3.
Item
#
Temperatura
(ºC)
Multiplicador
1 -40
2
2 10
1
3 85
1
4 105
2
A faixa de operação do sensor é de 10 à 110 kPa e seu tempo de resposta,
definido como o tempo necessário para modificar o sinal de saída (de um ponto
inicial à 90% do novo valor) quando da variação de pressão na região onde esta
está sendo medida, não pode exceder 5 ms. Quando submetido a pressão
atmosférica o sensor deverá estabilizar em 1% do valor de tensão de saída
A figura A1.7 ilustra as características dimensionais e do conector do sensor
utilizado.
(eq. A1.2)
Tabela A1.2: Erro permitido para diferentes
pressões, quando tensão de referência é igual à
5 ± 0.1 Volts e temperatura de 25 ºC.
Tabela A1.3: Multiplicador para corrigir erro
permitido durante medição de pressão.
72
2.2. Medidor de massa de ar:
A massa de ar por unidade de tempo admitida pelo motor de combustão
interna com ignição por centelha utilizado durante os ensaios, foi medida utilizando-
se sensor de massa de ar do tipo fio aquecido, montado em um sistema composto
por um barril a jusante e uma tubulação a montante do sensor.
O barril de grandes dimensões, com capacidade volumétrica de 200 litros, tem
como função eliminar todas as perturbações e contra-fluxo existentes no ar a jusante
do sensor, devido as dimensões do barril a velocidade do ar dentro deste é baixa. Já
a tubulação e o perfil de entrada desta foram dimensionados para manter fluxo
laminar na região onde se encontra o sensor. O conjunto das características do
sistema, como ausência de perturbações e contra-fluxos e o fluxo laminar do ar
diminuem erros do sistema de medição.
As medições de massa de ar utilizando sensor de massa de ar do tipo fio
aquecido são medições chamadas “em tempo real”, ou seja, a massa de ar que o
motor está admitindo sob determinadas condições é informada a central eletrônica
do sistema eletrônico de injeção de combustível no mesmo instante que está sendo
executada. Este sensor utiliza um elemento aquecido montado na linha de fluxo do
Figura A1.7: ilustra as características dimensionais e do conector do
sensor utilizado.
73
ar e é mantido à temperatura constante e acima da temperatura do ar que está
sendo admitido. A quantidade de energia elétrica necessária para manter o elemento
aquecido à temperatura de funcionamento é uma função direta da massa de ar que
atravessa o sensor. A medida que aumenta-se a massa de ar que atravessa o
sensor, induz-se uma maior troca de calor com este e por conseqüência um
aumento na energia elétrica necessária para manter a temperatura de trabalho do
mesmo, por sua vez quanto menor a massa de ar atravessando o sensor menor será
a energia necessária para manter a temperatura de trabalho deste. A variação na
energia necessária para manter a temperatura de operação do sensor é uma
indicação direta da massa de ar que atravessou o elemento aquecido e foi admitida
pelo motor de combustão interna.
Para melhorar a resolução e precisão do sensor a energia consumida é
transformada em freqüência por um circuito conversor existente neste, e suas
dimensões são definidas de modo a diminuir a queda de pressão através do
elemento aquecido.
A tabela A1.4 descreve os valores de conversão de vazão (g/s) para
freqüência (hz), slope e faixa de tolerância total para o valor de freqüência
correspondente a seis sigma. A figura A1.8 ilustra dimensões importantes do sensor
como também informações que identificam o conector deste.
Tabela A1.4: Valores de conversão de vazão
(g/s) para freqüência (hz), slope e faixa de
tolerância total para o valor de freqüência..
74
2.3. Reservatório de dimensões significantes (plenum):
Algumas vezes chamado de reservatório de dimensões significantes, outras
de plenum, ou simplesmente reservatório, foi desenvolvido para ter um volume 2.5
vezes maior que a cilindrada do motor utilizado durante os ensaios.
As características dimensionais do reservatório (ou plenum) estão ilustradas
na figura A1.9. Este foi construído com chapas de aço as quais foram soldadas na
forma mostrada na mesma figura. Seu volume total é de 4.500.000 mm
3
( ou 4.500
cm
3
). Possui 3 bocais utilizados para: 1) entrada de ar filtrado; 2) saída do ar para o
motor e 3) permitir montagem do reservatório em diferentes posições (vertical ⇒ ver
figura 3.4 capítulo 3 ou horizontal ⇒ ver figura 3.6 capítulo 3).
A estanquiedade do reservatório foi verificada por meio de medições de
vazamento injetando-se ar dentro do reservatório à 14.7 kPa e verificando-se a
queda de pressão ao longo do tempo. Dois dos bocais foram vedados com
borrachas e as borrachas fixadas com fita adesiva, o terceiro foi vedado com
Figura A1.8: dimensões
importantes e informações que
identificam o conector do
sensor utilizado.
75
borracha mais rígida e um tubo montado no centro desta permitindo que ar fosse
injetado dentro do reservatório.
Figura A1.9 características dimensionais do
reservatório (ou plenum).
76
ANEXO 2 – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL E INCERTEZAS:
1 Procedimento experimental:
Como mencionado no capítulo 3, os ensaios foram executados obedecendo a
norma ABNT NBR ISO 1585 e o procedimento interno Delphi TCI-EDL-022.
Os tópicos abaixo listados foram respeitados durante todo o ensaio e
aquisição dos valores medidos.
Para a determinação da potência efetiva líquida a válvula de aceleração
deve estar na posição de máxima abertura (plena carga) onde as
condições de regulagem para este ensaio estão indicadas na tabela 2
da norma NBR ISO 1585, já para determinar o desempenho do motor
(potência, torque e consumo específico) deve-se seguir a seção 9 da
norma NBR ISO 1585.
Os dados de desempenho devem ser obtidos sob condições
estabilizadas de operação, com um fornecimento adequado de massa
de ar fresco para o motor.
Devem ser obedecidas as recomendações do fabricante quanto ao
amaciamento prévio, partida e aquecimento do motor. As câmaras de
combustão podem conter depósitos, mas em quantidade limitada. As
condições do ensaio, tal como a temperatura do ar de admissão,
devem ser selecionadas o mais próximo das condições atmosféricas de
referência citadas na seção 6.2.1.1 e 6.2.1.2 da norma ABNT NBR ISO
1585, a fim de minimizar o fator de correção;
A temperatura do ar de admissão para o motor (ar ambiente) deve ser
medida até 0,15 m a montante do conduto de admissão do ar. O
Termômetro ou termopar deve ser isolado do calor radiante e localizado
diretamente na corrente de ar. Ele também deve ser isolado dos
respingos do refluxo de combustível. Um número suficiente de locais de
medição deve ser utilizado para fornecer uma média representativa da
temperatura de admissão;
A depressão da entrada deve ser medida a jusante dos dutos de
entrada, do filtro de ar, do silenciador da entrada, dos dispositivos de
limitação da rotação (se montados) ou seus equivalentes;
77
A pressão absoluta no sistema de admissão de ar do motor deve ser
medida no coletor de admissão e em qualquer outro ponto onde a
pressão tenha que ser medida para calcular os fatores de correção;
A contrapressão do escapamento deve ser medida em um ponto a uma
distância mínima equivalente a três diâmetros do tubo em relação a(s)
flange(s) de saída do(s) coletor(es) de escapamento. A localização
deve ser especificada;
Nenhum valor medido deve ser registrado até que o torque, a rotação e
as temperaturas tenham sido mantidas substancialmente constantes
por pelo menos 1 minuto;
A rotação do motor durante o funcionamento ou registro dos valores
medidos não deve desviar-se da rotação selecionada por mais do que
+/- 1% ou +/- 10 min
–1
, aquela que for maior;
Os dados observados de carga ao freio, fluxo de combustível e a
temperatura do ar de admissão devem ser tomados virtual e
simultaneamente e, em cada caso, devem ser a média de duas leituras
consecutivas estabilizadas que não variem mais que 2% para a carga
ao freio e consumo do combustível. A segunda leitura deve ser
determinada sem qualquer ajuste do motor, aproximadamente 1 minuto
após a primeira;
A temperatura do líquido de arrefecimento na saída do motor deve ser
mantida dentro de +/- 5 K (+/- 5 ºC) da temperatura mais alta controlada
termostaticamente, especificada pelo fabricante. Caso não
especificada, a temperatura deve ser de 353 K +/- 5 K ( 80 ºC +/- 5 ºC);
Para motores arrefecidos a ar, a temperatura indicada em um ponto
pelo fabricante deve ser mantida dentro de 0 –20 K (do valor máximo
por ele especificado nas condições padrão de referência;
Para motores de ignição por centelha, a temperatura do combustível
deve ser medida o mais próximo possível da entrada do carburador ou
conjunto de injetores de combustível. A temperatura do combustível
deve ser mantida dentro de +/- 5 K (+/- 5 ºC) da temperatura
especificada pelo fabricante. Contudo, a temperatura mínima permitida
para o combustível no ensaio deve ser a temperatura do ar ambiente.
78
Caso não especificada pelo fabricante, a temperatura do combustível
no ensaio deve ser de 298 K +/- 5 K (25 ºC +/- 5 ºC);
A temperatura do lubrificante deve ser medida na entrada da galeria de
óleo ou na saída do arrefecedor do óleo, se montado, a menos que
alguma outra localização de medição seja especifica pelo fabricante. A
temperatura deve ser mantida dentro dos limites especificados pelo
fabricante;
Caso necessário, um sistema auxiliar de regulagem pode ser utilizado
para manter as temperaturas dentro dos limites especificados
anteriormente;
Um combustível comercialmente disponível pode ser utilizado, contanto
que suas características sejam especificadas no relatório e que ele não
contenha qualquer supressor de fumaça ou aditivos suplementares.
Porém é recomendado que um combustível de referência seja utilizado,
uma relação incompleta de tais combustíveis pode ser encontrada na
norma NBR ISO 1585.
2 Incerteza:
A enciclopédia digital wikipedia descreve incerteza como a falta de
conhecimento a priori referente ao resultado de uma ação ou ao efeito de uma
condição, é um termo utilizado em vasto número de campos, incluindo estatística,
economia, engenharia, entre outros, e aplica-se à dificuldade em prever eventuais
erros em medidas físicas realizadas.
É expressa por uma faixa de valores que são provavelmente perto do valor
real.
O procedimento Delphi TCP-GER-005 define incerteza de medição como
sendo o parâmetro associado a um resultado de medição, que caracteriza a
dispersão dos valores que podem ser fundamentalmente atribuídos a um
mensurando. Este procedimento descreve também incerteza tipo “A” como sendo a
componente da incerteza atribuída a repetitividade de resultados e medições
sucessivas efetuadas sob as mesmas condições de medição; Incerteza tipo “B”
como sendo a componente da incerteza que leva em conta entre outros fatores, o
79
certificado de calibração dos instrumentos e materiais de referência, a resolução dos
instrumentos, o ajuste de curvas de linearização, etc. A incerteza pode ser
combinada (U
c
) quando o valor da incerteza é representado por um desvio padrão
estimado que é obtido pela raiz quadrada da variância total de determinada variável
ou expandida (U
e
) quando o valor final de incerteza para uma determinada variável
que fornece um intervalo de confiança dentro do qual existe a maior probabilidade
de se encontrarem valores que poderão ser atribuídos ao valor verdadeiro. A
incerteza expandida é obtida pela multiplicação da incerteza combinada pelo fator de
abrangência (k), fator que considera o total de graus de liberdade da variável, e por
fim a incerteza padrão (U
i
) definida como um desvio padrão.
A célula de dinamômetro utilizada durante os ensaios para levantamento dos
valores registrados, tem incertezas conhecidas para torque, potência, rotação,
temperatura e consumo. Veja a seguir um detalhamento de cada uma das incertezas
para cada uma das características anteriormente descritas:
2.1. Incerteza da medida de momento de força (torque):
Para a definição da incerteza do valor de torque medido durante ensaios, as
fontes (de incerteza) consideradas foram: 1) repetitividade; 2) resolução banco; 3)
herdada massa; 4) herdada braço; 5) histerese; e 6) aceleração da gravidade.
Foi definido incertezas para torques iguais a 0, 100, 200 e 300 Nm, ilustradas
na tabela A2.1.
80
Caracteristica Controlada: Torque Equipamento Utilizado: Massa 10 e 5 kg + Braço
Termopar TCP:
NA
Canal: West Side TCP: 679 Laboratório: EDL2 Frequência: Anual
TEND. TEND.
Avanço 1
Retorno 1
Avanço 2
Retorno 2
Avanço 3
Retorno 3
Média no Avanço
Média no Retorno
Histerese
0 g 0.10 0.00 0.10 0.10 0.00 0.10 0.07 0.07 0.00 0.07 0.052 0.0211 0.07
10000 g 100.00 100.00 100.00 100.10 100.10 100.10 100.03 100.07 0.03 100.05 0.055 0.0224 100.05
100.0500
20000 g 200.00 200.10 200.00 200.10 200.10 200.10 200.03 200.10 0.07 200.07 0.052 0.0211 200.07
100.0333
30000 g 300.00 300.00 300.00 300.00 300.10 300.10 300.03 300.03 0.00 300.03 0.052 0.0211 300.03
100.0111
Somatoria
Repetitividade 0.0211
A
N
1
0.07
0.3162
5
Resolução Banco 0.10
B
Retangular
3.4641
0.07
0.4330
Herdada Massa 0.00
B
N
2
0.00
0.0000
Herdada Braço 0.007
B
N
2.2
509.85
0.000006
Histerese 0.00
B
Retangular
3.4641
0.07
0.0000
Aceleração da Gravidade 0.04
B
Retangular
3.4641
9.77
0.0012
Incerteza Combinada - Uc 0.04
Grau de liberdade efetivo 41.33
Fator de abrangência
2.02
Incerteza Expandida - U
E
0.0722
Repetitividade (Nm) 0.0224
A
N
1
100.05
0.0002
5
Resolução Banco (Nm) 0.10
B
Retangular
3.4641
100.05
0.0003
infinito
Herdada Massa 0.1949
B
N
2
10000
0.00001
infinito
Herdada Braço (mm) 0.007
B
N
2.2
509.85
0.000006
infinito
Histerese (Nm) 0.03
B
Retangular
3.4641
100.05
0.0001
infinito
Aceleração da Gravidade 0.04
B
Retangular
3.4641
9.77
0.0012
Incerteza Combinada - Uc 0.12
Nm
Grau de liberdade efetivo 4749.20
Fator de abrangência
1.96
Incerteza Expandida - U
E
0.2434
Nm
Repetitividade (Nm) 0.0211
A
N
1
200.07
0.0001
5
Resolução Banco (Nm) 0.10
B
Retangular
3.4641
200.07
0.0001
infinito
Herdada Massa 0.1949
B
N
2
20000
0.000005
infinito
Herdada Braço (mm) 0.007
B
N
2.2
509.85
0.000006
infinito
Histerese (Nm) 0.07
B
Retangular
3.4641
200.07
0.000096
infinito
Aceleração da Gravidade 0.04
B
Retangular
3.4641
9.77
0.0012
Incerteza Combinada - Uc 0.24
Nm
Grau de liberdade efetivo 83869.71
Fator de abrangência
1.96
Incerteza Expandida - U
E
0.4702
Nm
Repetitividade (Nm) 0.0211
A
N
1
300.03
0.0001
5
Resolução Banco (Nm) 0.10
B
Retangular
3.4641
300.03
0.0001
infinito
Herdada Massa 0.1949
B
N
2
30000
0.000003
infinito
Herdada Braço (mm) 0.007
B
N
2.2
509.85
0.000006
infinito
Histerese (Nm) 0.00
B
Retangular
3.4641
300.03
0.000000
infinito
Aceleração da Gravidade 0.04
B
Retangular
3.4641
9.77
0.0012
Incerteza Combinada - Uc 0.36
Nm
Grau de liberdade efetivo 408436.51
Fator de abrangência
1.96
Incerteza Expandida - U
E
0.6985
Nm
GL
Incerteza
Relativa
GL
Cálculo de Incerteza: 300 Nm
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição Divisor
Valor da
Unidade
Incerteza
Relativa
Incerteza
Relativa
GL
Cálculo de Incerteza: 100 Nm
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição Divisor
Valor da
Unidade
Cálculo de Incerteza: 200 Nm
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição Divisor
Valor da
Unidade
Repetitivi
dade
DPM
GL
Incerteza
Relativa
Incerteza
Padrão
Cálculo de Incerteza: 0 Nm
Fontes de Incerteza Tipo Distribuição Divisor
Valor da
Unidade
PLANILHA DE CÁLCULO DE INCERTEZA DE MEDIÇÃO
Informações referente a Verificação
VERIFICAÇÃO
Faixa de Medição
Leituras Médias
Média
2.2. Incerteza da medida de potência:
Para a definição da incerteza do valor de potência medido durante ensaios, as
fontes (de incerteza) consideradas foram: 1) potência líquida efetiva; 2) retibilidade;
3) resolução; 4) torque; 5) rotação; 6) incerteza torque; e 7) incerteza rotação.
Tabela A2.1: Planilha de cálculo de incerteza de medida de torque
81
Foi definido incerteza para potências iguais a 75 e 100 kW, ilustrada na tabela
A2.2.
Caracteristica Controlada: Potencia Corrigida Equipamento Utilizado: Celula de carga East - TCP 0679
Termopar TCP:
NA
Canal: NA TCP: NA Laboratório: EDL2 Frequência: Anual
Media
TEND.
TEND. (%)
L1 - Automação
L2 - Automação
L3 - Automação
%
74,0000 74,2000 74,4000 74,1000 74,2333 0,1528 74,2333 100,3153
Potencia Liquida efetiva kW
74,2333
Tipo
Distribuição
Retibilidade kW 0,0882 A Normal
Resolução kW 0,1000 B Retangular 0,0577
Torque Corrigido Nm 131,1000
Rotação rpm 5400
Incerteza Torque Corrigido Nm
1,1800
Incerteza Rotação rpm 1,3400
Incerteza Potência A 0,6684 kW
Incerteza Potência B 0,1054
Incerteza Potência Total 0,6767 kW
Incerteza Expandida - U
E
1,3533 kW
Fontes de Incerteza
Leituras
CALIBRAÇÃO
PLANILHA DE CÁLCULO DE INCERTEZA DE MEDIDA
Faixa de Medição
Informações referente a Calibração
Desvio Padrão
Media
TEND.
TEND. (%)
L1 - Automação
L2 - Automação
L3 - Automação
%
100.0000 100.1000 100.0000 100.1000 100.0667 0.0577 100.0667 100.0667
Potencia Liquida efetiva kW
100.0667
Tipo
Distribuição
Retibilidade kW 0.0333 A Normal
Resolução kW 0.1000 B Retangular 0.0577
Torque Nm 100.0000
Rotação rpm 6500
Incerteza Torque Nm 0.4702
Incerteza Rotação rpm 0.6864
Incerteza Potência A 0.4706 kW
Incerteza Potência B 0.0667
Incerteza Potência Total 0.4753 kW
Incerteza Expandida - U
E
0.9507 kW
Fontes de Incerteza
Leituras
CALIBRAÇÃO
Faixa de Medição
Desvio Padrão
2.3. Incerteza da medida de rotação:
Para a definição da incerteza do valor de rotação medido durante ensaios, as
fontes (de incerteza) consideradas foram: 1) repetitividade; 2) resolução tacômetro;
3) resolução da automação; e 4) herdada tacômetro.
Foi definido incerteza para rotações iguais à 1400, 2800, 4200, 5600 e 6500
RPMs, ilustrada na tabela A2.3.
Tabela A2.2: Planilha de cálculo de incerteza de medida de potência
82
Caracteristica Controlada: Rotação Equipamento Utilizado: Tacômetro TCP 0471
Termopar TCP:
NA
Canal: NA TCP: 0326 Laboratório: EDL2 Frequência: Anual
TEND.
L1 - Automação
L1 - Tacometro
L2 - Automação
L2 - Tocometro
L3 - Automação
L3 - Tacometro
L1 L2 L3
1400 1400,00 1400,00 1401,00 1400,00 1401,00 1400,00 0,0000 -1,0000 -1,0000 -0,6667 0,5774 -0,6667
2800 2800,00 2800,00 2800,00 2801,00 2800,00 2800,00 0,0000 1,0000 0,0000 0,3333 0,5774 0,3333
0,0119
4200 4200,00 4200,00 4200,00 4201,00 4202,00 4201,00 0,0000 1,0000 -1,0000 0,0000 1,0000 0,0000
0,0000
5600 5600,00 5600,00 5600,00 5602,00 5601,00 5601,00 0,0000 2,0000 0,0000 0,6667 1,1547 0,6667
0,0119
6500 6500,00 6500,00 6499,00 6499,00 6500,00 6501,00 0,0000 0,0000 1,0000 0,3333 0,5774 0,3333
0,0051
Repetitividade 0,3333
A
N
1,0000
0,3333
Resolução Tacômetro 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Resolução da Automação 0,1000 B Retangular 1,7321
0,0577
Herdada Tacômetro 0,0010
B
N
2,0000
0,0005
Incerteza Combinada - U
C
0,3432
Incerteza Expandida - U
E
0,6864
Divisor
Repetitividade 0,3333
A
N
1,0000
0,3333
Resolução Tacômetro 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Resolução da Automação 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Herdada Tacômetro 0,0010
B
N
2,0000
0,0005
Incerteza Combinada - U
C
0,3432
0,0123
Incerteza Expandida - U
E
0,6864
0,0245
Repetitividade 0,5774
A
N
1,0000
0,5774
Resolução Tacômetro 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Resolução da Automação 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Herdada Tacômetro 0,0010
B
N
2,0000
0,0005
Incerteza Combinada - U
C
0,5831
0,0139
Incerteza Expandida - U
E
1,1662
0,0278
Divisor
Repetitividade 0,6667
A
N
1,0000
0,6667
Resolução Tacômetro 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Resolução da Automação 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Herdada Tacômetro 0,0010 B N 2,0000
0,0005
Incerteza Combinada - U
C
0,6716
0,0120
Incerteza Expandida - U
E
1,3433
0,0240
Repetitividade 0,3333
A
N
1,0000
0,3333
Resolução Tacômetro 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Resolução da Automação 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Herdada Tacômetro 0,0010
B
N
2,0000
0,0005
Incerteza Combinada - U
C
0,3432
0,0061
Incerteza Expandida - U
E
0,6864
0,0123
TEND. (%)
Incerteza
(rpm)
Incerteza
(rpm)
Incerteza (%)
Incerteza (%)
Incerteza (%)
Cálculo de Incerteza: 2800 rpm
Incerteza
Padrão
Tipo
Incerteza (%)
Incerteza (%)
Incerteza
(rpm)
Cálculo de Incerteza: 6500 rpm
Divisor
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Incerteza
(rpm)
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição
Incerteza
(rpm)
Tipo Distribuição
Cálculo de Incerteza: 5600 rpm
Distribuição Divisor
Cálculo de Incerteza: 4200 rpm
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo DistribuiçãoFontes de Incerteza
PLANILHA DE CÁLCULO DE INCERTEZA DE MEDIDA
Faixa de Medição (rpm)
Cálculo de Incerteza: 1400 rpm
Leituras
Informações referente a Calibração
CALIBRAÇÃO
Leituras Diferença Desvio
Padrão
Média
DivisorFontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição
2.4. Incerteza da medida de temperatura:
Como descrito no anexo 1 tabela A1.1 item 9, o sistema de automação do
dinamômetro de motores da Delphi utilizado para realização dos ensaios conta com
32 canais para medição de temperatura.
Os seis primeiros canais dos 32 acima informados são utilizados para
medição de temperatura: 1) do ar admitido pelo motor antes do filtro de ar; 2) da
água do sistema de arrefecimento na região da válvula termostática; 3) do óleo do
Tabela A2.3: Planilha de cálculo de incerteza de medida de rotação
83
sistema de lubrificação no Carter; 4) do combustível na entrada do tubo distribuidor;
5) do conversor catalítico; e 6) do escapamento (total). Para estas seis temperaturas
indicadas anteriormente a incerteza dos valores medidos durante ensaios,
considera as seguintes fontes: 1) repetitividade; 2) resolução do cappo 10; 3)
resolução da automação; 4) herdada cappo 10; e 5) herdada termopar tipo K.
Para estes seis termopares foi definido incerteza para temperaturas iguais à 0,
50, 100, 150 e 200 ºC, ilustrada na tabela A2.4.
Os demais termopares utilizados durante os ensaios não foram calibrados e
suas incertezas não foram calculadas. Supõe-se que devido ao tipo de termopar
utilizado, posição onde estes foram montados e por conseqüência onde as
temperaturas foram medidas e ao fato de não conhecer suas incertezas os valores
indicados por estes termopares apresentam incertezas muito maiores do que a
indicada na tabela A2.4.
84
Caracteristica Controlada: Temperatura da entrada d'água Equipamento Utilizado: Cappo 10 - TCP 0404
Termopar TCP:
NA
Canal: 1 TCP: 881 Laboratório: EDL2 Frequência: Anual
TEND.
L1 - Cappo
L1 - Automação
L2 - Cappo
L2 - Automação
L3 - Cappo
L3 - Automação
L1 L2 L3
0,00 0,00 0,1 0,00 0,10 0,00 0,10 0,1000 0,1000 0,1000 0,1000 0,0000 0,1000
50,00 50,00 50,1 50,00 50,20 50,00 50,10 0,1000 0,2000 0,1000 0,1333 0,0577 0,1333 0,2667
100,00 100,00 100,1 100,00 100,30 100,00 100,20 0,1000 0,3000 0,2000 0,2000 0,1000 0,2000 0,2000
150,00 150,00 150,2 150,00 150,30 150,00 150,30 0,2000 0,3000 0,3000 0,2667 0,0577 0,2667 0,1778
200,00 200,00 200,1 200,00 200,30 200,00 200,40 0,1000 0,3000 0,4000 0,2667 0,1528 0,2667 0,1333
Repetitividade 0,0000
A
N
1,0000
0,0000
Resolução do Cappo 10 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Resolução da Automação 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Herdada Cappo 10 0,1000
B
N
2,0000
0,0500
Herdada Termopar Tipo K 0,3000
B
N
2,0000
0,1500
Incerteza Combinada - U
C
0,18
Incerteza Expandida - U
E
0,36
Divisor
Repetitividade 0,0333
A
N
1,0000
0,0333
Resolução do Cappo 10 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Resolução da Automação 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Herdada Cappo 10 0,1000 B N 2,0000
0,0500
Herdada Termopar Tipo K 0,3000
B
N
2,0000
0,1500
Incerteza Combinada - U
C
0,18
0,3621
Incerteza Expandida - U
E
0,36
0,7242
Repetitividade 0,0577
A
N
1,0000
0,0577
Resolução do Cappo 10 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Resolução da Automação 0,1000 B Retangular 1,7321
0,0577
Herdada Cappo 10 0,1000
B
N
2,0000
0,0500
Herdada Termopar Tipo K 0,3000
B
N
2,0000
0,1500
Incerteza Combinada - U
C
0,19
0,1871
Incerteza Expandida - U
E
0,37
0,3742
Divisor
Repetitividade 0,0333
A
N
1,0000
0,0333
Resolução do Cappo 10 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Resolução da Automação 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Herdada Cappo 10 0,1000
B
N
2,0000
0,0500
Herdada Termopar Tipo K 0,3000
B
N
2,0000
0,1500
Incerteza Combinada - U
C
0,18
0,1207
Incerteza Expandida - U
E
0,36
0,2414
Repetitividade 0,0882
A
N
1,0000
0,0882
Resolução do Cappo 10 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Resolução da Automação 0,1000
B
Retangular
1,7321
0,0577
Herdada Cappo 10 0,1000
B
N
2,0000
0,0500
Herdada Termopar Tipo K 0,3000
B
N
2,0000
0,1500
Incerteza Combinada - U
C
0,20
0,1324
Incerteza Expandida - U
E
0,40
0,2648
TEND. (%)
Incerteza (ºC)
Incerteza (ºC)
Incerteza (%)
Incerteza (%)
Incerteza (%)
Cálculo de Incerteza: 50 ºC
Incerteza
Padrão
Tipo
Incerteza (%)
Incerteza (%)Incerteza (ºC)
Cálculo de Incerteza: 200 ºC
Divisor
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Incerteza (ºC)
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição
Incerteza (ºC)
Tipo Distribuição
Cálculo de Incerteza: 150 ºC
Distribuição Divisor
Cálculo de Incerteza: 100 ºC
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo DistribuiçãoFontes de Incerteza
PLANILHA DE CÁLCULO DE INCERTEZA DE MEDIDA
Faixa de Medição (ºC)
Cálculo de Incerteza: 0 ºC
Leituras
Informações referente a Calibração
CALIBRAÇÃO
Leituras Diferença Desvio
Padrão
Média
DivisorFontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição
Note no exemplo acima ilustrado pela tabela A2.4 que para o cálculo da
incerteza da temperatura, o termopar é considerado como fonte de incerteza. Seu
valor de incerteza é obtido durante calibração do termopar por órgão certificado pelo
INMETRO. A figura A2.1 ilustra um certificado de calibração de um termopar. Estas
calibrações são feitas para os termopares que serão utilizados em uma das seis
Tabela A2.4: Planilha de cálculo de incerteza de medida de temperatura
85
funções acima descritas. Para as demais leituras de temperatura não foi utilizado
termopar calibrado.
2.5. Incerteza da medida de consumo:
Para a definição da incerteza do valor de consumo medido durante ensaios,
as fontes (de incerteza) consideradas foram: 1) repetitividade; 2) resolução do
cronômetro; 3) resolução da balança; 4) herdada cronômetro; e 5) herdada massa.
Foi definido incerteza para vazões iguais à 0.40, 1.00, 2.50, 5.50, 8.80 e 10.90
g/s, ilustrada na tabela A2.5.
Figura A2.1: Certificado de calibração termopar
86
Caracteristica Controlada: Consumo de Combustível [g/s] Equipamento Utilizado:
Termopar TCP:
NA
Canal: NA TCP: 320 Laboratório: EDL2 Frequência: Anual
TEND.
L1 - Automação
L1 - Artefato
L2 - Automação
L2 - Artefato
L3 - Automação
L3 - Artefato
L1 L2 L3
0,40 0,38 0,39 0,34 0,34 0,37 0,37 -0,0060 -0,0017 0,0000 -0,0026 0,0031 0,3646 0,0960
1,00 1,02 1,03 0,92 0,92 0,90 0,90 -0,0050 0,0006 0,0028 -0,0005 0,0040 0,9469 0,0928
2,50 2,47 2,48 2,36 2,36 2,32 2,33 -0,0133 -0,0039 -0,0078 -0,0083 0,0047 2,3875 0,0967
5,50 5,41 5,46 5,39 5,44 5,41 5,46 -0,0456 -0,0517 -0,0511 -0,0494 0,0034 5,4281 0,1003
8,80 8,77 8,84 8,73 8,79 8,72 8,79 0,0661 0,0644 0,0689 0,0665 0,0022 8,7701 0,0993
10,90 10,87 10,98 10,88 10,99 10,84 10,95 -0,1078 -0,1061 -0,1072 -0,1070 0,0008 10,9169 0,1004
Repetitividade (g/s) 0,0018
A
N
1,0000
0,40
0,0045
5
Resolução da Cronometro (s) 0,0100
B
Retangular
1,7321
10,00
0,0006
infinitos
Resolução da Balança (g) 0,0100
B
Retangular
1,7321
90,00
0,000064
infinitos
Herdada Cronometro (s) 0,0120
B
N
2,0000
10,00
0,0006
infinitos
Herdada massa (g) 0,0050
B
N
2,0000
90,00
0,0000
infinitos
Incerteza Combinada - Uc
0,0018
Grau de liberdade efetivo
5,3566
Fator de abrangência
2,5706
Incerteza Expandida - U
E
0,0047
[g/s] 0,017 kg/h
Incerteza Expandida - U
E
1,2288
%
Divisor
Repetitividade (g/s) 0,0023
A
N
1,0000
1,00
0,0023
5
Resolução da Cronometro (s) 0,0100
B
Retangular
1,7321
10,00
0,0006
infinitos
Resolução da Balança (g) 0,0100
B
Retangular
1,7321
90,00
0,000064
infinitos
Herdada Cronometro (s) 0,0120
B
N
2,0000
10,00
0,0006
infinitos
Herdada massa (g) 0,0050
B
N
2,0000
90,00
0,0000
infinitos
Incerteza Combinada - Uc
0,0025
Grau de liberdade efetivo
6,3790
Fator de abrangência
2,4469
Incerteza Expandida - U
E
0,0060
[g/s] 0,022 kg/h
Incerteza Expandida - U
E
0,5920
%
Divisor
Repetitividade (g/s) 0,0027
A
N
1,0000
2,50
0,0011
5
Resolução da Cronometro (s) 0,0100
B
Retangular
1,7321
10,00
0,0006
infinitos
Resolução da Balança (g) 0,0100
B
Retangular
1,7321
90,00
0,000064
infinitos
Herdada Cronometro (s) 0,0120
B
N
2,0000
10,00
0,0006
infinitos
Herdada massa (g) 0,0050
B
N
2,0000
90,00
0,0000
infinitos
Incerteza Combinada - Uc
0,0034
Grau de liberdade efetivo
12,4986
Fator de abrangência
2,1788
Incerteza Expandida - U
E
0,0075
[g/s] 0,027 kg/h
Incerteza Expandida - U
E
0,3040
%
Incerteza
relativa
Grais de
liberdade
Cálculo de Incerteza: 2,50
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição
Valor da
Unidade
TEND. (%)
Valor da
Unidade
Incerteza
relativa
Cálculo de Incerteza: 1,00
Valor da
Unidade
Grais de
liberdade
Grais de
liberdade
Incerteza
relativa
Incerteza
Padrão
Tipo DistribuiçãoFontes de Incerteza
PLANILHA DE CÁLCULO DE INCERTEZA DE MEDIDA
Faixa de Medição (rpm)
Cálculo de Incerteza: 0,40
Leituras
Informações referente a Calibração
CALIBRAÇÃO
Leituras Diferença Desvio
Padrão
Média
DivisorFontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição
Tabela A2.5: Planilha de cálculo de incerteza de medida de consumo
87
Caracteristica Controlada: Consumo de Combustível [g/s] Equipamento Utilizado:
Termopar TCP:
NA
Canal: NA TCP: 320 Laboratório: EDL2 Frequência: Anual
TEND.
L1 - Automação
L1 - Artefato
L2 - Automação
L2 - Artefato
L3 - Automação
L3 - Artefato
L1 L2 L3
0,40 0,38 0,39 0,34 0,34 0,37 0,37 -0,0060 -0,0017 0,0000 -0,0026 0,0031 0,3646
0,0960
1,00 1,02 1,03 0,92 0,92 0,90 0,90 -0,0050 0,0006 0,0028 -0,0005 0,0040 0,9469
0,0928
2,50 2,47 2,48 2,36 2,36 2,32 2,33 -0,0133 -0,0039 -0,0078 -0,0083 0,0047 2,3875
0,0967
5,50 5,41 5,46 5,39 5,44 5,41 5,46 -0,0456 -0,0517 -0,0511 -0,0494 0,0034 5,4281
0,1003
8,80 8,77 8,84 8,73 8,79 8,72 8,79 0,0661 0,0644 0,0689 0,0665 0,0022 8,7701
0,0993
10,90 10,87 10,98 10,88 10,99 10,84 10,95 -0,1078 -0,1061 -0,1072 -0,1070 0,0008 10,9169
0,1004
Divisor
Repetitividade (g/s) 0,0020
A
N
1,0000
5,50
0,0004
5
Resolução da Cronometro (s) 0,0100
B
Retangular
1,7321
10,00
0,0006
infinitos
Resolução da Balança (g) 0,0100
B
Retangular
1,7321
90,00
0,000064
infinitos
Herdada Cronometro (s) 0,0120
B
N
2,0000
10,00
0,0006
infinitos
Herdada massa (g) 0,0050
B
N
2,0000
90,00
0,0000
infinitos
Incerteza Combinada - Uc
0,0050
Grau de liberdade efetivo
214,4199
Fator de abrangência
1,9711
Incerteza Expandida - U
E
0,0098
[g/s] 0,035 kg/h
Incerteza Expandida - U
E
0,1819
%
Divisor
Repetitividade (g/s) 0,0013
A
N
1,0000
8,80
0,0001
5
Resolução da Cronometro (s) 0,0100
B
Retangular
1,7321
10,00
0,0006
infinitos
Resolução da Balança (g) 0,0100
B
Retangular
1,7321
90,00
0,000064
infinitos
Herdada Cronometro (s) 0,0120
B
N
2,0000
10,00
0,0006
infinitos
Herdada massa (g) 0,0050
B
N
2,0000
90,00
0,0000
infinitos
Incerteza Combinada - Uc
0,0075
Grau de liberdade efetivo
5503,6556
Fator de abrangência
1,9604
Incerteza Expandida - U
E
0,0146
[g/s] 0,053 kg/h
Incerteza Expandida - U
E
0,1669
%
Divisor
Repetitividade (g/s) 0,0005
A
N
1,0000
10,90
0,0000
5
Resolução da Cronometro (s) 0,0100
B
Retangular
1,7321
10,00
0,0006
infinitos
Resolução da Balança (g) 0,0100
B
Retangular
1,7321
90,00
0,000064
infinitos
Herdada Cronometro (s) 0,0120
B
N
2,0000
10,00
0,0006
infinitos
Herdada massa (g) 0,0050
B
N
2,0000
90,00
0,0000
infinitos
Incerteza Combinada - Uc
0,0091
Grau de liberdade efetivo
600550,597
Fator de abrangência
1,9600
Incerteza Expandida - U
E
0,0179
[g/s] 0,064 kg/h
CALIBRAÇÃO
Leituras Diferença Desvio
Padrão
Média
PLANILHA DE CÁLCULO DE INCERTEZA DE MEDIDA
Faixa de Medição (rpm)
Leituras
Informações referente a Calibração
TEND. (%)
Cálculo de Incerteza: 5,50
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição
Valor da
Unidade
Incerteza
relativa
Grais de
liberdade
Cálculo de Incerteza: 8,80
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição
Valor da
Unidade
Incerteza
relativa
Grais de
liberdade
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição
Valor da
Unidade
Incerteza
relativa
Grais de
liberdade
Cálculo de Incerteza: 10,90
2.6. Incerteza da medida de pressão:
Para a definição da incerteza do valor de pressão medido durante ensaios, as
fontes (de incerteza) consideradas foram: 1) repetitividade; 2) resolução do
barômetro; 3) resolução da automação e 4) própria do barômetro.
Foi definido incerteza para pressões iguais à 95.2, 94.8, 94.3, 95.7 e 96.3 kPa,
ilustrada na tabela A2.6.
Tabela A2.5 (continuação): Planilha de cálculo de incerteza de medida de consumo
88
Caracteristica Controlada: Pressão Barométrica Eq. Utilizado: Cappo P - TCP 0435 - Barômetro - TCP 0171
Termopar TCP:
NA
Canal: P14 TCP: 309 Laboratório: EDL2
Frequência:
Anual
TEND.
TEND.
L1 - Referencia
L1 - Automação
L2 - Referencia
L2 - Automação
L3 - Referencia
L3 - Automação
L1 L2 L3
%
105.1 105.1 105.1 105.1 105.2 105.1 105.3 0.0000 0.1000 0.2000 0.1000 0.1000 0.1000
100.1 100.1 100.1 100.1 100.2 100.1 100.4 0.0000 0.1000 0.3000 0.1333 0.1528 0.1333 0.1332
95.1 95.1 95.1 95.1 95.1 95.1 95.3 0.0000 0.0000 0.2000 0.0667 0.1155 0.0667 0.0701
90.1 90.1 90.1 90.1 90.3 90.1 90.2 0.0000 0.2000 0.1000 0.1000 0.1000 0.1000 0.1110
85.1 85.1 85.1 85.1 85.2 85.1 85.1 0.0000 0.1000 0.0000 0.0333 0.0577 0.0333 0.0392
Repetitividade 0.0577
A
N
1.0000
0.0577
Resolução do Cappo P 0.1000
B
Triangular
2.4495
0.0408
Resolução do Barômetro 0.1000
B
Triangular
2.4495
0.0408
Resolução da Automação 0.1000
B
Retangular
1.7321
0.0577
Herdada Barômetro 0.2100
B
Retangular
2.0000
0.1050
Herdada Cappo P 0.2000
B
N
2.0000
0.1000
Incerteza Combinada - U
C
0.18
0.1760
Incerteza Expandida - U
E
0.35
0.3519
Repetitividade 0.0882
A
N
1.0000
0.0882
Resolução do Cappo P 0.1000
B
Triangular
2.4495
0.0408
Resolução do Barômetro 0.1000
B
Triangular
2.4495
0.0408
Resolução da Automação 0.1000
B
Retangular
1.7321
0.0577
Herdada Barômetro 0.2100
B
Retangular
2.0000
0.1050
Herdada Cappo P 0.2000
B
N
2.0000
0.1000
Incerteza Combinada - U
C
0.19
0.1881
Incerteza Expandida - U
E
0.38
0.3763
Repetitividade 0.0667
A
N
1.0000
0.0667
Resolução do Cappo P 0.1000
B
Triangular
2.4495
0.0408
Resolução do Barômetro 0.1000
B
Triangular
2.4495
0.0408
Resolução da Automação 0.1000
B
Retangular
1.7321
0.0577
Herdada Barômetro 0.2100
B
Retangular
2.0000
0.1050
Herdada Cappo P 0.2000
B
N
2.0000
0.1000
Incerteza Combinada - U
C
0.18
0.1791
Incerteza Expandida - U
E
0.36
0.3582
Repetitividade 0.0577
A
N
1.0000
0.0577
Resolução do Cappo P 0.1000
B
Triangular
2.4495
0.0408
Resolução do Barômetro 0.1000
B
Triangular
2.4495
0.0408
Resolução da Automação 0.1000
B
Retangular
1.7321
0.0577
Herdada Barômetro 0.2100
B
Retangular
2.0000
0.1050
Herdada Cappo P 0.2000
B
N
2.0000
0.1000
Incerteza Combinada - U
C
0.18
0.1760
Incerteza Expandida - U
E
0.35
0.3519
Repetitividade 0.0333
A
N
1.0000
0.0333
Resolução do Cappo P 0.1000
B
Triangular
2.4495
0.0408
Resolução do Barômetro 0.1000
B
Triangular
2.4495
0.0408
Resolução da Automação 0.1000
B
Retangular
1.7321
0.0577
Herdada Barômetro 0.2100
B
Retangular
2.0000
0.1050
Herdada Cappo P 0.2000
B
N
2.0000
0.1000
Incerteza Combinada - U
C
0.17
0.1695
Incerteza Expandida - U
E
0.34
0.3391
PLANILHA DE CÁLCULO DE INCERTEZA DE MEDIÇÃO
Informações referente a Calibração
CALIBRAÇÃO
Faixa de Medição
Leituras Leituras Diferença
Media
Desvio
Padrão
Incerteza (%)
Cálculo de Incerteza: 95,2 kPa
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição Divisor
Incerteza
(KPA)
Incerteza (%)
Cálculo de Incerteza: 94,3 kPa
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Distribuição Divisor
Incerteza
(KPA)
Incerteza (%)
Cálculo de Incerteza: 94,8 kPa
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição Divisor
Incerteza
(KPA)
Cálculo de Incerteza: 95,7 kPa
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição Divisor
Incerteza
(KPA)
Incerteza (%)
Tipo
Incerteza (%)
Cálculo de Incerteza: 96,3 kPa
Fontes de Incerteza
Incerteza
Padrão
Tipo Distribuição Divisor
Incerteza
(KPA)
Tabela A2.6: Planilha de cálculo de incerteza de medida de pressão
89
ANEXO 3 – VALORES MEDIDOS E REGISTRADOS:
1 Ensaio 1:
Como descrito no capítulo 3 a nomenclatura ensaio 1 foi escolhida e utilizada
para simplificar a descrição da configuração do motor utilizado durante esta primeira
etapa do experimento. A configuração é descrita detalhadamente na tabela 5.3 como
sendo:
Referência (baseline) – motor 1.8L com comando simples de válvula original
de fábrica, conforme ilustrado na figura 3.2.
Os valores lidos e registrados durante este ensaio, para cada uma das
diferentes posições da borboleta da válvula de aceleração, estão descritos nas
tabelas abaixo.
1.1. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 100% de abertura:
1.1.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido(
Nm)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa de Ar
(g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO (º)
ensaio 1 (100%) 1200 135,4 17 67,2 280,76 14,79 0,95 13,9 9,5
ensaio 1 (100%) 1600 138,4 23,2 68,5 280,33 20,27 0,95 13,9 11,3
ensaio 1 (100%) 2000 140,6 29,5 69,3 275,8 25,12 0,94 13,7 13,1
ensaio 1 (100%) 2400 156,9 39,4 67,8 271,92 32,85 0,95 13,7 13,0
ensaio 1 (100%) 2800 165,8 48,6 66,5 272,21 40,54 0,95 13,7 17,0
ensaio 1 (100%) 3000 164,3 51,6 64,6 271,83 42,96 0,94 13,6 18,9
ensaio 1 (100%) 3200 157,5 52,8 63,7 282,44 44,15 0,92 13,6 19,3
ensaio 1 (100%) 3600 148,8 56,1 63,3 283,91 47,45 0,92 13,6 20,7
ensaio 1 (100%) 4000 146,9 61,5 63 293,18 51,77 0,90 13,1 19,7
ensaio 1 (100%) 4400 147,7 68,1 62,8 306,73 58,45 0,88 12,9 20,4
ensaio 1 (100%) 4800 142,4 71,6 62,5 311,18 63,26 0,89 12,7 21,6
ensaio 1 (100%) 5200 136,6 74,4 62,1 319,62 67,27 0,88 12,7 23,6
ensaio 1 (100%) 5400 131,9 74,6 62,1 324,93 67,97 0,87 12,6 25,2
ensaio 1 (100%) 5600 123,9 72,7 62,1 345,25 68,13 0,85 12,4 26,9
ensaio 1 (100%) 6001 112,1 70,4 61,9 366,2 69,17 0,84 12,2 27,7
ensaio 1 (100%)
6200
104,9
68,1
61,9
374,8
68,59
0,85
12,2
28,4
90
1.1.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura
Água
Arrefecimento (º
C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível
(º C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador
(º C)
T4
(º C)
ensaio 1 (100%) 1200 15,6 92,2 17,8 29,2 104,6 711,7 25,3
ensaio 1 (100%) 1600 15,6 92,4 17,7 28,2 106,7 794,5 25,3
ensaio 1 (100%) 2000 16,4 92,2 18,2 28,8 107,4 822,8 26,0
ensaio 1 (100%) 2400 16,6 92,4 18,3 28,2 110,5 864,6 26,0
ensaio 1 (100%) 2800 16,8 92,3 18,4 27,6 110,4 906,6 26,0
ensaio 1 (100%) 3000 17,1 92,1 18,5 27,8 113,5 907,9 25,3
ensaio 1 (100%) 3200 17,2 92,1 18,5 27,8 114,9 906,3 25,3
ensaio 1 (100%) 3600 17,2 92,3 18,5 27,7 115,9 907,3 25,3
ensaio 1 (100%) 4000 17,3 92,6 18,5 27,4 117 915,7 24,5
ensaio 1 (100%) 4400 17,4 92,3 18,5 26,9 116,6 920,8 24,5
ensaio 1 (100%) 4800 17,4 92,4 18,4 26,6 117,9 942,2 24,5
ensaio 1 (100%) 5200 17,6 91,2 18,6 26,4 124,8 957,1 25,3
ensaio 1 (100%) 5400 17,6 93,1 18,6 26,5 124,8 954,5 25,3
ensaio 1 (100%) 5600 17,7 90,4 18,6 26,5 124,4 947,5 26,0
ensaio 1 (100%) 6001 17,8 91 18,8 26,5 123,7 952,9 26,4
ensaio 1 (100%)
6200
17,9
94
18,9
26,5
123,5
953,4
27,3
1.1.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão
Óleo (kPa)
Pressão
Entrada
Combustível
(kPa)
p4
(kPa)
ensaio 1 (100%) 1200 95,378 3,35 377,7 359,2 94,0
ensaio 1 (100%) 1600 95,382 6,59 382,3 358,3 93,5
ensaio 1 (100%) 2000 95,388 8,47 394,7 357,1 93,0
ensaio 1 (100%) 2400 95,388 14,39 407,2 356,1 93,2
ensaio 1 (100%) 2800 95,385 20,82 403 354,3 92,9
ensaio 1 (100%) 3000 95,38 22,99 408,3 354,2 92,2
ensaio 1 (100%) 3200 95,378 24,21 411,5 353,6 91,9
ensaio 1 (100%) 3600 95,377 26,8 425,3 352,8 91,5
ensaio 1 (100%) 4000 95,376 32,3 437,9 351,6 91,5
ensaio 1 (100%) 4400 95,377 39,48 453,9 350,1 91,5
ensaio 1 (100%) 4800 95,376 45,23 464,7 349 91,4
ensaio 1 (100%) 5200 95,374 50,64 456,3 348,1 91,2
ensaio 1 (100%) 5400 95,374 51,94 456,3 348 91,1
ensaio 1 (100%) 5600 95,372 52,73 457,1 347,9 91,1
ensaio 1 (100%) 6001 95,371 54,56 464,1 347,4 91,4
ensaio 1 (100%)
6200
95,37
54
465
347,7
91,4
1.1.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO (%) NOx (ppm)
O
2
(%)
HC (ppm)
ensaio 1 (100%) 1200 12,3 1,8 1423 0,7 416,6
ensaio 1 (100%) 1600 12,3 1,8 1390,8 0,8 393,7
ensaio 1 (100%) 2000 12,4 2,1 1403,3 0,4 433,5
ensaio 1 (100%) 2400 12,6 2 1730,5 0,4 450,2
ensaio 1 (100%) 2800 12,7 1,9 1949,8 0,5 475,8
ensaio 1 (100%) 3000 12,5 2,1 1875,7 0,5 462,2
ensaio 1 (100%) 3200 12 3 1423 0,3 505,6
ensaio 1 (100%) 3600 12,1 2,8 1462,1 0,2 438,4
ensaio 1 (100%) 4000 11,7 3,4 1249,2 0,2 437,1
ensaio 1 (100%) 4400 11,2 4,3 1033 0,2 428,1
ensaio 1 (100%) 4800 11,4 4 1177,9 0,2 438,5
ensaio 1 (100%) 5200 11,3 4,1 1174,8 0,2 411,5
ensaio 1 (100%) 5400 11,2 4,3 1151,6 0,2 407,2
ensaio 1 (100%) 5600 10,5 5,2 841,4 0,2 576,2
ensaio 1 (100%) 6001 10,3 5,6 736,1 0,3 435,3
ensaio 1 (100%)
6200
10,4
5,5
804,7
0,2
426,9
91
1.2. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 75% de abertura:
1.2.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido(N
m)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa de Ar
(g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO (º)
ensaio 1 (75%) 1200 131.7 16.5 64.4 270.02 14.4 1.01 14.6 9.5
ensaio 1 (75%) 1600 137.2 23 67.1 263.54 19.4 1.01 14.6 11.6
ensaio 1 (75%) 2000 141.1 29.6 66.8 259.72 24.6 1.01 14.6 14.4
ensaio 1 (75%) 2400 151.1 38 66.4 262.7 31.8 1.01 14.6 13.4
ensaio 1 (75%) 2800 161.4 47.3 66 258.36 39.1 1.01 14.6 17.9
ensaio 1 (75%) 3000 159.8 50.2 65.3 258.24 41.6 1.01 14.6 19.3
ensaio 1 (75%) 3200 155.5 52.1 64.3 263.65 43.5 0.99 14.4 19.5
ensaio 1 (75%) 3600 149.3 56.3 63.6 270.92 47.1 0.97 14.2 20.6
ensaio 1 (75%) 4000 147.3 61.8 62.9 291.7 51.6 0.91 13.3 19.5
ensaio 1 (75%) 4400 144.9 66.7 62.5 311.46 57.6 0.89 13.0 20.4
ensaio 1 (75%) 4800 142.2 71.5 62 313.53 62.2 0.89 12.8 21.5
ensaio 1 (75%) 5200 136.3 74.3 61.4 319.06 65.4 0.88 12.7 23.4
ensaio 1 (75%) 5400 131.4 74.3 60.9 322.48 66.2 0.87 12.6 25.2
ensaio 1 (75%) 5600 123.8 72.7 60.6 342.46 66.4 0.86 12.6 26.7
ensaio 1 (75%) 6001 111.9 70.4 60.3 367.2 67.8 0.85 12.2 28.0
ensaio 1 (75%) 6200 104.6 67.9 60.1 375.82 67.4 0.85 12.3 28.9
1.2.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação(r
pm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura
Água
Arrefecimento (º
C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível (º
C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º
C)
T4
(º C)
ensaio 1 (75%) 1200 17.7 92.2 19.7 32 103.9 753.4 28.3
ensaio 1 (75%) 1600 16.9 92.2 18.5 28.4 108.3 821.3 26.8
ensaio 1 (75%) 2000 17.1 92.4 18.6 28.4 107.1 841.6 26.8
ensaio 1 (75%) 2400 17.4 92.1 18.7 27.2 110.9 895.7 26.8
ensaio 1 (75%) 2800 17.5 92.5 18.9 26.9 111.9 917.2 26.8
ensaio 1 (75%) 3000 17.7 92.3 18.9 26.9 111.8 930.2 26.0
ensaio 1 (75%) 3200 18 92.2 19.1 27.2 116.2 939.7 26.0
ensaio 1 (75%) 3600 18.2 92.1 19.1 27.5 116.7 936.3 26.0
ensaio 1 (75%) 4000 18.4 92.2 19.2 27.2 116.7 927.8 26.0
ensaio 1 (75%) 4400 18.5 92.3 19.1 26.9 117.9 938.4 26.0
ensaio 1 (75%) 4800 18.7 92.4 19.2 26.6 122.3 943.8 26.0
ensaio 1 (75%) 5200 18.8 92.3 19.2 26.4 122.5 950.3 26.8
ensaio 1 (75%) 5400 19 92.1 19.3 26.4 124.8 947.7 26.8
ensaio 1 (75%) 5600 19.1 92.2 19.4 26.4 124.7 942.3 26.8
ensaio 1 (75%) 6001 19.1 92.2 19.3 26.5 124.4 947.2 27.5
ensaio 1 (75%) 6200 19.2 92.1 19.3 26.6 126 946.9 28.3
92
1.2.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão
Óleo (kPa)
Pressão
Entrada
Combustível
(kPa)
p4
(kPa)
ensaio 1 (75%) 1200 94,727 3,23 377,4 357,3 93,0
ensaio 1 (75%) 1600 94,713 6,31 379,4 356,8 92,0
ensaio 1 (75%) 2000 94,711 9,21 393,9 356,2 90,5
ensaio 1 (75%) 2400 94,711 14,32 404,3 355,8 92,0
ensaio 1 (75%) 2800 94,709 20 402,1 355 91,6
ensaio 1 (75%) 3000 94,71 22,41 406,5 354,9 91,1
ensaio 1 (75%) 3200 94,707 24,37 407,4 354,7 91,0
ensaio 1 (75%) 3600 94,705 27,82 419,8 354,1 90,5
ensaio 1 (75%) 4000 94,703 33,3 432 353 90,5
ensaio 1 (75%) 4400 94,705 40,27 440,6 352,5 90,5
ensaio 1 (75%) 4800 94,704 45,82 442,9 352 90,1
ensaio 1 (75%) 5200 94,703 50,4 436,1 351,8 89,9
ensaio 1 (75%) 5400 94,701 51,93 434,2 351,5 89,8
ensaio 1 (75%) 5600 94,701 52,61 439,4 351,6 89,9
ensaio 1 (75%) 6001 94,7 54,53 446 351,2 90,0
ensaio 1 (75%)
6200
94,698
54,1
439,2
351,6
90,1
1.2.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO (%)
NOx
(ppm)
O
2
(%)
HC
(ppm)
ensaio 1 (75%) 1200 12.9 0.4 2289.5 1.6 360.6
ensaio 1 (75%) 1600 12.7 0.6 2041.5 0.9 335.9
ensaio 1 (75%) 2000 13 0.5 2361.1 0.8 325.7
ensaio 1 (75%) 2400 13.2 0.5 2481.4 0.4 331.1
ensaio 1 (75%) 2800 13.1 0.5 2794.2 0.5 338.5
ensaio 1 (75%) 3000 13.1 0.6 2769.8 0.5 311
ensaio 1 (75%) 3200 13.1 0.8 2460.3 0.5 334.6
ensaio 1 (75%) 3600 12.9 1.3 2128.4 0.4 357.1
ensaio 1 (75%) 4000 11.8 3 1304.6 0.3 416.9
ensaio 1 (75%) 4400 11 4.2 887.4 0.2 422.2
ensaio 1 (75%) 4800 11.1 4 1050.5 0.2 423.5
ensaio 1 (75%) 5200 11.2 4 1149.2 0.2 411.3
ensaio 1 (75%) 5400 10.8 4.6 972.3 0.1 420.3
ensaio 1 (75%) 5600 9.9 5.4 781 0.2 650.1
ensaio 1 (75%) 6001 10.2 5.5 739.5 0.2 438.6
ensaio 1 (75%) 6200 10.3 5.4 818.8 0.1 442.5
93
1.3. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 50% de abertura:
1.3.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido(N
m)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa de Ar
(g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO (º)
ensaio 1 (50%) 1200 129.8 16.3 66.5 272.86 14.9 1.01 14.6 9.8
ensaio 1 (50%) 1600 132.5 22.2 66.6 271.24 20.0 1.01 14.6 12.2
ensaio 1 (50%) 2000 130.5 27.4 66.4 266.58 24.2 1.01 14.6 15.1
ensaio 1 (50%) 2400 142.8 35.9 65.9 267.36 31.5 1.01 14.6 13.7
ensaio 1 (50%) 2800 148.9 43.6 65.7 262.7 37.5 1.01 14.6 18.6
ensaio 1 (50%) 3000 147.6 46.4 65.3 261.7 39.6 1.01 14.6 19.9
ensaio 1 (50%) 3200 145 48.6 65.2 264.7 42.0 1.00 14.6 20.6
ensaio 1 (50%) 3600 138.9 52.4 64.7 270.11 46.3 1.01 14.4 21.3
ensaio 1 (50%) 4000 139.3 58.4 63.8 282.99 51.1 0.96 13.6 19.8
ensaio 1 (50%) 4400 138.2 63.7 63.4 290.74 56.5 0.94 13.4 20.7
ensaio 1 (50%) 4800 132.9 66.9 63 311.44 60.5 0.90 12.9 21.8
ensaio 1 (50%) 5200 126.4 68.9 62.3 319.57 63.3 0.89 12.8 24.4
ensaio 1 (50%) 5400 122.3 69.2 62.2 322.65 64.3 0.89 12.7 26.3
ensaio 1 (50%) 5600 115 67.5 61.8 343.95 64.6 0.87 12.6 28.2
ensaio 1 (50%) 6001 103.3 64.9 61.4 363.48 65.2 0.86 12.4 29.4
ensaio 1 (50%) 6200 95.9 62.3 61.2 379.38 64.5 0.86 12.4 30.3
1.3.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura Água
Arrefecimento (º C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível (º C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º C)
T4
(º C)
ensaio 1 (50%) 1200 17,5 92,1 19,4 33,3 92,8 747,5 28,3
ensaio 1 (50%) 1600 17,4 92,3 19,2 32,3 92,4 804,8 27,5
ensaio 1 (50%) 2000 17,4 92,5 19 31,5 92,4 830,5 26,8
ensaio 1 (50%) 2400 17,4 92,5 19 30 96,9 895,7 26,0
ensaio 1 (50%) 2800 17,5 92,2 18,9 29,4 103,4 913,5 26,0
ensaio 1 (50%) 3000 17,6 92,6 18,9 29,2 106,9 919,8 26,0
ensaio 1 (50%) 3200 17,7 92,6 18,9 29,2 109,2 929,8 26,0
ensaio 1 (50%) 3600 17,8 92,2 18,9 29 111,8 953,3 25,6
ensaio 1 (50%) 4000 18 92,2 19,1 29 116,2 952,2 25,9
ensaio 1 (50%) 4400 18,2 92,3 19,2 28,4 118,6 954,7 26,0
ensaio 1 (50%) 4800 18,4 92,3 19,3 28,1 119,2 945,8 26,0
ensaio 1 (50%) 5200 18,6 92,4 19,3 27,7 121,2 955,5 26,2
ensaio 1 (50%) 5400 18,6 92 19,4 27,7 121,4 958,6 26,8
ensaio 1 (50%) 5600 18,7 92,1 19,5 27,7 121,6 947,8 26,8
ensaio 1 (50%) 6001 18,8 92,3 19,5 27,7 122,5 951,1 27,5
ensaio 1 (50%)
6200
18,8
92,2
19,4
27,7
123,5
949,8
28,1
1.3.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão
Óleo (kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 1 (50%) 1200 95,326 3,03 371,7 358,6 91,0
ensaio 1 (50%) 1600 95,326 5,92 392,7 357,6 88,9
ensaio 1 (50%) 2000 95,326 7,69 406,2 357,2 86,3
ensaio 1 (50%) 2400 95,328 12,72 405,6 355,9 90,9
ensaio 1 (50%) 2800 95,328 17,45 406,3 354,8 90,5
ensaio 1 (50%) 3000 95,327 19,4 407,9 354,5 90,0
ensaio 1 (50%) 3200 95,328 21,44 414,7 353,7 89,5
ensaio 1 (50%) 3600 95,327 25,64 429,8 353,1 88,9
ensaio 1 (50%) 4000 95,327 30,88 433,8 352,3 88,0
ensaio 1 (50%) 4400 95,326 36,46 449,8 351,6 87,1
ensaio 1 (50%) 4800 95,323 41,34 464 349,9 86,3
ensaio 1 (50%) 5200 95,322 45,39 456,6 349,2 85,7
ensaio 1 (50%) 5400 95,321 46,6 453,1 348,4 85,5
ensaio 1 (50%) 5600 95,318 47,2 454,8 348,2 85,5
ensaio 1 (50%) 6001 95,318 48,23 459,3 348,1 85,4
ensaio 1 (50%)
6200
95,316
47,97
456,4
347,3
85,6
94
1.3.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO (%) NOx (ppm) O2 (%) HC (ppm)
ensaio 1 (50%) 1200 13 0,4 2401,8 1,5 278,4
ensaio 1 (50%) 1600 12,8 0,5 2228 1,2 260,2
ensaio 1 (50%) 2000 13,1 0,5 2326,6 1 279,4
ensaio 1 (50%) 2400 13,3 0,5 2400,4 0,6 264,9
ensaio 1 (50%) 2800 13,2 0,6 2647,5 0,6 260,7
ensaio 1 (50%) 3000 13,2 0,6 2701,2 0,6 262,6
ensaio 1 (50%) 3200 13,2 0,6 2602,1 0,6 261,4
ensaio 1 (50%) 3600 13,3 0,6 2580,6 0,6 215,1
ensaio 1 (50%) 4000 12,9 1,5 2122,3 0,3 314,6
ensaio 1 (50%) 4400 12,5 2,2 1938,2 0,2 350,2
ensaio 1 (50%) 4800 11,6 3,6 1339,6 0,2 417,1
ensaio 1 (50%) 5200 11,5 3,7 1347,6 0,2 395
ensaio 1 (50%) 5400 11,5 3,7 1364,5 0,2 395,3
ensaio 1 (50%) 5600 10,9 4,5 1143,7 0,4 569,3
ensaio 1 (50%) 6001 10,7 5 988 0,2 477,5
ensaio 1 (50%)
6200
10,7
5
974,9
0,2
435,8
1.4. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 25% de abertura:
1.4.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido(N
m)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa de Ar
(g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO (º)
ensaio 1 (25%) 1200 100.6 12.7 67.1 286.16 11.8 1.01 14.6 12.0
ensaio 1 (25%) 1600 87.5 14.7 67.3 280.63 13.7 1.01 14.6 19.1
ensaio 1 (25%) 2000 72 15.1 67.2 289.72 14.2 1.00 14.6 25.6
ensaio 1 (25%) 2400 117.4 29.5 66.8 265.27 25.5 1.01 14.6 19.7
ensaio 1 (25%) 2800 116.9 34.3 66.6 266.21 29.0 1.00 14.6 25.7
ensaio 1 (25%) 3000 111.9 35.2 66.3 267.64 30.3 1.01 14.6 27.5
ensaio 1 (25%) 3200 106.8 35.8 65.1 270.75 31.5 1.01 14.6 29.2
ensaio 1 (25%) 3600 97.5 36.7 64.1 281.14 33.5 1.00 14.6 29.1
ensaio 1 (25%) 4000 88.9 37.3 63.9 289.52 35.3 1.01 14.6 27.4
ensaio 1 (25%) 4400 80.9 37.3 63.9 302.47 35.9 1.00 14.6 29.5
ensaio 1 (25%) 4800 71.9 36.1 63.6 318.4 37.0 1.00 14.6 32.7
ensaio 1 (25%) 5200 62.5 34 66.2 339.21 37.0 1.01 14.6 37.1
ensaio 1 (25%) 5400 58.3 33 66.2 337.67 37.3 1.01 14.6 38.9
ensaio 1 (25%) 5600 53.6 31.5 65.6 367.1 37.6 1.01 14.6 39.9
ensaio 1 (25%) 6001 45.2 28.4 65.1 408.01 37.5 0.99 14.3 38.0
ensaio 1 (25%) 6200 40.5 26.3 64.7 451.34 37.4 0.97 13.9 38.3
1.4.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura Água
Arrefecimento (º C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível (º
C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º C)
T4
(º C)
ensaio 1 (25%) 1200 17,5 92,1 19,4 31,7 104 699,3 27,5
ensaio 1 (25%) 1600 17,5 92,2 19,4 31,3 103,8 713,8 27,5
ensaio 1 (25%) 2000 17,5 92,3 19,3 31,4 104,7 707,4 27,5
ensaio 1 (25%) 2400 17,5 92,5 19,2 30,5 106,3 824,7 26,7
ensaio 1 (25%) 2800 17,5 92,2 19,1 29,8 107,4 842,3 26,0
ensaio 1 (25%) 3000 17,6 92,4 19,1 29,5 109,9 850,3 26,0
ensaio 1 (25%) 3200 17,7 92,4 19,1 29,6 112 859 26,0
ensaio 1 (25%) 3600 17,8 92,3 19,1 29,6 113,4 881,2 26,0
ensaio 1 (25%) 4000 17,8 92,4 19,1 29,7 115,7 898,3 26,8
ensaio 1 (25%) 4400 18,1 92,3 19,3 30,5 112,9 896,1 27,5
ensaio 1 (25%) 4800 18,1 92,2 19,4 30 116,7 908,4 28,3
ensaio 1 (25%) 5200 17,2 93,6 18,6 29,3 113,8 907,9 26,8
ensaio 1 (25%) 5400 17,2 91,8 18,7 28,9 116,8 920,7 26,8
ensaio 1 (25%) 5600 17,4 92,4 18,7 29,2 120,5 929 27,5
ensaio 1 (25%) 6001 17,5 92,9 18,9 29,6 123,7 942 28,3
ensaio 1 (25%)
6200
17,5
90,6
18,9
29,9
125,3
937,1
29,0
95
1.4.3. Pressões:
ENSAIO
Speed
(rpm)
p0
(kPa)
pExhBackPre
(kPa)
pOil
(kPa)
pFuel_IN
(kPa)
p4
(kPa)
ensaio 1 (25%) 1200 95.24 2.11 379.9 358.9 72.6
ensaio 1 (25%) 1600 95.238 3.2 382.2 358.5 62.1
ensaio 1 (25%) 2000 95.237 2.84 396.2 358.2 54.0
ensaio 1 (25%) 2400 95.234 8.22 403.8 355.9 75.9
ensaio 1 (25%) 2800 95.235 10.8 405.4 355.9 74.0
ensaio 1 (25%) 3000 95.234 11.6 407.2 355.5 72.0
ensaio 1 (25%) 3200 95.236 12.53 415.3 355.4 70.1
ensaio 1 (25%) 3600 95.233 14.25 424.1 355.5 66.0
ensaio 1 (25%) 4000 95.232 15.75 436.9 355.4 61.4
ensaio 1 (25%) 4400 95.225 16.51 456.7 354.7 57.3
ensaio 1 (25%) 4800 95.224 17.5 460.9 354.9 54.3
ensaio 1 (25%) 5200 95.22 17.43 473.6 354.3 51.7
ensaio 1 (25%) 5400 95.218 18.01 456.3 354.4 51.1
ensaio 1 (25%) 5600 95.214 18.33 447.5 354.8 50.9
ensaio 1 (25%) 6001 95.212 18.32 449.2 355.2 50.7
ensaio 1 (25%) 6200 95.21 18.22 446.4 355 50.9
1.4.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO (%) NOx (ppm) O2 (%) HC (ppm)
ensaio 1 (25%) 1200 12,9 0,4 1994,6 1,2 348,1
ensaio 1 (25%) 1600 12,5 0,6 1965 1,5 307,6
ensaio 1 (25%) 2000 12,7 0,6 2103,8 1,4 320,2
ensaio 1 (25%) 2400 13,2 0,6 2436,6 0,6 324,4
ensaio 1 (25%) 2800 13,1 0,7 2693,2 0,6 333
ensaio 1 (25%) 3000 13,1 0,6 2747,6 0,6 321
ensaio 1 (25%) 3200 13,1 0,6 2908,5 0,7 306,4
ensaio 1 (25%) 3600 13,2 0,7 2735,6 0,6 301,7
ensaio 1 (25%) 4000 13,2 0,6 2717,9 0,6 274,3
ensaio 1 (25%) 4400 13,2 0,7 2957,3 0,6 281,1
ensaio 1 (25%) 4800 13,2 0,7 3153,9 0,6 276,7
ensaio 1 (25%) 5200 13 0,7 3406,5 1,8 266,1
ensaio 1 (25%) 5400 13,1 0,7 3421,5 0,7 263,1
ensaio 1 (25%) 5600 13 0,8 3348,1 0,7 244,1
ensaio 1 (25%) 6001 13,1 0,8 2989,5 0,6 268,6
ensaio 1 (25%)
6200
13
1,2
2699,5
0,4
332,1
2 Ensaio 2:
Como descrito no capítulo 3 a nomenclatura ensaio 2 foi escolhida e utilizada
para simplificar a descrição da configuração do motor utilizado durante esta segunda
etapa do experimento. A configuração descrita na tabela detalhadamente como
sendo:
Motor original com válvula de aceleração do sistema eletrônico de injeção de
combustível rotacionada 90º sentido horário, conforme ilustrado na figura 3.3.
96
Os valores lidos e registrados durante este ensaio, para cada uma das
diferentes posições da borboleta da válvula de aceleração, estão descritos nas
tabelas abaixo.
2.1. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 100% de abertura:
2.1.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido(
Nm)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa de
Ar (g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO
(º)
ensaio 2 (100%) 1200 133.8 16.8 67.3 288.02 14.9 0.93 13.9 9.1
ensaio 2 (100%) 1600 137.4 23.1 67.2 281.61 20.2 0.95 13.9 11.3
ensaio 2 (100%) 2000 140.5 29.4 67.1 273.88 25.0 0.95 13.7 13.7
ensaio 2 (100%) 2400 155.5 39.1 65.4 275.83 32.9 0.94 13.7 13.0
ensaio 2 (100%) 2800 164.7 48.3 64.2 271.45 40.5 0.95 13.7 17.0
ensaio 2 (100%) 3000 163.2 51.3 63.9 270.87 43.2 0.95 13.6 18.7
ensaio 2 (100%) 3200 156.1 52.3 63.6 284.86 44.7 0.92 13.6 19.2
ensaio 2 (100%) 3600 148.5 56 63.3 284.42 47.5 0.92 13.6 20.8
ensaio 2 (100%) 4000 145.9 61.1 63.4 295.8 52.6 0.90 13.2 19.8
ensaio 2 (100%) 4400 146.3 67.5 62.8 306.6 59.2 0.88 13.0 20.4
ensaio 2 (100%) 4800 141.1 71 62.3 313.05 63.5 0.89 12.7 21.3
ensaio 2 (100%) 5200 136 74.1 62.2 321.24 67.2 0.88 12.7 23.2
ensaio 2 (100%) 5400 130.3 73.7 61.6 331.44 67.9 0.87 12.5 25.0
ensaio 2 (100%) 5600 120.4 70.3 61.4 356.64 68.3 0.85 12.5 26.6
ensaio 2 (100%) 6001 111.9 70.3 61.1 364.62 69.4 0.85 12.3 27.6
ensaio 2 (100%)
6200
104.6
68
60.8
374.49
68.8
0.85
12.3
28.7
2.1.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura Água
Arrefecimento (º C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível (º C)
Temperatura Óleo
(º C)
Temperatura
Catalisador (º C)
T4
(º C)
ensaio 2 (100%) 1200 17,1 92,1 18,7 30,7 105,8 710,3 26,0
ensaio 2 (100%) 1600 17 92,2 18,5 30,1 103,8 793,2 26,0
ensaio 2 (100%) 2000 17,1 92,4 18,5 29,6 106,8 812,2 26,8
ensaio 2 (100%) 2400 17,4 92,3 18,8 29,3 110,7 865,2 26,0
ensaio 2 (100%) 2800 17,7 92,4 18,8 28,7 111,8 906,5 26,0
ensaio 2 (100%) 3000 17,9 92,5 18,9 28,8 113 910,5 26,0
ensaio 2 (100%) 3200 18 92,2 19,1 28,6 112,8 907,2 26,0
ensaio 2 (100%) 3600 18,1 92,4 19 28,5 116,4 905,5 25,3
ensaio 2 (100%) 4000 18,5 92,2 19,4 28,3 116,8 921,6 25,3
ensaio 2 (100%) 4400 18,7 92,1 19,3 28 120,7 927,8 25,3
ensaio 2 (100%) 4800 18,8 92,5 19,4 27,9 120,8 949,3 26,0
ensaio 2 (100%) 5200 18,9 92 19,5 27,8 120,9 952,3 26,0
ensaio 2 (100%) 5400 19 92,4 19,7 27,8 121,1 954,6 26,8
ensaio 2 (100%) 5600 19,1 92,3 19,7 27,8 121,2 951,4 26,8
ensaio 2 (100%) 6001 19,1 91,1 19,7 27,8 122,9 957,5 27,5
ensaio 2 (100%)
6200
19,2
91,7
19,8
27,9
124,5
956,7
28,3
97
2.1.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão
Óleo (kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 2 (100%) 1200 95,187 3,08 376,3 360,1 93,5
ensaio 2 (100%) 1600 95,18 6,08 382,8 358,3 93,5
ensaio 2 (100%) 2000 95,174 8,43 393,6 357,2 92,9
ensaio 2 (100%) 2400 95,171 14,14 400,3 356 93,0
ensaio 2 (100%) 2800 95,166 20,54 401,7 355 92,6
ensaio 2 (100%) 3000 95,162 22,61 407,4 353,9 92,0
ensaio 2 (100%) 3200 95,16 23,9 411,8 353,9 91,5
ensaio 2 (100%) 3600 95,159 26,61 421,8 352,7 91,4
ensaio 2 (100%) 4000 95,146 32,32 431,5 352,6 91,5
ensaio 2 (100%) 4400 95,137 39,48 446,7 350,7 91,4
ensaio 2 (100%) 4800 95,133 45,19 458,5 349,2 91,1
ensaio 2 (100%) 5200 95,128 49,93 455,2 348,5 91,0
ensaio 2 (100%) 5400 95,124 51,58 450,4 348,1 90,9
ensaio 2 (100%) 5600 95,122 52,18 452,9 347,9 90,9
ensaio 2 (100%) 6001 95,122 54,24 456,9 347,7 91,1
ensaio 2 (100%)
6200
95,122
53,77
452,3
347,8
91,2
2.1.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Speed
(rpm)
CO
2
(%)
CO
(%)
NOx
(ppm)
O2 (%)
HC
(ppm)
ensaio 2 (100%) 1200 11.8 2.6 1078.7 0.6 405.1
ensaio 2 (100%) 1600 12.2 1.9 1386.7 0.9 370.3
ensaio 2 (100%) 2000 12.4 1.9 1558.5 0.5 395.1
ensaio 2 (100%) 2400 12.4 2.2 1601.6 0.3 430.7
ensaio 2 (100%) 2800 12.6 1.9 1954.7 0.5 467.9
ensaio 2 (100%) 3000 12.5 2 1916.4 0.3 461.6
ensaio 2 (100%) 3200 11.9 3 1406.8 0.2 521.8
ensaio 2 (100%) 3600 12 2.9 1448.5 0.2 445.1
ensaio 2 (100%) 4000 11.8 3.2 1316.1 0.2 423.5
ensaio 2 (100%) 4400 11.3 4 1090 0.2 428.1
ensaio 2 (100%) 4800 11.3 3.9 1154.2 0.2 421.4
ensaio 2 (100%) 5200 11.2 4.1 1155.4 0.2 421.4
ensaio 2 (100%) 5400 11 4.5 1078 0.2 418
ensaio 2 (100%) 5600 10.4 5.1 855.2 0.3 1208
ensaio 2 (100%) 6001 10.5 5.3 844.6 0.2 432.7
ensaio 2 (100%) 6200 10.5 5.3 874.8 0.2 423.1
2.2. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 75% de abertura:
2.2.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido(N
m)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa de
Ar (g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO (º)
ensaio 2 (75%) 1200 129.8 16.3 59.9 270.25 14.5 1.01 14.6 9.5
ensaio 2 (75%) 1600 135 22.6 62.3 271.64 20.1 1.01 14.6 11.6
ensaio 2 (75%) 2000 139.6 29.3 63.4 263.69 24.9 1.01 14.6 14.4
ensaio 2 (75%) 2400 150.3 37.8 63.5 265.7 32.1 1.00 14.6 13.4
ensaio 2 (75%) 2800 158.2 46.4 63.1 261.19 39.2 1.01 14.6 17.8
ensaio 2 (75%) 3000 157.1 49.4 62.8 260.49 42.2 1.01 14.6 19.2
ensaio 2 (75%) 3200 154.5 51.8 62.5 273.71 44.0 0.96 14.4 19.3
ensaio 2 (75%) 3600 145.8 55 62.6 277.56 47.5 0.96 14.2 20.4
ensaio 2 (75%) 4000 145.5 60.9 62.4 293.24 52.0 0.91 13.2 19.5
ensaio 2 (75%) 4400 144.7 66.7 61.8 304.56 58.4 0.89 13.1 20.1
ensaio 2 (75%) 4800 140.4 70.6 61.5 312.45 62.8 0.89 12.7 21.5
ensaio 2 (75%) 5200 134.5 73.3 60.3 322.87 66.4 0.87 12.6 23.6
ensaio 2 (75%) 5400 129.5 73.3 60.3 330.38 67.4 0.87 12.5 25.2
ensaio 2 (75%) 5600 118.8 69.8 60.1 356.3 67.3 0.85 12.4 27.2
ensaio 2 (75%) 6001 111.2 69.8 59.9 363.25 68.5 0.85 12.3 27.8
ensaio 2 (75%) 6200 103.1 67 59.9 378.01 68.1 0.84 12.2 29.0
98
2.2.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura
Água
Arrefecimento
(º C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível (º
C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º
C)
T4
(º C)
ensaio 2 (75%) 1200 18,9 92,3 19,3 29,1 103,1 750,9 28,3
ensaio 2 (75%) 1600 18,8 92,4 19,1 28,6 103,3 810,2 27,6
ensaio 2 (75%) 2000 18,8 92,5 19 28 102,7 823 26,8
ensaio 2 (75%) 2400 20,1 91,8 19,8 27,9 113,6 922,6 26,9
ensaio 2 (75%) 2800 20,2 92,3 19,7 27,9 113,3 913,3 26,8
ensaio 2 (75%) 3000 20,2 92,2 19,7 27,6 114,2 917 26,8
ensaio 2 (75%) 3200 20,2 92,2 19,6 27,4 114 923,3 26,8
ensaio 2 (75%) 3600 20,3 92,2 19,7 26,7 114,1 939,7 27,5
ensaio 2 (75%) 4000 20,5 92,2 19,7 26,5 117,4 949,9 27,5
ensaio 2 (75%) 4400 20,6 92,3 19,8 26,3 119,2 958,4 28,2
ensaio 2 (75%) 4800 20,7 92,2 19,7 26,2 119,5 951,2 28,3
ensaio 2 (75%) 5200 20,8 92,1 20 26 120,5 945 28,3
ensaio 2 (75%) 5400 20,9 92,3 19,8 25,9 121,2 947,2 28,3
ensaio 2 (75%) 5600 20,9 92,1 19,7 25,8 121,3 946,2 28,3
ensaio 2 (75%) 6001 21 92 19,9 25,8 121,3 949,1 28,3
ensaio 2 (75%)
6200
21,1
92,1
19,9
25,7
124,7
952,5
29,0
2.2.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão
Óleo (kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 2 (75%) 1200 95,117 3,25 374,3 358,5 93,0
ensaio 2 (75%) 1600 95,111 6,28 381 357,8 92,4
ensaio 2 (75%) 2000 95,104 8,54 393,5 357,6 90,9
ensaio 2 (75%) 2400 95,103 13,38 406,6 356 92,5
ensaio 2 (75%) 2800 95,101 19,29 403,2 354,4 91,9
ensaio 2 (75%) 3000 95,101 21,98 406,1 354 91,5
ensaio 2 (75%) 3200 95,1 23,62 414,4 353,2 91,2
ensaio 2 (75%) 3600 95,099 26,62 424,3 352,3 90,9
ensaio 2 (75%) 4000 95,093 32,25 433,8 351 90,8
ensaio 2 (75%) 4400 95,088 39,09 449,7 349,8 90,7
ensaio 2 (75%) 4800 95,084 44,53 452,6 348,4 90,4
ensaio 2 (75%) 5200 95,07 49,08 451,9 347,5 90,2
ensaio 2 (75%) 5400 95,068 50,75 444,3 347 90,0
ensaio 2 (75%) 5600 95,067 51,21 446,5 346,9 90,0
ensaio 2 (75%) 6001 95,065 53,21 451,4 346 90,1
ensaio 2 (75%)
6200
95,062
52,72
446,7
346,2
90,4
2.2.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO
(%)
NOx (ppm)
O2
(%)
ensaio 2 (75%) 1200 13,2 0,4 2339,5 0,8
ensaio 2 (75%) 1600 13 0,5 2149,2 0,9
ensaio 2 (75%) 2000 13,1 0,5 2402,4 0,8
ensaio 2 (75%) 2400 13,3 0,5 2529,3 0,6
ensaio 2 (75%) 2800 13,2 0,6 2785,6 0,6
ensaio 2 (75%) 3000 13,2 0,6 2745,6 0,6
ensaio 2 (75%) 3200 12,7 1,6 2022,4 0,3
ensaio 2 (75%) 3600 12,8 1,6 1966,3 0,3
ensaio 2 (75%) 4000 11,9 3 1352 0,2
ensaio 2 (75%) 4400 11,4 3,8 1150,3 0,2
ensaio 2 (75%) 4800 11,2 4,1 1119,8 0,2
ensaio 2 (75%) 5200 11,1 4,3 1079 0,2
ensaio 2 (75%) 5400 10,9 4,5 1021,4 0,2
ensaio 2 (75%) 5600 10,3 5,2 806,5 0,2
ensaio 2 (75%) 6001 10,4 5,4 796,3 0,3
ensaio 2 (75%)
6200
10,3
5,5
819,9
0,2
99
2.3. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 50% de abertura:
2.3.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido(
Nm)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa de
Ar (g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO
(º)
ensaio 2 (50%) 1200 129.4 16.3 59.8 272.49 14.5 1.01 14.6 9.5
ensaio 2 (50%) 1600 132.6 22.2 61.1 269.74 19.6 1.01 14.6 12.3
ensaio 2 (50%) 2000 132.1 27.7 61.4 263.15 23.7 1.01 14.6 15.6
ensaio 2 (50%) 2400 142.5 35.8 61.7 268.03 30.8 1.01 14.6 14.1
ensaio 2 (50%) 2800 148.5 43.6 61.6 262.08 36.9 1.01 14.6 18.6
ensaio 2 (50%) 3000 147.4 46.3 61.6 261.02 39.2 1.00 14.6 20.0
ensaio 2 (50%) 3200 145 48.6 61.2 265.03 41.6 1.01 14.6 20.8
ensaio 2 (50%) 3600 138.8 52.4 60.9 270.22 45.8 1.00 14.4 21.4
ensaio 2 (50%) 4000 138.6 58.1 61 283.59 50.9 0.96 13.6 19.8
ensaio 2 (50%) 4400 137.7 63.5 60.9 291.76 56.2 0.94 13.4 21.0
ensaio 2 (50%) 4800 132.1 66.5 60.6 313.35 60.0 0.90 12.9 22.0
ensaio 2 (50%) 5200 126.3 68.8 60.4 318.93 63.1 0.89 12.9 24.3
ensaio 2 (50%) 5400 121.5 68.7 60.2 325.42 63.8 0.89 12.7 26.4
ensaio 2 (50%) 5600 111.3 65.4 60.2 351.96 63.9 0.87 12.5 28.3
ensaio 2 (50%) 6001 103.2 64.9 60.1 359.89 64.7 0.86 12.4 29.6
ensaio 2 (50%) 6200 95.9 62.3 60 374.02 64.3 0.86 12.4 30.4
2.3.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura
Água
Arrefecimento
(º C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível (º
C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º
C)
T4
(º C)
ensaio 2 (50%) 1200 19,5 92,1 20,8 35,3 107,4 766,2 29,9
ensaio 2 (50%) 1600 19 92,1 20,3 34,2 105,3 822,5 29,0
ensaio 2 (50%) 2000 18,8 92,3 20,1 33,6 106,5 832,7 28,3
ensaio 2 (50%) 2400 18,7 92,3 20 32,7 108 888,8 27,5
ensaio 2 (50%) 2800 18,6 92,2 19,9 31,2 109 915,9 26,8
ensaio 2 (50%) 3000 18,5 92,5 19,7 31,1 111,3 922 26,8
ensaio 2 (50%) 3200 18,6 92,3 19,7 30,9 113,2 932,9 26,8
ensaio 2 (50%) 3600 18,8 92,3 19,7 30,7 113,7 951,7 26,8
ensaio 2 (50%) 4000 19 92,1 19,8 30,3 116,8 951,9 26,8
ensaio 2 (50%) 4400 19 92,5 19,8 29,8 117,3 954,9 26,7
ensaio 2 (50%) 4800 19,1 92,1 19,8 29,4 117,5 942 26,8
ensaio 2 (50%) 5200 19,2 92,1 19,7 29 119,8 949,4 27,5
ensaio 2 (50%) 5400 19,2 92,2 19,9 28,7 123,9 957,5 27,5
ensaio 2 (50%) 5600 19,2 93 19,9 28,7 123,3 946,6 27,5
ensaio 2 (50%) 6001 19,3 92,8 20 28,7 125 948,8 28,3
2.3.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão
Óleo (kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 2 (50%) 1200 95,052 3,22 374,7 357,9 90,6
ensaio 2 (50%) 1600 95,049 6 382 358,1 88,5
ensaio 2 (50%) 2000 95,047 7,93 392,7 356,9 86,0
ensaio 2 (50%) 2400 95,045 12,57 406 355,6 90,5
ensaio 2 (50%) 2800 95,042 17,66 403,7 354,6 90,2
ensaio 2 (50%) 3000 95,041 19,59 404,7 354,1 89,7
ensaio 2 (50%) 3200 95,04 21,68 412,2 354 89,4
ensaio 2 (50%) 3600 95,039 25,64 422,4 352,9 88,5
ensaio 2 (50%) 4000 95,037 30,72 434,8 351,6 87,7
ensaio 2 (50%) 4400 95,037 36,25 451,5 350,2 86,8
ensaio 2 (50%) 4800 95,036 40,89 459,6 349,5 86,1
ensaio 2 (50%) 5200 95,035 44,7 445,2 348,9 85,5
ensaio 2 (50%) 5400 95,034 46,23 438,7 348,2 85,1
ensaio 2 (50%) 5600 95,032 46,52 442,5 347,6 85,2
ensaio 2 (50%) 6001 95,031 47,69 449,1 347,2 85,0
ensaio 2 (50%)
6200
95,03
47,4
443,5
347,4
85,2
100
2.3.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO
(%)
NOx (ppm)
O2
(%)
HC (ppm)
ensaio 2 (50%) 1200 12,9 0,4 2338,1 4,7 295,1
ensaio 2 (50%) 1600 13 0,5 2193,4 1 280,8
ensaio 2 (50%) 2000 13,1 0,5 2429,6 0,8 300,7
ensaio 2 (50%) 2400 13,2 0,5 2362,1 0,6 299
ensaio 2 (50%) 2800 13,2 0,6 2616,5 0,6 312
ensaio 2 (50%) 3000 13,2 0,6 2687,8 0,6 302,1
ensaio 2 (50%) 3200 13,2 0,6 2645,9 0,6 306,9
ensaio 2 (50%) 3600 13,2 0,6 2599,9 0,6 260,3
ensaio 2 (50%) 4000 12,8 1,6 2047,9 0,4 363,9
ensaio 2 (50%) 4400 12,4 2,2 1883,2 0,2 383,2
ensaio 2 (50%) 4800 11,5 3,6 1328,9 0,2 439,7
ensaio 2 (50%) 5200 11,5 3,7 1361,5 0,2 414
ensaio 2 (50%) 5400 11,3 3,9 1252,8 0,2 413,6
ensaio 2 (50%) 5600 11 4,5 1124,6 0,2 676,6
ensaio 2 (50%) 6001 10,6 5 1005,6 0,2 432,7
ensaio 2 (50%)
6200
10,7
4,9
1051,1
0,2
445
2.4. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 25% de abertura:
2.4.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido(Nm)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa
de Ar (g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO (º)
ensaio 2 (25%) 1200 99,4 12,5 59,5 278,23 11,7 1,01 14,6 12,3
ensaio 2 (25%) 1600 86,6 14,5 59,5 286,31 13,5 1,01 14,6 19,3
ensaio 2 (25%) 2000 70,9 14,9 59,5 294,75 14,3 1,00 14,6 25,7
ensaio 2 (25%) 2400 115,4 29 59,9 267,42 25,4 1,01 14,6 20,0
ensaio 2 (25%) 2800 114,7 33,6 60,4 268,59 28,9 1,00 14,6 25,7
ensaio 2 (25%) 3000 109,8 34,5 61,1 269,39 30,1 1,01 14,6 27,5
ensaio 2 (25%) 3200 105,1 35,2 60,8 272,87 30,9 1,00 14,6 29,2
ensaio 2 (25%) 3600 95,9 36,2 61,4 282,57 33,0 1,01 14,6 29,2
ensaio 2 (25%) 4000 87,2 36,5 61,4 294,09 34,8 1,00 14,6 27,4
ensaio 2 (25%) 4400 79,3 36,6 61,5 304,19 36,1 1,01 14,6 29,5
ensaio 2 (25%) 4800 70,7 35,6 61,6 319,09 36,7 1,01 14,6 32,7
ensaio 2 (25%) 5200 62,2 33,9 61,5 337,28 37,2 1,00 14,6 37,3
ensaio 2 (25%) 5400 57,8 32,7 61,6 350,93 37,3 1,01 14,6 39,0
ensaio 2 (25%) 5600 53,1 31,1 61,6 368,39 37,2 1,01 14,6 40,1
ensaio 2 (25%) 6001 44,9 28,2 61,6 412,24 37,2 0,99 14,3 38,0
ensaio 2 (25%)
6200
39,9
25,9
61,5
453,97
37,2
0,97
13,9
38,3
2.4.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura Água
Arrefecimento (º C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível (º C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º
C)
T4
(º C)
ensaio 2 (25%) 1200 19,7 92,1 20,9 34,4 108,9 757,1 29,8
ensaio 2 (25%) 1600 19,7 92,3 20,9 35 107,4 742,7 29,8
ensaio 2 (25%) 2000 19,6 92,3 20,9 35,2 107 731,6 29,8
ensaio 2 (25%) 2400 19,5 92,6 20,4 34,7 108,8 822,5 29,0
ensaio 2 (25%) 2800 19,4 92,3 20,4 34,3 109,9 843,3 28,3
ensaio 2 (25%) 3000 19,2 92,4 20,2 33 110,1 858,2 28,3
ensaio 2 (25%) 3200 19,2 92,2 20,2 33,7 109,6 852,2 28,3
ensaio 2 (25%) 3600 19 92,3 20,2 32,1 113,1 882,7 28,3
ensaio 2 (25%) 4000 19 92,4 20,2 32 114,5 897 28,3
ensaio 2 (25%) 4400 19 92,2 20 32 115 900,3 28,3
ensaio 2 (25%) 4800 19 92,2 20,1 32 116,3 907,5 29,0
ensaio 2 (25%) 5200 19 92,5 20,1 31,9 116,1 916,1 29,0
ensaio 2 (25%) 5400 19 92 20 32 117,5 922,8 29,3
ensaio 2 (25%) 5600 18,9 92 20,1 31,9 119,2 928,9 29,8
ensaio 2 (25%) 6001 18,9 92,2 20 32,3 121,9 939,2 30,5
ensaio 2 (25%)
6200
18,9
92,4
20
32,5
124,9
941,9
31,3
101
2.4.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão
Óleo (kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 2 (25%) 1200 95,022 2,4 376,7 358,8 72,9
ensaio 2 (25%) 1600 95,022 3,41 381,5 358,4 62,1
ensaio 2 (25%) 2000 95,022 3,25 394,5 358,5 54,0
ensaio 2 (25%) 2400 95,022 8,56 405,1 356,6 76,0
ensaio 2 (25%) 2800 95,022 10,97 403,6 355,4 74,0
ensaio 2 (25%) 3000 95,022 11,88 408,8 355,6 72,0
ensaio 2 (25%) 3200 95,022 12,28 415,6 355,7 70,1
ensaio 2 (25%) 3600 95,021 14,03 422,8 354,9 66,1
ensaio 2 (25%) 4000 95,021 15,51 436,1 354,5 61,6
ensaio 2 (25%) 4400 95,02 16,63 453,4 354,7 57,4
ensaio 2 (25%) 4800 95,018 17,4 466,3 354,1 54,2
ensaio 2 (25%) 5200 95,017 17,91 460,5 354,1 51,7
ensaio 2 (25%) 5400 95,016 18,12 451,6 353,9 51,1
ensaio 2 (25%) 5600 95,015 18,19 448 354,1 50,7
ensaio 2 (25%) 6001 95,014 18,29 444,9 354 50,4
ensaio 2 (25%)
6200
95,013
18,23
435,4
354,4
50,5
2.4.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO
(%)
NOx (ppm)
O2
(%)
ensaio 2 (25%) 1200 13,1 0,5 2074,6 0,8
ensaio 2 (25%) 1600 12,9 0,6 2122,2 0,9
ensaio 2 (25%) 2000 12,8 0,7 2196,6 1
ensaio 2 (25%) 2400 13,1 0,6 2420,6 0,8
ensaio 2 (25%) 2800 13,1 0,7 2726,1 0,7
ensaio 2 (25%) 3000 13,1 0,7 2785,1 0,6
ensaio 2 (25%) 3200 13 0,7 2872,6 0,6
ensaio 2 (25%) 3600 13,1 0,7 2778,5 0,6
ensaio 2 (25%) 4000 13,1 0,7 2650,6 0,6
ensaio 2 (25%) 4400 13,1 0,7 2981,5 0,6
ensaio 2 (25%) 4800 13,1 0,7 3252,2 0,6
ensaio 2 (25%) 5200 13,1 0,7 3513,5 0,6
ensaio 2 (25%) 5400 13,1 0,7 3550,6 0,7
ensaio 2 (25%) 5600 13 0,7 3346,1 0,7
ensaio 2 (25%) 6001 13 0,8 2857,7 0,7
ensaio 2 (25%)
6200
12,9
1,2
2585,9
0,5
3 Ensaio 3:
Como descrito no capítulo 3 a nomenclatura ensaio 3 foi escolhida e utilizada
para simplificar a descrição da configuração do motor utilizado durante esta terceira
etapa do experimento. A configuração é descrita detalhadamente como sendo:
Motor original com válvula de aceleração eletrônica montada na posição
original e reservatório de dimensões significativas (plenum) na posição vertical, com
entrada do ar filtrado pelo bocal superior deste, conforme ilustrado na figura 3.4.
102
Os valores lidos e registrados durante este ensaio, para cada uma das
diferentes posições da borboleta da válvula de aceleração, estão descritos nas
tabelas abaixo.
3.1. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 100% de abertura:
3.1.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido(
Nm)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa de Ar
(g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO
(º)
ensaio 3 (100%) 1200 133,3 16,8 58 275,33 14,6 0,96 13,9 9,5
ensaio 3 (100%) 1600 137,3 23 57,6 278,91 19,5 0,95 13,9 11,1
ensaio 3 (100%) 2000 148,4 31,1 57,8 272,99 25,7 0,95 13,7 14,0
ensaio 3 (100%) 2400 143,9 36,2 57,9 279,8 30,4 0,94 13,7 13,4
ensaio 3 (100%) 2800 149 43,7 57,8 274,03 35,9 0,94 13,7 17,2
ensaio 3 (100%) 3000 151,4 47,6 56,1 273,33 38,9 0,94 13,6 18,6
ensaio 3 (100%) 3200 154,6 51,8 55,4 280,72 42,5 0,91 13,6 19,0
ensaio 3 (100%) 3600 155,3 58,6 54,8 279,67 49,0 0,94 13,6 20,7
ensaio 3 (100%) 4000 157,1 65,8 52,5 291 56,1 0,92 13,3 19,5
ensaio 3 (100%) 4400 149,4 68,9 52,2 306,26 60,7 0,90 13,2 20,3
ensaio 3 (100%) 4800 137,7 69,2 51,3 320,82 62,7 0,88 12,8 21,4
ensaio 3 (100%) 5200 134,1 73,1 50,9 323,21 65,6 0,87 12,8 23,4
ensaio 3 (100%) 5400 130 73,5 50,7 329,09 66,9 0,87 12,7 25,0
ensaio 3 (100%) 5600 125,6 73,7 50,7 338,1 68,0 0,86 12,6 26,8
ensaio 3 (100%) 6001 113,1 71,1 50,7 362,75 69,2 0,85 12,3 27,8
ensaio 3 (100%)
6200
105,6
68,6
50,6
375,76
68,8
0,85
12,3
28,8
3.1.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura
Água
Arrefecimento (º
C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível
(º C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º
C)
T4
(º C)
ensaio 3 (100%) 1200 19,3 91,7 19,7 28,4 101,2 778,2 26,8
ensaio 3 (100%) 1600 19,4 92,2 19,6 29,2 103,5 803,3 27,5
ensaio 3 (100%) 2000 19,3 92,3 19,4 27,6 104,2 823,7 27,5
ensaio 3 (100%) 2400 19,3 92,3 19,3 26,6 108,7 864,8 26,1
ensaio 3 (100%) 2800 19,3 92,2 19,3 26,2 109,2 874,4 26,0
ensaio 3 (100%) 3000 19,6 92,2 19,4 26,2 113,7 878,8 26,0
ensaio 3 (100%) 3200 19,8 92,1 19,5 26,3 114,8 874,6 26,0
ensaio 3 (100%) 3600 20,1 92,2 19,8 26,1 115,9 920,7 26,8
ensaio 3 (100%) 4000 20,7 92,2 20 26,1 119,7 944,6 27,5
ensaio 3 (100%) 4400 20,9 92,2 20,1 26 119,7 958,3 28,3
ensaio 3 (100%) 4800 21,4 92,2 20,4 26,3 122,6 962,6 29,0
ensaio 3 (100%) 5200 21,5 92,2 20,2 26 123,2 943,6 28,8
ensaio 3 (100%) 5400 21,5 92,3 20,3 26 122,8 945,7 29,0
ensaio 3 (100%) 5600 21,6 92,3 20,5 26,1 122,7 944,9 28,3
ensaio 3 (100%) 6001 21,6 92,4 20,6 26,1 123,1 949,7 29,0
ensaio 3 (100%)
6200
21,6
92,3
20,5
26
124,4
948
29,2
103
3.1.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão
Óleo (kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 3 (100%) 1200 94,666 3,68 378,9 357,9 93,1
ensaio 3 (100%) 1600 94,657 6,36 381,9 357,1 93,0
ensaio 3 (100%) 2000 94,65 9,74 393,5 356,8 91,6
ensaio 3 (100%) 2400 94,65 12,94 405,4 355,8 92,1
ensaio 3 (100%) 2800 94,651 17,11 404,1 355,2 92,0
ensaio 3 (100%) 3000 94,649 19,65 404,1 355,4 92,1
ensaio 3 (100%) 3200 94,644 22,75 407 354,6 92,0
ensaio 3 (100%) 3600 94,635 29,47 417,6 353,9 91,6
ensaio 3 (100%) 4000 94,63 37,42 426,4 353 90,9
ensaio 3 (100%) 4400 94,623 43,16 443,3 352,1 90,1
ensaio 3 (100%) 4800 94,615 45,87 445,1 352 89,5
ensaio 3 (100%) 5200 94,612 49,4 441,8 351,4 89,5
ensaio 3 (100%) 5400 94,609 51,29 439,7 351,4 89,6
ensaio 3 (100%) 5600 94,607 52,95 443,1 350,9 89,9
ensaio 3 (100%) 6001 94,607 54,96 445,1 350,6 89,9
ensaio 3 (100%)
6200
94,605
54,72
440,2
351
90,0
3.1.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO
(%)
NOx
(ppm)
O2
(%)
HC (ppm)
ensaio 3 (100%) 1200 12,6 1,5 1539,1 0,5 444,2
ensaio 3 (100%) 1600 12,3 1,8 1371,3 0,8 392,6
ensaio 3 (100%) 2000 12,4 1,9 1526,3 0,4 397,1
ensaio 3 (100%) 2400 12,4 2 1361,7 0,3 408,8
ensaio 3 (100%) 2800 12,4 2 1583,8 0,3 414,6
ensaio 3 (100%) 3000 12,3 2,2 1605 0,2 403,4
ensaio 3 (100%) 3200 11,7 3,1 1291,2 0,2 430,1
ensaio 3 (100%) 3600 12,3 2,3 1762 0,2 369,2
ensaio 3 (100%) 4000 12 2,7 1491,6 0,2 387,2
ensaio 3 (100%) 4400 11,3 3,7 1122,3 0,1 401,3
ensaio 3 (100%) 4800 11,1 4 923,4 0,1 408,1
ensaio 3 (100%) 5200 10,9 4,5 982,1 0,1 407,5
ensaio 3 (100%) 5400 10,8 4,6 980,2 0,1 405,3
ensaio 3 (100%) 5600 10,7 4,7 968,3 0,1 471,4
ensaio 3 (100%) 6001 10,3 5,3 819,1 0,1 425,9
ensaio 3 (100%)
6200
10,3
5,4
808,4
0,1
428,5
104
3.2. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 75% de abertura:
3.2.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido(
Nm)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa de
Ar (g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO
(º)
ensaio 3 (75%) 1200 130,8 16,5 58,3 269,77 14,3 1,01 14,6 9,5
ensaio 3 (75%) 1600 135,3 22,7 58,4 268,91 19,5 1,01 14,6 11,6
ensaio 3 (75%) 2000 141,9 29,7 58,4 260,09 25,2 1,01 14,6 14,4
ensaio 3 (75%) 2400 138,3 34,7 54,9 271,67 30,7 1,01 14,6 13,4
ensaio 3 (75%) 2800 145,5 42,7 54,5 263,32 36,1 1,01 14,6 17,8
ensaio 3 (75%) 3000 147,9 46,5 54,4 261,99 39,1 1,01 14,6 19,1
ensaio 3 (75%) 3200 151 50,6 54,2 262,21 42,5 1,00 14,4 19,3
ensaio 3 (75%) 3600 153,8 58 53,8 261,71 48,9 0,97 14,2 20,7
ensaio 3 (75%) 4000 153 64,2 53,4 288,74 54,8 0,93 13,5 19,7
ensaio 3 (75%) 4400 145,8 67,2 52,9 306,19 59,2 0,90 13,3 20,3
ensaio 3 (75%) 4800 139 69,9 52,8 316,47 62,3 0,89 12,8 21,8
ensaio 3 (75%) 5200 134,4 73,2 52,4 321,98 65,5 0,88 12,8 23,7
ensaio 3 (75%) 5400 130 73,5 52,2 326,66 66,6 0,88 12,8 25,3
ensaio 3 (75%) 5600 124 72,7 51,9 338,37 67,2 0,86 12,7 27,1
ensaio 3 (75%) 6001 112,2 70,6 51,7 359,59 68,4 0,85 12,4 28,4
ensaio 3 (75%)
6200
104,2
67,7
51,4
373,76
68,2
0,85
12,3
29,1
3.2.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura Água
Arrefecimento (º C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível (º C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º
C)
T4
(º C)
ensaio 3 (75%) 1200 18,9 92,3 19,3 29,1 103,1 750,9 28,3
ensaio 3 (75%) 1600 18,8 92,4 19,1 28,6 103,3 810,2 27,6
ensaio 3 (75%) 2000 18,8 92,5 19 28 102,7 823 26,8
ensaio 3 (75%) 2400 20,1 91,8 19,8 27,9 113,6 922,6 26,9
ensaio 3 (75%) 2800 20,2 92,3 19,7 27,9 113,3 913,3 26,8
ensaio 3 (75%) 3000 20,2 92,2 19,7 27,6 114,2 917 26,8
ensaio 3 (75%) 3200 20,2 92,2 19,6 27,4 114 923,3 26,8
ensaio 3 (75%) 3600 20,3 92,2 19,7 26,7 114,1 939,7 27,5
ensaio 3 (75%) 4000 20,5 92,2 19,7 26,5 117,4 949,9 27,5
ensaio 3 (75%) 4400 20,6 92,3 19,8 26,3 119,2 958,4 28,2
ensaio 3 (75%) 4800 20,7 92,2 19,7 26,2 119,5 951,2 28,3
ensaio 3 (75%) 5200 20,8 92,1 20 26 120,5 945 28,3
ensaio 3 (75%) 5400 20,9 92,3 19,8 25,9 121,2 947,2 28,3
ensaio 3 (75%) 5600 20,9 92,1 19,7 25,8 121,3 946,2 28,3
ensaio 3 (75%) 6001 21 92 19,9 25,8 121,3 949,1 28,3
ensaio 3 (75%)
6200
21,1
92,1
19,9
25,7
124,7
952,5
29,0
3.2.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão Óleo
(kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 3 (75%) 1200 94,593 3,24 375 357,4 92,9
ensaio 3 (75%) 1600 94,591 6,18 382 357,1 91,9
ensaio 3 (75%) 2000 94,589 8,94 395,5 356,2 90,5
ensaio 3 (75%) 2400 94,576 13,99 398,5 355,9 92,0
ensaio 3 (75%) 2800 94,573 17,77 399,8 355,6 91,9
ensaio 3 (75%) 3000 94,567 20,15 403 355,3 91,8
ensaio 3 (75%) 3200 94,571 22,98 409,4 354,6 91,5
ensaio 3 (75%) 3600 94,571 29,44 420,9 353,9 90,8
ensaio 3 (75%) 4000 94,565 36,22 427,9 352,9 90,0
ensaio 3 (75%) 4400 94,562 41,66 442,9 352,4 89,3
ensaio 3 (75%) 4800 94,562 45,38 453,4 351,7 88,9
ensaio 3 (75%) 5200 94,558 49,43 449,1 351,3 89,0
ensaio 3 (75%) 5400 94,558 51,08 442,3 350,9 89,1
ensaio 3 (75%) 5600 94,558 52,24 444,9 351 89,2
ensaio 3 (75%) 6001 94,558 54,09 448,7 350,4 89,4
ensaio 3 (75%)
6200
94,556
54,1
438,6
350,6
89,4
105
3.2.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO
(%)
NOx
(ppm)
O2
(%)
HC (ppm)
ensaio 3 (75%) 1200 12,9 0,4 2301,3 0,9 409,5
ensaio 3 (75%) 1600 12,8 0,5 2132,3 1 327,8
ensaio 3 (75%) 2000 12,8 0,2 2486,9 1,1 330,6
ensaio 3 (75%) 2400 13,2 0,5 2062,6 0,5 266,2
ensaio 3 (75%) 2800 13,1 0,6 2430,6 0,5 291,1
ensaio 3 (75%) 3000 13,1 0,6 2591,9 0,6 274,3
ensaio 3 (75%) 3200 13,1 0,6 2639,4 0,5 282,4
ensaio 3 (75%) 3600 12,8 1,2 2430 0,4 315
ensaio 3 (75%) 4000 12,1 2,5 1636,5 0,2 369,6
ensaio 3 (75%) 4400 11,5 3,5 1167,7 0,2 385,8
ensaio 3 (75%) 4800 11,2 3,9 1049,1 0,1 400,6
ensaio 3 (75%) 5200 11 4,2 1068,9 0,1 404,2
ensaio 3 (75%) 5400 11 4,3 1116,3 0,1 393,8
ensaio 3 (75%) 5600 10,7 4,6 1018 0,1 539,9
ensaio 3 (75%) 6001 10,6 4,8 934,7 0,2 417,8
ensaio 3 (75%)
6200
10,3
5,2
875,4
0,1
422
3.3. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 50% de abertura:
3.3.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido(
Nm)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa de
Ar (g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-
Ar
AVANÇO
(º)
ensaio 3 (50%) 1200 129,8 16,3 51,3 271,69 14,4 1,01 14,6 9,5
ensaio 3 (50%) 1600 133,7 22,4 51,4 265,99 19,3 1,01 14,6 12,6
ensaio 3 (50%) 2000 132,9 27,9 52,3 260,72 23,7 1,00 14,6 15,8
ensaio 3 (50%) 2400 139,4 35 53,7 269,74 30,0 1,01 14,6 13,7
ensaio 3 (50%) 2800 146,8 43,1 53,7 260,08 35,8 1,00 14,6 18,6
ensaio 3 (50%) 3000 147,3 46,3 53,9 260,73 38,4 1,01 14,6 20,2
ensaio 3 (50%) 3200 147,1 49,3 53,7 261,03 41,2 1,01 14,6 21,0
ensaio 3 (50%) 3600 144,5 54,5 53,5 268,05 46,2 0,99 14,4 21,6
ensaio 3 (50%) 4000 142,6 59,8 53,3 266,18 50,9 0,95 13,7 20,0
ensaio 3 (50%) 4400 139,1 64,1 53,1 297,92 55,8 0,92 13,4 21,1
ensaio 3 (50%) 4800 133 66,9 53 316,09 59,3 0,89 12,9 22,1
ensaio 3 (50%) 5200 126,5 68,9 52,8 321,28 62,1 0,89 12,9 24,6
ensaio 3 (50%) 5400 123 69,6 52,7 325,77 63,5 0,89 12,8 26,4
ensaio 3 (50%) 5600 116,6 68,4 52,5 338,14 63,9 0,87 12,7 28,8
ensaio 3 (50%) 6001 104,2 65,5 52,3 362,7 64,5 0,86 12,5 30,0
ensaio 3 (50%)
6200
96,8
62,8
52,2
376,06
64,2
0,86
12,5
30,5
3.3.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura
Água
Arrefecimento (º
C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível (º
C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º
C)
T4
(º C)
ensaio 3 (50%) 1200 21,2 91,9 21,1 31,9 112,2 800,8 29,8
ensaio 3 (50%) 1600 21,1 92,3 20,8 31,8 110,1 803,9 29,8
ensaio 3 (50%) 2000 20,9 92,5 20,6 31,6 110,4 837,5 29,8
ensaio 3 (50%) 2400 20,4 92,3 20,2 29,1 107,6 887,7 29,0
ensaio 3 (50%) 2800 20,3 92,4 20 27,9 108,6 897,9 28,3
ensaio 3 (50%) 3000 20,3 92,2 20,1 27,4 111,8 908,7 28,3
ensaio 3 (50%) 3200 20,3 92,3 19,9 27,2 113,3 917,8 28,3
ensaio 3 (50%) 3600 20,3 92,2 19,9 26,9 113,7 936,5 27,7
ensaio 3 (50%) 4000 20,4 92,4 19,9 26,8 113,8 943,7 27,5
ensaio 3 (50%) 4400 20,5 92,6 19,9 26,5 115 950,8 27,5
ensaio 3 (50%) 4800 20,6 92,4 19,8 26,2 118,8 939,5 27,5
ensaio 3 (50%) 5200 20,6 92,4 19,9 26,2 119,3 941,1 27,5
ensaio 3 (50%) 5400 20,7 92,5 19,8 26,2 121,2 944,4 27,8
ensaio 3 (50%) 5600 20,8 92,3 20 26,2 122,5 940,5 28,3
ensaio 3 (50%) 6001 20,9 91,8 20,1 26,3 123,3 941,6 28,3
ensaio 3 (50%)
6200
21
91,9
20
26,3
125
943,3
29,0
106
3.3.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão
Óleo (kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 3 (50%) 1200 94,549 3,72 373,5 358 90,0
ensaio 3 (50%) 1600 94,548 6,43 379,6 357,3 88,0
ensaio 3 (50%) 2000 94,547 8,63 390,4 356,8 85,5
ensaio 3 (50%) 2400 94,543 12,88 406,7 356,3 90,1
ensaio 3 (50%) 2800 94,542 17,11 401,7 355,5 90,0
ensaio 3 (50%) 3000 94,541 19,34 402,9 355,6 89,5
ensaio 3 (50%) 3200 94,538 21,73 409,4 354,8 89,0
ensaio 3 (50%) 3600 94,535 26,49 422,4 354,1 87,9
ensaio 3 (50%) 4000 94,533 31,72 434,1 353,2 87,0
ensaio 3 (50%) 4400 94,531 37,29 442,9 352,5 86,0
ensaio 3 (50%) 4800 94,53 41,54 446,7 351,7 85,0
ensaio 3 (50%) 5200 94,529 44,86 437,8 351,4 84,2
ensaio 3 (50%) 5400 94,527 46,67 436,6 351,1 84,4
ensaio 3 (50%) 5600 94,526 47,42 440,1 351 84,4
ensaio 3 (50%) 6001 94,525 48,5 441,9 350,9 84,3
ensaio 3 (50%)
6200
94,524
48,27
436,3
350,8
84,4
3.3.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO
(%)
NOx
(ppm)
O2
(%)
HC (ppm)
ensaio 3 (50%) 1200 13,1 0,4 2367,6 0,6 367,3
ensaio 3 (50%) 1600 13 0,5 2216,6 0,7 323,4
ensaio 3 (50%) 2000 13,1 0,5 2376,2 0,6 301,1
ensaio 3 (50%) 2400 13,2 0,5 2175,7 0,5 293,3
ensaio 3 (50%) 2800 13,1 0,6 2605,1 0,5 286,2
ensaio 3 (50%) 3000 13,1 0,6 2628,3 0,6 272
ensaio 3 (50%) 3200 13,1 0,6 2736,7 0,5 268
ensaio 3 (50%) 3600 13 0,8 2536,6 0,5 291,1
ensaio 3 (50%) 4000 12,6 1,7 1954,9 0,3 335,7
ensaio 3 (50%) 4400 12 2,7 1516,6 0,2 370,4
ensaio 3 (50%) 4800 11,2 3,9 1113,5 0,2 404,9
ensaio 3 (50%) 5200 11,1 4 1184 0,2 403
ensaio 3 (50%) 5400 11,1 4 1216,7 0,2 400,3
ensaio 3 (50%) 5600 10,8 4,5 1108,4 0,2 443,3
ensaio 3 (50%) 6001 10,5 4,9 999,4 0,2 422,3
ensaio 3 (50%)
6200
10,6
4,9
1023
0,1
429,2
107
3.4. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 25% de abertura:
3.4.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido (Nm)
Potência Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa de
Ar (g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO
(º)
ensaio 3 (25%) 1200 99,3 12,5 51,5 275,69 11,5 1,01 14,6 12,7
ensaio 3 (25%) 1600 85,7 14,4 51,5 281,69 13,1 1,00 14,6 20,0
ensaio 3 (25%) 2000 69,8 14,6 52,6 294,23 13,7 1,00 14,6 26,2
ensaio 3 (25%) 2400 116,4 29,3 53,2 266,91 24,8 1,01 14,6 20,4
ensaio 3 (25%) 2800 115,4 33,9 53,5 267,07 28,2 1,00 14,6 26,0
ensaio 3 (25%) 3000 110,3 34,7 53,8 268,26 29,3 1,01 14,6 27,8
ensaio 3 (25%) 3200 105,6 35,4 54 263,21 30,4 1,01 14,6 29,5
ensaio 3 (25%) 3600 96,2 36,3 54 281,82 32,4 1,00 14,6 29,7
ensaio 3 (25%) 4000 87,6 36,7 54,1 293,01 34,1 1,00 14,6 27,8
ensaio 3 (25%) 4400 79,3 36,6 54,1 302,86 35,4 1,00 14,6 30,3
ensaio 3 (25%) 4800 69,9 35,1 54,1 321,59 36,1 1,01 14,6 33,1
ensaio 3 (25%) 5200 61,4 33,4 53,8 340,64 36,6 1,01 14,6 37,8
ensaio 3 (25%) 5400 57,4 32,5 53,5 351,84 36,8 1,00 14,6 39,2
ensaio 3 (25%) 5600 52,9 31,1 53,3 366,11 36,8 1,00 14,6 40,1
ensaio 3 (25%) 6001 44,7 28,1 53,3 416,99 36,7 0,97 14,3 38,0
ensaio 3 (25%)
6200
39,4
25,6
53,3
464,54
36,7
0,96
13,9
38,3
3.4.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura
Água
Arrefecimento
(º C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível (º
C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º
C)
T4
(º C)
ensaio 3 (25%) 1200 21,2 91,4 21,2 32,1 117,1 772,5 30,5
ensaio 3 (25%) 1600 21,2 91,7 21,1 31,6 113,2 751,2 30,5
ensaio 3 (25%) 2000 20,7 92,1 20,7 32,7 109,7 714,8 30,5
ensaio 3 (25%) 2400 20,5 92,7 20,4 31,5 109,3 796,4 30,1
ensaio 3 (25%) 2800 20,4 92,4 20,1 29,9 108,4 830,8 29,0
ensaio 3 (25%) 3000 20,2 92,3 20 28,5 108,6 842,9 29,0
ensaio 3 (25%) 3200 20,1 92,3 19,9 27,9 109,9 851,8 28,3
ensaio 3 (25%) 3600 20,1 92,3 19,9 27,6 112 867,4 28,3
ensaio 3 (25%) 4000 20 92,3 19,8 27,4 113,5 884,1 29,0
ensaio 3 (25%) 4400 20 92,4 19,9 27,3 114,4 896,8 29,0
ensaio 3 (25%) 4800 20 92,2 19,9 27,3 115,8 904,1 29,0
ensaio 3 (25%) 5200 20 92,3 19,8 27,3 116,5 912,8 29,5
ensaio 3 (25%) 5400 20,1 92,1 19,8 27,4 119,2 924 29,6
ensaio 3 (25%) 5600 20,1 92,1 19,8 27,4 120,6 927,7 29,8
ensaio 3 (25%) 6001 20,1 92,1 19,9 27,5 123,1 932,4 30,5
ensaio 3 (25%)
6200
20,1
92,3
19,7
27,6
124,8
930,1
30,5
3.4.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão Óleo
(kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 3 (25%) 1200 94,521 2,63 372,6 357,6 71,6
ensaio 3 (25%) 1600 94,519 3,55 379,9 357,5 60,9
ensaio 3 (25%) 2000 94,515 3,17 392 357,4 52,5
ensaio 3 (25%) 2400 94,514 8,41 399,6 356,1 75,1
ensaio 3 (25%) 2800 94,515 10,88 403,7 355,7 73,0
ensaio 3 (25%) 3000 94,514 11,75 406,6 355,5 71,2
ensaio 3 (25%) 3200 94,513 12,55 410,6 355,5 69,1
ensaio 3 (25%) 3600 94,513 13,89 420,6 355,6 65,2
ensaio 3 (25%) 4000 94,513 15,36 433,7 355,2 60,4
ensaio 3 (25%) 4400 94,513 16,56 449,2 355,4 56,3
ensaio 3 (25%) 4800 94,512 17,28 458,8 355 53,3
ensaio 3 (25%) 5200 94,511 17,93 449,7 354,9 51,2
ensaio 3 (25%) 5400 94,51 18,2 438,3 355,3 50,5
ensaio 3 (25%) 5600 94,509 18,3 438,5 355,2 50,3
ensaio 3 (25%) 6001 94,511 18,26 438 355,3 50,1
ensaio 3 (25%)
6200
94,509
18,2
429,9
355,1
50,3
108
3.4.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO
(%)
NOx
(ppm)
O2
(%)
HC (ppm)
ensaio 3 (25%) 1200 13 0,5 2066,8 0,7 326,4
ensaio 3 (25%) 1600 12,7 0,7 2079 0,8 311,1
ensaio 3 (25%) 2000 12,6 0,7 2047,2 1,1 312,7
ensaio 3 (25%) 2400 13,1 0,6 2462,8 0,8 307,7
ensaio 3 (25%) 2800 13 0,7 2685,5 0,6 305
ensaio 3 (25%) 3000 13 0,6 2811 0,6 283
ensaio 3 (25%) 3200 13 0,6 2905 0,6 275,2
ensaio 3 (25%) 3600 12,9 0,7 2748,4 0,6 275,6
ensaio 3 (25%) 4000 13 0,7 2678,7 0,6 254
ensaio 3 (25%) 4400 13 0,7 2851 0,6 245,1
ensaio 3 (25%) 4800 12,9 0,6 3112,7 0,6 231,2
ensaio 3 (25%) 5200 12,9 0,7 3342,1 0,6 249,1
ensaio 3 (25%) 5400 12,9 0,7 3299,7 0,6 247,1
ensaio 3 (25%) 5600 12,9 0,7 3244,3 0,7 236,3
ensaio 3 (25%) 6001 12,8 1,2 2712,9 0,6 329,2
ensaio 3 (25%)
6200
12,7
1,4
2488,7
0,4
365,5
4 Ensaio 4:
Como descrito no capítulo 3 a nomenclatura ensaio 4 foi escolhida e utilizada
para simplificar a descrição da configuração do motor utilizado durante esta quarta
etapa do experimento. A configuração é descrita detalhadamente como sendo:
Motor original com válvula de aceleração eletrônica montada na posição
original e reservatório de dimensões significativas (plenum) na posição vertical, com
entrada do ar filtrado pelo bocal lateral deste, conforme ilustrado na figura 3.5.
Os valores lidos e registrados durante este ensaio, para cada uma das
diferentes posições da borboleta da válvula de aceleração, estão descritos nas
tabelas abaixo.
109
4.1. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 100% de abertura:
4.1.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido(
Nm)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa
de Ar (g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO
(º)
ensaio 4 (100%) 1200 135.5 17 62.7 260.97 14.8 0.96 13.9 9.8
ensaio 4 (100%) 1600 137 23 63.4 275.15 20.0 0.95 13.9 10.9
ensaio 4 (100%) 2000 144.6 30.3 63.8 271.15 25.7 0.94 13.7 13.4
ensaio 4 (100%) 2400 149.3 37.6 63 279.28 31.9 0.93 13.7 13.4
ensaio 4 (100%) 2800 155.4 45.6 62.3 268.83 37.6 0.94 13.7 17.4
ensaio 4 (100%) 3000 153.4 48.2 61.9 270.69 40.2 0.94 13.6 18.7
ensaio 4 (100%) 3200 153.7 51.5 61.7 272.43 43.0 0.94 13.6 19.0
ensaio 4 (100%) 3600 154.8 58.4 60.8 275.63 49.0 0.94 13.6 20.5
ensaio 4 (100%) 4000 156.4 65.6 59 291.07 56.0 0.91 13.2 19.6
ensaio 4 (100%) 4400 149.5 69 57.2 310.77 61.4 0.89 13.1 19.7
ensaio 4 (100%) 4800 138.3 69.5 56.8 317.89 63.7 0.89 12.8 21.3
ensaio 4 (100%) 5200 134.2 73.1 56.7 321.1 66.2 0.88 12.8 23.3
ensaio 4 (100%) 5400 130.7 74 56.4 324.45 67.7 0.88 12.7 24.9
ensaio 4 (100%) 5600 123.9 72.5 56.2 339.05 68.4 0.87 12.7 26.4
ensaio 4 (100%) 6001 114.2 71.7 56 355.01 70.0 0.86 12.4 27.8
ensaio 4 (100%)
6200
105.9
68.8
55.9
372.3
69.8
0.85
12.3
28.5
4.1.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura
Água
Arrefecimento (º
C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível (º
C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º
C)
T4
(º C)
ensaio 4 (100%) 1200 17,6 92,3 19,1 29,1 106,5 737,5 26,7
ensaio 4 (100%) 1600 17,4 92,5 18,8 27,9 106,5 790,2 26,8
ensaio 4 (100%) 2000 17,4 92,2 18,8 26,8 108,7 813,8 26,8
ensaio 4 (100%) 2400 18,4 92,2 19,2 26,2 112,6 864,8 26,0
ensaio 4 (100%) 2800 18,6 92,1 19,2 25,9 112,8 874,6 26,0
ensaio 4 (100%) 3000 18,6 92,3 19,3 25,9 113,8 898,8 26,0
ensaio 4 (100%) 3200 18,7 92,1 19,3 26 116,1 889,8 26,8
ensaio 4 (100%) 3600 18,8 92,2 19,3 26,1 116,3 913,8 26,8
ensaio 4 (100%) 4000 20,1 92,1 20,1 26,5 117,5 931,6 27,5
ensaio 4 (100%) 4400 20,6 92,1 20,3 26,7 119,3 956,4 28,3
ensaio 4 (100%) 4800 20,6 92,4 20,2 26,6 119,8 972 28,5
ensaio 4 (100%) 5200 20,7 92,4 20,4 26,4 121 952,6 28,3
ensaio 4 (100%) 5400 20,7 92 20,3 26,3 122,7 950,7 28,3
ensaio 4 (100%) 5600 20,7 92 20,1 26,3 123,8 950,7 28,3
ensaio 4 (100%) 6001 20,8 92,7 20,3 26,1 125 957,5 28,7
ensaio 4 (100%)
6200
20,8
92,5
20,2
26,1
126,2
957
29,0
4.1.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão Óleo
(kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 4 (100%) 1200 94,929 3,37 371,8 358,6 93,4
ensaio 4 (100%) 1600 94,93 6,2 380,6 357,9 93,0
ensaio 4 (100%) 2000 94,929 9,15 390,2 357,2 92,6
ensaio 4 (100%) 2400 94,907 13,71 402,1 356,4 92,5
ensaio 4 (100%) 2800 94,902 17,97 401,8 355,6 92,0
ensaio 4 (100%) 3000 94,896 20,16 401,6 355,8 92,0
ensaio 4 (100%) 3200 94,896 22,38 406,4 355,3 92,0
ensaio 4 (100%) 3600 94,891 28,73 419,7 354,6 91,9
ensaio 4 (100%) 4000 94,857 36,84 427,8 353,1 91,4
ensaio 4 (100%) 4400 94,841 43,6 444,4 352,3 90,7
ensaio 4 (100%) 4800 94,839 46,54 449,5 352,3 89,8
ensaio 4 (100%) 5200 94,838 49,8 434,3 351,6 89,9
ensaio 4 (100%) 5400 94,837 51,53 433,3 350,8 90,0
ensaio 4 (100%) 5600 94,834 52,79 436,4 351,1 90,3
ensaio 4 (100%) 6001 94,831 55,41 439,9 350,4 90,4
ensaio 4 (100%)
6200
94,83
55,31
433,8
350,6
90,4
110
4.1.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO (%)
NOx
(ppm)
O2 (%)
HC
(ppm)
ensaio 4 (100%) 1200 12,4 1,6 1502,6 0,8 470,1
ensaio 4 (100%) 1600 12,3 1,7 1382,4 0,6 403,7
ensaio 4 (100%) 2000 12,4 2 1482,6 0,4 419,5
ensaio 4 (100%) 2400 12,2 2,4 1217,8 0,1 434,6
ensaio 4 (100%) 2800 12,4 2,1 1623,6 0,3 416,1
ensaio 4 (100%) 3000 12,7 1,4 1708,1 0,5 398
ensaio 4 (100%) 3200 12,3 2,2 1645,4 0,2 400,4
ensaio 4 (100%) 3600 12,4 2,1 1852,4 0,4 381,1
ensaio 4 (100%) 4000 11,8 3,1 1324,8 0,1 388,9
ensaio 4 (100%) 4400 11,3 3,8 1016,4 0,1 396,2
ensaio 4 (100%) 4800 11,4 3,7 996,3 0,1 394,3
ensaio 4 (100%) 5200 11,1 4,2 1018,7 0,1 405,5
ensaio 4 (100%) 5400 11,1 4,3 1054,8 0,1 403,2
ensaio 4 (100%) 5600 10,8 4,6 974,5 0,1 654,9
ensaio 4 (100%) 6001 10,7 4,8 904,7 0,2 417,7
ensaio 4 (100%)
6200
10,6
4,9
884,4
0,1
422,9
4.2. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 75% de abertura:
4.2.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido(N
m)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa de
Ar (g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO (º)
ensaio 4 (75%) 1200 131,1 16,5 62,3 272,1 14,3 1,01 14,6 9,5
ensaio 4 (75%) 1600 133,6 22,4 62,1 267,61 19,5 1,01 14,6 11,6
ensaio 4 (75%) 2000 140,9 29,5 62 260,8 25,2 1,01 14,6 14,4
ensaio 4 (75%) 2400 144,1 36,2 61,3 265,63 30,7 1,01 14,6 13,4
ensaio 4 (75%) 2800 150,2 44 56,5 259,28 36,1 1,01 14,6 17,8
ensaio 4 (75%) 3000 148,1 46,5 56,5 260,38 39,1 1,01 14,6 19,1
ensaio 4 (75%) 3200 149,7 50,2 56,1 267,09 42,5 1,00 14,4 19,3
ensaio 4 (75%) 3600 151,6 57,2 56,6 269,99 48,9 0,97 14,2 20,7
ensaio 4 (75%) 4000 153,3 64,2 56,4 291,03 54,8 0,93 13,5 19,7
ensaio 4 (75%) 4400 146,2 67,4 56,4 307,96 59,2 0,90 13,3 20,3
ensaio 4 (75%) 4800 139,1 70 56,3 317,97 62,3 0,89 12,8 21,8
ensaio 4 (75%) 5200 134,2 73,1 56,6 322,87 65,5 0,88 12,8 23,7
ensaio 4 (75%) 5400 129,8 73,4 56,3 334,42 66,6 0,88 12,8 25,3
ensaio 4 (75%) 5600 124,3 72,9 56,7 340,48 67,2 0,86 12,7 27,1
ensaio 4 (75%) 6001 112,5 70,7 56 359,92 68,4 0,85 12,4 28,4
ensaio 4 (75%)
6200
105
68,2
55,9
369,52
68,2
0,85
12,3
29,1
4.2.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura
Água
Arrefecimento
(º C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível (º
C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º
C)
T4
(º C)
ensaio 4 (75%) 1200 18,4 92,4 20,3 29,2 102,1 755,8 92,9
ensaio 4 (75%) 1600 18,4 92,4 20 28,6 104,8 818 91,9
ensaio 4 (75%) 2000 18,6 92,4 19,7 27,7 108,6 853 90,5
ensaio 4 (75%) 2400 18,6 92,3 19,7 26,8 108,2 903,8 92,0
ensaio 4 (75%) 2800 20,8 92,1 21 27,8 120,8 928,3 91,9
ensaio 4 (75%) 3000 20,8 91,9 20,8 27,53 113,95 929,6 91,8
ensaio 4 (75%) 3200 20,7 92 20,7 28 114,1 927 91,5
ensaio 4 (75%) 3600 20,6 92,2 20,6 27,4 117,2 939 90,8
ensaio 4 (75%) 4000 20,5 92,4 20,6 27 117,4 940,3 90,0
ensaio 4 (75%) 4400 20,6 92,2 20,5 26,7 117,5 961,8 89,3
ensaio 4 (75%) 4800 20,6 92,5 20,5 26,6 120,2 954,2 88,9
ensaio 4 (75%) 5200 20,6 92,5 20,3 26,4 120,8 945,3 89,0
ensaio 4 (75%) 5400 20,8 92,3 20,4 26,2 125,1 947,3 89,1
ensaio 4 (75%) 5600 20,7 92,3 20,5 26,3 123,3 943,6 89,2
ensaio 4 (75%) 6001 20,8 92,8 20,4 26,1 125 950,2 89,4
ensaio 4 (75%)
6200
20,9
92,5
20,4
26,2
125,6
953
89,4
111
4.2.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão Óleo
(kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 4 (75%) 1200 94,747 3,41 375,2 360,1 92,9
ensaio 4 (75%) 1600 94,745 6,27 380,6 359,7 91,9
ensaio 4 (75%) 2000 94,741 9,47 392 358,8 90,5
ensaio 4 (75%) 2400 94,74 13,81 405,1 358,2 92,0
ensaio 4 (75%) 2800 94,707 19,09 399,7 358,2 91,9
ensaio 4 (75%) 3000 94,709 21,08 404,7 357,8 91,8
ensaio 4 (75%) 3200 94,705 22,94 409,8 357,5 91,5
ensaio 4 (75%) 3600 94,701 28,77 414,9 356,7 90,8
ensaio 4 (75%) 4000 94,696 36,05 430,2 355,1 90,0
ensaio 4 (75%) 4400 94,69 42,08 440,1 354,3 89,3
ensaio 4 (75%) 4800 94,689 45,72 443,8 353,9 88,9
ensaio 4 (75%) 5200 94,688 49,51 432,7 353,6 89,0
ensaio 4 (75%) 5400 94,684 51,32 432,3 353,4 89,1
ensaio 4 (75%) 5600 94,686 52,33 435,6 352,9 89,2
ensaio 4 (75%) 6001 94,684 54,4 441,2 352,9 89,4
ensaio 4 (75%)
6200
94,683
54,24
435,4
352,8
89,4
4.2.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO
(%)
NOx
(ppm)
O2
(%)
HC
(ppm)
ensaio 4 (75%) 1200 12,9 0,4 2255,7 2,2 375,8
ensaio 4 (75%) 1600 13 0,5 2034,1 0,8 298,7
ensaio 4 (75%) 2000 13,2 0,5 2385,2 0,4 307,6
ensaio 4 (75%) 2400 13,3 0,5 2199,4 0,4 290
ensaio 4 (75%) 2800 13,2 0,6 2492,2 0,4 306,7
ensaio 4 (75%) 3000 13,2 0,6 2465,9 0,4 300,5
ensaio 4 (75%) 3200 13,1 0,8 2399 0,4 311,9
ensaio 4 (75%) 3600 12,9 1,2 2279,2 0,3 336,8
ensaio 4 (75%) 4000 11,8 3 1344,5 0,2 383,7
ensaio 4 (75%) 4400 11,6 3,4 1122,4 0,1 387,7
ensaio 4 (75%) 4800 11,2 4 948,5 0,1 407,9
ensaio 4 (75%) 5200 11 4,3 970,8 0,1 409,8
ensaio 4 (75%) 5400 10,8 4,5 943,4 0,1 415,6
ensaio 4 (75%) 5600 10,6 4,8 880 0,1 461,5
ensaio 4 (75%) 6001 10,5 5,1 833 0,1 422,2
ensaio 4 (75%)
6200
10,5
5,1
893,6
0,1
421,2
112
4.3. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 50% de abertura:
4.3.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido(
Nm)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa
de Ar (g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO
(º)
ensaio 4 (50%) 1200 129.5 16.3 55.2 270.66 14.7 1.01 14.6 9.5
ensaio 4 (50%) 1600 133.6 22.4 55.5 266.6 19.7 1.01 14.6 12.5
ensaio 4 (50%) 2000 133.1 27.9 56.1 262.25 23.8 1.01 14.6 15.8
ensaio 4 (50%) 2400 141.7 35.6 56.8 267.65 30.6 1.01 14.6 14.1
ensaio 4 (50%) 2800 147.7 43.3 57.6 261.11 36.5 1.00 14.6 18.3
ensaio 4 (50%) 3000 145.6 45.7 56.4 260.35 39.0 1.00 14.6 19.8
ensaio 4 (50%) 3200 146.9 49.2 57.8 262.41 41.7 0.99 14.6 20.7
ensaio 4 (50%) 3600 144.6 54.5 58.1 266.7 46.7 0.99 14.4 21.3
ensaio 4 (50%) 4000 143 59.9 58 290.08 51.5 0.93 13.6 19.7
ensaio 4 (50%) 4400 139.1 64.1 58 300.49 56.8 0.92 13.4 21.0
ensaio 4 (50%) 4800 133 66.8 57.6 317.94 60.6 0.89 12.9 21.8
ensaio 4 (50%) 5200 127.1 69.3 57.4 322.26 63.6 0.88 12.9 24.0
ensaio 4 (50%) 5400 122.6 69.4 57.3 326.83 64.5 0.88 12.8 26.4
ensaio 4 (50%) 5600 115.4 67.9 57.1 343.48 64.6 0.86 12.6 28.7
ensaio 4 (50%) 6001 104.5 65.7 57 359.93 65.5 0.86 12.5 30.0
ensaio 4 (50%) 6200 96.6 62.8 56.8 375.42 65.4 0.86 12.5 30.6
4.3.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura
Água
Arrefecimento (º
C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível
(º C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º
C)
T4
(º C)
ensaio 4 (50%) 1200 20,9 92 21,6 32,5 114,1 800,9 90,5
ensaio 4 (50%) 1600 20,7 92,4 21,3 32,8 108,1 820,7 88,2
ensaio 4 (50%) 2000 20,5 92,6 21 32,1 108,1 827,2 85,8
ensaio 4 (50%) 2400 20,2 92,3 20,7 29,6 109,5 892,2 90,2
ensaio 4 (50%) 2800 20 92,2 20,4 27,8 109,1 905,7 90,0
ensaio 4 (50%) 3000 20,7 92,1 20,9 28 118,8 927,6 89,5
ensaio 4 (50%) 3200 19,9 92,4 20,4 27,4 112,8 918,8 89,4
ensaio 4 (50%) 3600 19,9 92,2 20,3 27,1 115,4 939,6 88,1
ensaio 4 (50%) 4000 20 92,3 20,2 26,8 114,8 937,5 87,3
ensaio 4 (50%) 4400 20,1 92,2 20,2 26,6 115,9 951,6 86,4
ensaio 4 (50%) 4800 20,3 92,2 20,2 26,4 120,5 943,6 85,6
ensaio 4 (50%) 5200 20,3 92,6 20,1 26,3 121,3 941,1 85,0
ensaio 4 (50%) 5400 20,4 92,2 20 26,2 123 944,8 84,8
ensaio 4 (50%) 5600 20,5 92,2 20,1 26,1 123,7 937,2 84,8
ensaio 4 (50%) 6001 20,5 91,9 20,2 26,1 124,7 941,5 84,6
ensaio 4 (50%)
6200
20,5
91,8
20,2
26,2
125,4
943,7
84,7
113
4.3.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão
Óleo (kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 4 (50%) 1200 94,682 3,79 374,2 359,9 90,5
ensaio 4 (50%) 1600 94,68 6,45 379,6 359,2 88,2
ensaio 4 (50%) 2000 94,679 8,55 390,9 358,8 85,8
ensaio 4 (50%) 2400 94,677 13,13 405,4 358,1 90,2
ensaio 4 (50%) 2800 94,678 17,48 402,2 357,5 90,0
ensaio 4 (50%) 3000 94,666 20,2 402,9 357,5 89,5
ensaio 4 (50%) 3200 94,676 21,52 407,1 356,7 89,4
ensaio 4 (50%) 3600 94,677 26,34 418,2 356,1 88,1
ensaio 4 (50%) 4000 94,675 32,03 431,9 355,4 87,3
ensaio 4 (50%) 4400 94,673 37,74 441,6 354,4 86,4
ensaio 4 (50%) 4800 94,672 42,19 441,9 353,7 85,6
ensaio 4 (50%) 5200 94,671 45,67 434,4 353,5 85,0
ensaio 4 (50%) 5400 94,67 47,01 432,9 353,6 84,8
ensaio 4 (50%) 5600 94,668 47,72 437,5 353 84,8
ensaio 4 (50%) 6001 94,667 48,78 441,3 352,8 84,6
ensaio 4 (50%)
6200
94,667
48,63
434,8
352,9
84,7
4.3.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO
(%)
NOx
(ppm)
O2
(%)
HC
(ppm)
ensaio 4 (50%) 1200 13,3 0,4 2286,9 0,5 335,5
ensaio 4 (50%) 1600 13,1 0,5 2180,8 0,6 289,6
ensaio 4 (50%) 2000 13,2 0,5 2300,7 0,6 304,8
ensaio 4 (50%) 2400 13,2 0,5 2236,1 0,4 280,9
ensaio 4 (50%) 2800 13,2 0,6 2503,1 0,5 283,5
ensaio 4 (50%) 3000 13,1 0,6 2431,9 0,4 274,4
ensaio 4 (50%) 3200 13,1 0,8 2465,6 0,4 292,8
ensaio 4 (50%) 3600 13,1 0,8 2497,6 0,4 301,5
ensaio 4 (50%) 4000 12,1 2,6 1485,3 0,3 379
ensaio 4 (50%) 4400 11,9 2,9 1355,5 0,2 389,8
ensaio 4 (50%) 4800 11,2 4 1015,7 0,1 406,9
ensaio 4 (50%) 5200 11,2 4 1098,8 0,1 403,1
ensaio 4 (50%) 5400 11,1 4,2 1122,8 0,1 409,1
ensaio 4 (50%) 5600 10,4 4,8 902,5 0,2 524,1
ensaio 4 (50%) 6001 10,6 4,9 986,7 0,2 426,8
ensaio 4 (50%)
6200
10,6
4,8
984,7
0,1
428,8
114
4.4. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 25% de abertura:
4.4.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido (Nm)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa
de Ar (g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO (º)
ensaio 4 (25%) 1200 100,2 12,6 56 283,46 11,8 1,01 14,6 12,3
ensaio 4 (25%) 1600 86,5 14,5 56,8 280,91 13,5 1,01 14,6 19,7
ensaio 4 (25%) 2000 72,2 15,1 57,2 292,07 14,4 1,00 14,6 25,7
ensaio 4 (25%) 2400 116,9 29,4 57,9 267,6 25,3 1,01 14,6 20,2
ensaio 4 (25%) 2800 116,4 34,1 58,3 266,57 28,9 1,00 14,6 26,0
ensaio 4 (25%) 3000 111,4 35 58,6 265,86 30,1 1,01 14,6 27,8
ensaio 4 (25%) 3200 106,7 35,8 58,5 269,77 31,3 1,01 14,6 29,5
ensaio 4 (25%) 3600 97,3 36,7 58,6 280,65 33,1 1,00 14,6 29,6
ensaio 4 (25%) 4000 88,9 37,3 58,7 291 35,1 1,00 14,6 27,8
ensaio 4 (25%) 4400 80,5 37,1 58,8 302,05 36,4 1,00 14,6 29,9
ensaio 4 (25%) 4800 71,4 35,9 59 319,17 37,1 1,00 14,6 32,9
ensaio 4 (25%) 5200 62,8 34,2 59,2 337,74 37,6 1,00 14,6 37,3
ensaio 4 (25%) 5400 58,4 33 59,3 349,67 37,8 1,00 14,6 39,2
ensaio 4 (25%) 5600 53,8 31,6 59,4 363,77 37,8 1,00 14,6 40,1
ensaio 4 (25%) 6001 41,9 26,4 59,3 428,5 36,1 0,97 14,4 38,5
ensaio 4 (25%)
6200
39
25,3
59,1
459,92
37,5
0,97
13,9
38,4
4.4.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura
Água
Arrefecimento (º
C)
T0
(º C)
Temperatura
Entrada
Combustível (º
C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º
C)
T4
(º C)
ensaio 4 (25%) 1200 20,7 91,7 21,4 33,4 111,9 755,9 72,5
ensaio 4 (25%) 1600 20,4 92,7 21,1 33 109,2 729,3 62,0
ensaio 4 (25%) 2000 20,3 92,4 21,2 33,2 108,6 719,5 53,9
ensaio 4 (25%) 2400 20,1 92,5 20,7 32,2 108,5 804,3 75,6
ensaio 4 (25%) 2800 20 92,5 20,6 30,8 107,6 828,4 73,7
ensaio 4 (25%) 3000 19,9 92,5 20,5 29,6 108 842,1 71,8
ensaio 4 (25%) 3200 19,9 92,2 20,5 28,7 109,7 849,9 69,7
ensaio 4 (25%) 3600 19,8 92,3 20,3 28 111,9 866,9 65,7
ensaio 4 (25%) 4000 19,8 92,4 20,4 27,8 113,5 884,1 61,2
ensaio 4 (25%) 4400 19,8 92,4 20,3 27,6 114,2 896 57,1
ensaio 4 (25%) 4800 19,8 92,2 20,3 27,5 115,7 906,6 54,1
ensaio 4 (25%) 5200 19,7 92,3 20,2 27,5 115,8 912,5 51,7
ensaio 4 (25%) 5400 19,7 92,4 20,3 27,5 116,4 922,2 51,1
ensaio 4 (25%) 5600 19,7 92,5 20,4 27,6 117,8 928,5 50,9
ensaio 4 (25%) 6001 19,7 92 20,3 27,8 121 933,2 48,5
ensaio 4 (25%)
6200
19,8
92,2
20,3
28,1
124,4
931,6
50,4
4.4.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão Óleo
(kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 4 (25%) 1200 94,665 2,64 373,1 360 72,5
ensaio 4 (25%) 1600 94,661 3,53 379,8 360 62,0
ensaio 4 (25%) 2000 94,66 3,44 393,4 359,7 53,9
ensaio 4 (25%) 2400 94,66 8,63 406,5 358,6 75,6
ensaio 4 (25%) 2800 94,657 11,01 404,1 358,1 73,7
ensaio 4 (25%) 3000 94,659 11,84 406,1 358 71,8
ensaio 4 (25%) 3200 94,66 12,66 410,5 357,5 69,7
ensaio 4 (25%) 3600 94,659 14,07 420,1 357,4 65,7
ensaio 4 (25%) 4000 94,659 15,56 432,8 357,5 61,2
ensaio 4 (25%) 4400 94,658 16,79 448,2 357 57,1
ensaio 4 (25%) 4800 94,658 17,61 457,1 357,2 54,1
ensaio 4 (25%) 5200 94,658 18,13 452,2 356,9 51,7
ensaio 4 (25%) 5400 94,659 18,39 449,3 357 51,1
ensaio 4 (25%) 5600 94,659 18,52 446,2 357 50,9
ensaio 4 (25%) 6001 94,659 17,47 440,3 357,2 48,5
ensaio 4 (25%)
6200
94,659
18,06
426,9
357,2
50,4
115
4.4.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO
(%)
NOx
(ppm)
O2
(%)
HC
(ppm)
ensaio 4 (25%) 1200 13,2 0,4 2023,4 0,6 323,4
ensaio 4 (25%) 1600 12,8 0,6 1975,9 0,8 309,4
ensaio 4 (25%) 2000 12,9 0,6 2104,5 0,9 318,8
ensaio 4 (25%) 2400 13,1 0,5 2378,7 0,6 314,7
ensaio 4 (25%) 2800 13 0,7 2654,2 0,5 316,9
ensaio 4 (25%) 3000 13 0,6 2731,9 0,5 301,1
ensaio 4 (25%) 3200 13,1 0,6 2875 0,6 294,8
ensaio 4 (25%) 3600 13,1 0,7 2713,7 0,5 281,7
ensaio 4 (25%) 4000 13,1 0,6 2627 0,5 258,1
ensaio 4 (25%) 4400 13,1 0,6 2766,7 0,5 252,6
ensaio 4 (25%) 4800 13,1 0,7 2951,2 0,5 255,6
ensaio 4 (25%) 5200 13,1 0,7 3201,2 0,5 260,6
ensaio 4 (25%) 5400 13 0,6 3294,1 0,6 245,8
ensaio 4 (25%) 5600 13 0,7 3094,1 0,6 251,1
ensaio 4 (25%) 6001 12,8 1 2524,1 0,6 284,3
ensaio 4 (25%)
6200
12,6
1,5
2252,1
0,4
343,3
5 Ensaio 5:
Como descrito no capítulo 3 a nomenclatura ensaio 5 foi escolhida e utilizada
para simplificar a descrição da configuração do motor utilizado durante esta quinta e
última etapa do experimento. A configuração é descrita detalhadamente na tabela
como sendo:
Motor original com válvula de aceleração eletrônica montada na posição
original e reservatório de dimensões significativas (plenum) na posição vertical, com
entrada do ar filtrado pelo bocal lateral deste, conforme ilustrado na figura 3.5.
Os valores lidos e registrados durante este ensaio, para cada uma das
diferentes posições da borboleta da válvula de aceleração, estão descritos nas
tabelas abaixo.
116
5.1. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração à 100% de abertura:
5.1.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido
(Nm)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa de
Ar (g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO (º)
ensaio 5 (100%) 1200 134,3 16,9 64,9 260,61 14,6 0,96 13,9 9,8
ensaio 5 (100%) 1600 135,9 22,8 66,1 257,11 19,8 0,96 13,9 11,3
ensaio 5 (100%) 2000 143,3 30 65,8 268,94 25,6 0,95 13,7 13,7
ensaio 5 (100%) 2400 146,2 36,8 64,9 282,72 31,9 0,95 13,7 13,4
ensaio 5 (100%) 2800 151,6 44,5 64 273,74 37,4 0,95 13,7 17,3
ensaio 5 (100%) 3000 151,2 47,5 63,2 270,72 39,9 0,93 13,6 18,7
ensaio 5 (100%) 3200 151,2 50,7 59,9 269,22 42,7 0,93 13,6 19,2
ensaio 5 (100%) 3600 151,9 57,3 59,1 281,49 48,6 0,93 13,6 20,7
ensaio 5 (100%) 4000 153,8 64,4 57,9 285,86 55,8 0,91 13,2 19,6
ensaio 5 (100%) 4400 149,3 68,8 57,5 301,14 61,3 0,90 13,1 20,1
ensaio 5 (100%) 4800 138,9 69,8 57,4 317,66 63,8 0,89 12,8 21,4
ensaio 5 (100%) 5200 134 73 57,2 322,46 66,5 0,87 12,8 23,6
ensaio 5 (100%) 5400 130,2 73,6 57 327,24 67,8 0,87 12,7 25,2
ensaio 5 (100%) 5600 123,2 72,3 56,8 342,57 68,3 0,85 12,6 26,7
ensaio 5 (100%) 6001 112,6 70,7 56,8 359,32 69,9 0,84 12,3 27,8
ensaio 5 (100%)
6200
104,9
68,1
56,9
377,96
69,7
0,84
12,3
28,5
5.1.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura Água
Arrefecimento (º C)
T0
(º C)
Temperatura Entrada
Combustível (º C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º C)
T4
(º C)
ensaio 5 (100%) 1200 17,2 92,2 18,5 26,7 106,3 720,7 26,7
ensaio 5 (100%) 1600 17,4 92,2 18,4 25,8 104,6 806,3 26,8
ensaio 5 (100%) 2000 17,6 92,4 18,5 25,5 107,9 837,8 26,8
ensaio 5 (100%) 2400 17,7 92,2 18,6 24,8 108,5 886,8 26,0
ensaio 5 (100%) 2800 18 92,1 18,7 24,7 111,2 885,9 26,0
ensaio 5 (100%) 3000 18,1 92,3 18,7 24,7 114 897,3 26,0
ensaio 5 (100%) 3200 19,1 92,1 19,6 25,4 116,1 892,3 26,8
ensaio 5 (100%) 3600 19,2 92,3 19,5 25,5 115,5 921,1 26,8
ensaio 5 (100%) 4000 19,5 92,2 19,6 25,2 118,5 941,8 27,5
ensaio 5 (100%) 4400 19,6 92,3 19,6 25,1 118,7 953 28,3
ensaio 5 (100%) 4800 19,7 92,4 19,6 25 119,7 961,4 28,5
ensaio 5 (100%) 5200 19,7 92,4 19,7 24,8 121,6 948,3 28,3
ensaio 5 (100%) 5400 19,8 92,4 19,9 24,7 123,3 945,5 28,3
ensaio 5 (100%) 5600 19,9 92,6 19,9 24,7 124,4 944,1 28,3
ensaio 5 (100%) 6001 19,9 92,5 19,9 24,7 125,5 948,5 28,7
ensaio 5 (100%)
6200
20
91,7
19,9
24,6
126,3
951,8
29,0
5.1.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão
Óleo (kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 5 (100%) 1200 94,781 3,19 374,1 359,2 93,0
ensaio 5 (100%) 1600 94,78 6,03 379,8 358,5 93,0
ensaio 5 (100%) 2000 94,779 9,17 391,3 357,6 92,5
ensaio 5 (100%) 2400 94,779 13,5 405,6 357 92,2
ensaio 5 (100%) 2800 94,778 17,63 399,3 356,4 92,0
ensaio 5 (100%) 3000 94,776 19,73 402,5 355,7 92,0
ensaio 5 (100%) 3200 94,761 22,4 407,4 355,9 92,0
ensaio 5 (100%) 3600 94,762 28,58 416,6 355 91,6
ensaio 5 (100%) 4000 94,759 36,51 429,2 354,3 91,2
ensaio 5 (100%) 4400 94,755 42,9 440,5 353,5 90,5
ensaio 5 (100%) 4800 94,755 46,11 445,9 353 89,6
ensaio 5 (100%) 5200 94,755 49,51 431,9 352,5 89,7
ensaio 5 (100%) 5400 94,754 51,23 430,1 352,3 89,8
ensaio 5 (100%) 5600 94,753 52,45 433,2 352,2 90,0
ensaio 5 (100%) 6001 94,753 54,94 437,4 351,7 90,2
ensaio 5 (100%)
6200
94,752
54,86
432,5
351,7
90,3
117
5.1.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO
(%)
NOx
(ppm)
O2
(%)
HC
(ppm)
ensaio 5 (100%) 1200 12,4 1,6 1473,1 0,6 403,5
ensaio 5 (100%) 1600 12,4 1,5 1439,3 0,8 385,4
ensaio 5 (100%) 2000 12,8 1,4 1561,5 0,6 414,3
ensaio 5 (100%) 2400 12,5 1,9 1492,8 0,4 444,3
ensaio 5 (100%) 2800 12,5 1,9 1751,4 0,4 407,4
ensaio 5 (100%) 3000 12,5 1,9 1596,5 0,4 416,5
ensaio 5 (100%) 3200 12,1 2,5 1545,2 0,2 401,3
ensaio 5 (100%) 3600 12,2 2,4 1735,7 0,4 384,9
ensaio 5 (100%) 4000 11,8 3 1375,5 0,2 381,4
ensaio 5 (100%) 4400 11,4 3,7 1181,1 0,2 394,6
ensaio 5 (100%) 4800 11,3 3,8 1049,1 0,1 404,2
ensaio 5 (100%) 5200 11 4,4 1014,6 0,1 428,4
ensaio 5 (100%) 5400 10,9 4,5 1039,7 0,1 441,1
ensaio 5 (100%) 5600 10,7 4,8 970,6 0,1 601,7
ensaio 5 (100%) 6001 10,5 5,1 853,9 0,2 435,6
ensaio 5 (100%)
6200
10,3
5,4
774,5
0,1
433,3
5.2. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 75% de abertura:
5.2.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido
(Nm)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa de
Ar (g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO (º)
ensaio 5 (75%) 1200 130,6 16,4 56,3 274,59 14,9 1,01 14,6 9,8
ensaio 5 (75%) 1600 132,4 22,2 57,1 274,66 20,0 1,01 14,6 11,3
ensaio 5 (75%) 2000 139,1 29,2 57,6 263,6 25,4 1,01 14,6 14,4
ensaio 5 (75%) 2400 141,5 35,6 58 272,67 31,6 1,00 14,6 13,4
ensaio 5 (75%) 2800 147,2 43,2 58 262,81 37,2 1,01 14,6 17,6
ensaio 5 (75%) 3000 146,7 46,1 57,9 265,16 39,8 1,00 14,6 19,3
ensaio 5 (75%) 3200 148,3 49,7 57,6 263,52 42,6 0,98 14,4 19,3
ensaio 5 (75%) 3600 149,1 56,2 57,2 275,83 48,6 0,98 14,2 20,7
ensaio 5 (75%) 4000 151,8 63,7 56,6 285,29 55,1 0,93 13,4 19,7
ensaio 5 (75%) 4400 146,9 67,7 56,1 304,69 60,1 0,89 13,2 20,3
ensaio 5 (75%) 4800 139,3 70 55,9 315,49 63,3 0,89 12,8 21,8
ensaio 5 (75%) 5200 133,7 72,9 55,9 315,19 66,4 0,88 12,8 23,6
ensaio 5 (75%) 5400 129 73 55,6 328,57 67,5 0,87 12,7 25,4
ensaio 5 (75%) 5600 119,2 70,1 55,5 346,58 67,5 0,85 12,6 27,1
ensaio 5 (75%) 6001 111,7 70,2 55,5 361,58 69,3 0,86 12,4 28,4
ensaio 5 (75%)
6200
103,8
67,4
55,4
377,43
69,1
0,85
12,3
29,0
5.2.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura Água
Arrefecimento (º C)
T0
(º C)
Temperatura Entrada
Combustível (º C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º C)
T4
(º C)
ensaio 5 (75%) 1200 20,3 91,6 20,9 30,1 116,5 815,1 29,8
ensaio 5 (75%) 1600 19,9 92,4 20,5 31,1 105,8 819,4 30,5
ensaio 5 (75%) 2000 19,7 92,4 20,3 29,9 107,6 848,3 30,5
ensaio 5 (75%) 2400 19,5 92,1 20,1 27,6 108,8 909,3 29,7
ensaio 5 (75%) 2800 19,3 92,4 19,9 26,4 109,2 914,6 28,9
ensaio 5 (75%) 3000 19,3 92,2 19,8 26,1 111,9 922,8 28,2
ensaio 5 (75%) 3200 19,3 92,4 19,8 26 114 928,4 27,5
ensaio 5 (75%) 3600 19,3 92,3 19,7 25,7 114,1 948,4 28,0
ensaio 5 (75%) 4000 19,4 92,2 19,6 25,4 118 947,7 28,3
ensaio 5 (75%) 4400 19,5 92,4 19,7 25 119,2 940,7 28,3
ensaio 5 (75%) 4800 19,6 92,6 19,7 24,9 119,3 951,1 28,3
ensaio 5 (75%) 5200 19,6 92,4 19,6 24,8 119,2 947,3 28,3
ensaio 5 (75%) 5400 19,7 92,2 19,7 24,7 120,5 952,3 28,3
ensaio 5 (75%) 5600 19,8 92,2 19,7 24,6 121,2 947,3 28,3
ensaio 5 (75%) 6001 19,8 91,8 19,7 24,7 122,2 951,5 28,3
ensaio 5 (75%)
6200
19,8
92,4
19,7
24,6
123,5
954
29,0
118
5.2.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão Óleo
(kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 5 (75%) 1200 94,748 3,86 374 359 93,0
ensaio 5 (75%) 1600 94,747 6,41 380,3 358,2 92,0
ensaio 5 (75%) 2000 94,747 9,3 391 357,7 90,5
ensaio 5 (75%) 2400 94,746 13,57 405,2 356,8 92,0
ensaio 5 (75%) 2800 94,745 17,78 402,8 356,3 91,5
ensaio 5 (75%) 3000 94,745 19,96 402,3 355,7 91,5
ensaio 5 (75%) 3200 94,745 22,39 408,4 355,5 91,5
ensaio 5 (75%) 3600 94,744 28,46 419,9 354,4 91,0
ensaio 5 (75%) 4000 94,742 35,77 426,3 353,6 90,4
ensaio 5 (75%) 4400 94,741 41,36 440,5 353,1 89,6
ensaio 5 (75%) 4800 94,741 45,16 450,9 352,8 89,1
ensaio 5 (75%) 5200 94,739 49,16 442,7 352,3 89,2
ensaio 5 (75%) 5400 94,738 51,01 439,3 352 89,3
ensaio 5 (75%) 5600 94,738 51,76 441,9 351,9 89,5
ensaio 5 (75%) 6001 94,738 54,1 446 351,2 89,4
ensaio 5 (75%)
6200
94,737
54,12
439,2
351,3
89,6
5.2.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO
(%)
NOx
(ppm)
O2
(%)
HC
(ppm)
ensaio 5 (75%) 1200 13,3 0,4 2292,1 0,5 297,1
ensaio 5 (75%) 1600 13,1 0,5 2025,8 0,6 246,1
ensaio 5 (75%) 2000 13,3 0,5 2327,8 0,5 270,3
ensaio 5 (75%) 2400 13,2 0,5 2091,5 0,5 249,7
ensaio 5 (75%) 2800 13,2 0,6 2452,4 0,5 252,9
ensaio 5 (75%) 3000 13,2 0,6 2495,9 0,5 259,1
ensaio 5 (75%) 3200 13,1 0,9 2309,7 0,4 300,4
ensaio 5 (75%) 3600 13 1,1 2389,2 0,4 305,2
ensaio 5 (75%) 4000 12,1 2,6 1584,4 0,3 372,1
ensaio 5 (75%) 4400 11,1 4,1 1043,3 0,1 403,9
ensaio 5 (75%) 4800 11,3 3,8 1109,7 0,1 415,6
ensaio 5 (75%) 5200 11,1 4,2 1140,2 0,1 411,3
ensaio 5 (75%) 5400 11 4,3 1128 0,1 407,9
ensaio 5 (75%) 5600 10,6 4,9 924,3 0,2 581,9
ensaio 5 (75%) 6001 10,5 5,1 877,1 0,2 423,7
ensaio 5 (75%)
6200
10,5
5,1
896,5
0,2
423,5
119
5.3. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 50% de abertura:
5.3.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido
(Nm)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa de
Ar (g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO (º)
ensaio 5 (50%) 1200 129,3 16,3 55,5 262,46 14,6 1,01 14,6 9,5
ensaio 5 (50%) 1600 132,5 22,2 56,8 276,73 19,5 1,01 14,6 12,4
ensaio 5 (50%) 2000 132,7 27,8 57,5 263,21 24,0 1,01 14,6 15,8
ensaio 5 (50%) 2400 139,3 35 57,8 272,43 30,9 1,01 14,6 13,7
ensaio 5 (50%) 2800 145,4 42,7 58 264,78 36,5 1,00 14,6 18,6
ensaio 5 (50%) 3000 144,3 45,4 58,8 260,81 39,0 1,00 14,6 20,1
ensaio 5 (50%) 3200 143,7 48,2 59 262,67 41,6 1,00 14,6 20,8
ensaio 5 (50%) 3600 141,8 53,5 59,5 269,92 46,8 0,99 14,4 21,4
ensaio 5 (50%) 4000 141,3 59,2 57,6 287,92 51,5 0,94 13,7 20,0
ensaio 5 (50%) 4400 139 64,1 56,9 300,67 56,5 0,91 13,4 21,1
ensaio 5 (50%) 4800 132,7 66,8 56,6 314,96 60,4 0,89 12,9 22,1
ensaio 5 (50%) 5200 126,5 69 56,4 321,26 63,4 0,89 12,9 24,3
ensaio 5 (50%) 5400 122,1 69,1 56,2 325,85 64,4 0,88 12,8 26,4
ensaio 5 (50%) 5600 115,1 68 56 342,03 64,4 0,86 12,6 28,5
ensaio 5 (50%) 6001 103,7 65,2 55,6 359,39 65,4 0,87 12,5 30,0
ensaio 5 (50%)
6200
95,6
62,1
55,2
378,14
65,0
0,86
12,5
30,5
5.3.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura Água
Arrefecimento (º C)
T0
(º C)
Temperatura Entrada
Combustível (º C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º C)
T4
(º C)
ensaio 5 (50%) 1200 19,9 92,1 20,6 31,4 110,8 789,4 30,5
ensaio 5 (50%) 1600 19,8 92,6 20,2 31,1 107,7 820,7 30,5
ensaio 5 (50%) 2000 19,6 92,5 20,1 30,2 109,6 832,2 29,8
ensaio 5 (50%) 2400 19,5 92,5 20 28,7 108,9 882,1 29,3
ensaio 5 (50%) 2800 19,4 92,3 19,8 26,8 109 903,4 28,3
ensaio 5 (50%) 3000 19,7 92 20,1 26,3 114,8 930,4 28,3
ensaio 5 (50%) 3200 19,4 92,2 20 26 114,4 930,9 28,3
ensaio 5 (50%) 3600 19,6 92,2 20,1 25,9 114 947 28,3
ensaio 5 (50%) 4000 20,1 92,2 20,2 26 117 944,2 28,3
ensaio 5 (50%) 4400 20,3 92,1 20,2 25,6 118 940,8 28,3
ensaio 5 (50%) 4800 20,3 92,4 20,1 25,3 120,2 938,7 28,3
ensaio 5 (50%) 5200 20,3 92,4 20,1 25,1 121,3 945,7 28,3
ensaio 5 (50%) 5400 20,4 92,4 20,1 25 122,6 948,1 28,3
ensaio 5 (50%) 5600 20,4 92,3 20,3 25 123,3 940,7 28,3
ensaio 5 (50%) 6001 20,5 92 20,2 25,1 124,6 948,5 29,0
ensaio 5 (50%)
6200
20,5
92,1
20,2
25,1
125,2
948,5
29,8
5.3.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão
Óleo (kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 5 (50%) 1200 94,739 3,68 373,6 358,4 90,5
ensaio 5 (50%) 1600 94,74 6,38 378,7 357,7 88,5
ensaio 5 (50%) 2000 94,742 8,5 391,4 357,6 86,0
ensaio 5 (50%) 2400 94,743 12,83 405,2 356,8 90,4
ensaio 5 (50%) 2800 94,745 17,11 403,1 356,1 90,0
ensaio 5 (50%) 3000 94,744 19,92 401,4 355,5 89,6
ensaio 5 (50%) 3200 94,745 21,67 407,9 355,7 89,5
ensaio 5 (50%) 3600 94,744 26,44 420,7 354,7 88,3
ensaio 5 (50%) 4000 94,743 32,15 431,2 353,6 87,4
ensaio 5 (50%) 4400 94,743 37,42 438,7 352,9 86,4
ensaio 5 (50%) 4800 94,742 41,84 441,9 352,1 85,6
ensaio 5 (50%) 5200 94,743 45,58 433,6 352 85,1
ensaio 5 (50%) 5400 94,743 46,92 433,8 351,6 84,8
ensaio 5 (50%) 5600 94,743 47,65 437,5 351,6 84,9
ensaio 5 (50%) 6001 94,743 48,75 441,5 351,3 84,7
ensaio 5 (50%)
6200
94,743
48,55
435,2
351,8
84,8
120
5.3.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO (%)
NOx
(ppm)
O2 (%)
HC
(ppm)
ensaio 5 (50%) 1200 13,2 0,4 2328,3 0,5 283,4
ensaio 5 (50%) 1600 13,1 0,5 2159,8 0,7 253,5
ensaio 5 (50%) 2000 13,2 0,5 2316,5 0,6 276,8
ensaio 5 (50%) 2400 13,2 0,5 2166,5 0,5 240,8
ensaio 5 (50%) 2800 13,1 0,6 2508,1 0,6 254,6
ensaio 5 (50%) 3000 13,2 0,6 2525 0,5 236,5
ensaio 5 (50%) 3200 13,2 0,6 2559,6 0,5 248
ensaio 5 (50%) 3600 13,1 0,9 2478 0,5 274,4
ensaio 5 (50%) 4000 12,3 2,3 1704,6 0,2 356,9
ensaio 5 (50%) 4400 11,7 3,1 1392,6 0,2 384,5
ensaio 5 (50%) 4800 11,3 3,9 1159,9 0,2 418,3
ensaio 5 (50%) 5200 11,2 4 1210,8 0,1 405
ensaio 5 (50%) 5400 11,2 4,1 1201,5 0,1 401,3
ensaio 5 (50%) 5600 10,7 4,8 992,6 0,1 434,3
ensaio 5 (50%) 6001 10,7 4,8 1067 0,2 423,4
ensaio 5 (50%)
6200
10,6
4,9
1010,4
0,1
421,3
5.4. Valores lidos e registrados com borboleta da válvula de
aceleração a 25% de abertura:
5.4.1. Gerais:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Torque
Corrigido (Nm)
Potência
Corrigida
(kW)
Umidade
Célula (%)
Consumo
Específico
(g/KWh)
Vazão Massa
de Ar (g/s)
LAMBDA
Relação
Comb.-Ar
AVANÇO (º)
ensaio 5 (25%) 1200 101,9 12,8 54,2 280,3 12,1 1,01 14,6 12,0
ensaio 5 (25%) 1600 89,2 15 55 289,16 13,9 1,00 14,6 18,7
ensaio 5 (25%) 2000 74,7 15,6 55,2 292,59 14,8 1,00 14,6 25,0
ensaio 5 (25%) 2400 116,5 29,3 55,9 273,56 25,7 1,01 14,6 19,8
ensaio 5 (25%) 2800 116,3 34,1 56,5 264,14 29,2 1,00 14,6 25,7
ensaio 5 (25%) 3000 111,8 35,2 56,8 271,95 30,5 1,00 14,6 27,4
ensaio 5 (25%) 3200 107 35,9 57 278,36 31,5 1,00 14,6 29,2
ensaio 5 (25%) 3600 98 37 57,3 277,4 33,5 1,00 14,6 28,9
ensaio 5 (25%) 4000 89,2 37,4 57,1 292,86 35,5 1,00 14,6 27,1
ensaio 5 (25%) 4400 81,5 37,6 57,3 303,17 36,8 1,00 14,6 29,2
ensaio 5 (25%) 4800 73 36,7 57,5 316,17 37,6 1,00 14,6 32,3
ensaio 5 (25%) 5200 64,6 35,2 57,2 336,44 38,1 1,00 14,6 36,5
ensaio 5 (25%) 5400 60,3 34,1 57,2 331,06 38,2 1,00 14,6 38,5
ensaio 5 (25%) 5600 55,5 32,6 57,2 362,32 38,3 1,01 14,6 39,7
ensaio 5 (25%) 6001 47 29,6 57,3 410,33 38,1 0,97 14,2 37,7
ensaio 5 (25%)
6200
41,7
27
57,4
450,2
37,9
0,96
13,8
38,1
121
5.4.2. Temperaturas:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
Temperatura
Célula (º C)
Temperatura Água
Arrefecimento (º C)
T0
(º C)
Temperatura Entrada
Combustível (º C)
Temperatura
Óleo (º C)
Temperatura
Catalisador (º C)
T4
(º C)
ensaio 5 (25%) 1200 20,5 91,7 20,9 31,7 113,8 761,9 30,9
ensaio 5 (25%) 1600 20,1 92,5 20,9 31,4 107,2 741 31,3
ensaio 5 (25%) 2000 20 92,2 20,6 31,8 106,2 730,2 31,3
ensaio 5 (25%) 2400 19,7 92,6 20 30,4 107,5 830,7 30,5
ensaio 5 (25%) 2800 19,5 92,2 19,9 28,5 109,4 846,5 29,1
ensaio 5 (25%) 3000 19,3 92,2 19,8 27,5 109,3 854,7 29,0
ensaio 5 (25%) 3200 19,2 92,4 19,7 26,9 109,4 863,3 29,0
ensaio 5 (25%) 3600 19,1 92,4 19,7 26,6 110,8 879,8 29,0
ensaio 5 (25%) 4000 19,1 92,5 19,6 26,3 115,2 905,3 29,0
ensaio 5 (25%) 4400 19 92,7 19,7 26,3 115,4 908,2 29,0
ensaio 5 (25%) 4800 19 92,2 19,6 26,2 115,7 913,8 29,0
ensaio 5 (25%) 5200 19,1 92,4 19,5 26,2 116 917,6 29,0
ensaio 5 (25%) 5400 19 92,4 19,5 26,2 117 924,9 29,0
ensaio 5 (25%) 5600 19 92,4 19,5 26,2 118,5 930,2 29,2
ensaio 5 (25%) 6001 19,1 92,6 19,6 26,3 121,3 935,7 30,3
ensaio 5 (25%)
6200
19,1
92,5
19,7
26,5
124,2
935,7
30,5
5.4.3. Pressões:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
p0
(kPa)
Contra-pressão
Escape (kPa)
Pressão
Óleo (kPa)
Pressão Entrada
Combustível (kPa)
p4
(kPa)
ensaio 5 (25%) 1200 94,742 2,72 375,6 357,8 73,9
ensaio 5 (25%) 1600 94,739 3,72 380,5 357,8 63,7
ensaio 5 (25%) 2000 94,739 3,63 393,1 357,4 55,5
ensaio 5 (25%) 2400 94,738 9 404,6 356,4 76,4
ensaio 5 (25%) 2800 94,739 11,43 402,5 355,7 74,5
ensaio 5 (25%) 3000 94,741 12,25 406,9 355,6 72,6
ensaio 5 (25%) 3200 94,742 13,05 412,5 355,6 70,9
ensaio 5 (25%) 3600 94,743 14,51 421,9 355,8 66,8
ensaio 5 (25%) 4000 94,746 16,31 432 355,5 62,3
ensaio 5 (25%) 4400 94,746 17,5 447,5 355,3 58,3
ensaio 5 (25%) 4800 94,747 18,32 458,2 355,4 55,1
ensaio 5 (25%) 5200 94,747 18,89 450,3 355,4 52,7
ensaio 5 (25%) 5400 94,748 19,14 445,3 355,5 52,1
ensaio 5 (25%) 5600 94,748 19,24 444,1 355,6 51,8
ensaio 5 (25%) 6001 94,749 19,21 438,4 355,3 51,4
ensaio 5 (25%)
6200
94,749
19,07
425,8
355
51,6
5.4.4. Emissões de Poluentes:
ENSAIO
Rotação
(rpm)
CO
2
(%)
CO
(%)
NOx
(ppm)
O2
(%)
HC
(ppm)
ensaio 5 (25%) 1200 13,2 0,4 2066,9 0,6 280,6
ensaio 5 (25%) 1600 12,9 0,6 2051,9 0,8 266,9
ensaio 5 (25%) 2000 12,9 0,6 2163,6 0,9 283,7
ensaio 5 (25%) 2400 13,1 0,6 2337,1 0,6 254,5
ensaio 5 (25%) 2800 13 0,7 2689,7 0,6 273,4
ensaio 5 (25%) 3000 13,1 0,7 2758,2 0,5 274,6
ensaio 5 (25%) 3200 13,1 0,6 2798 0,5 266,5
ensaio 5 (25%) 3600 13,1 0,6 2782,9 0,5 256,2
ensaio 5 (25%) 4000 13,2 0,6 2662,3 0,5 218,1
ensaio 5 (25%) 4400 13,2 0,6 2928,6 0,5 232,1
ensaio 5 (25%) 4800 13,1 0,6 3211,4 0,5 242,4
ensaio 5 (25%) 5200 13,1 0,6 3475,3 0,5 259,9
ensaio 5 (25%) 5400 13,1 0,6 3419,5 0,5 243,9
ensaio 5 (25%) 5600 13 0,7 3314,8 0,6 224,5
ensaio 5 (25%) 6001 13 0,8 2808,9 0,6 324,1
ensaio 5 (25%)
6200
12,8
1,3
2561,7
0,4
353
122
ANEXO 4 – TEORIA DA SEMELHANÇA APLICADA AO
ESCOAMENTO EM CONDUTOS:
Munson at al. (2004) descreve que ainda não existe uma teoria geral e
rigorosa que explique completamente os escoamentos turbulentos devido as suas
complexidades. Desta forma a maioria dos escoamentos turbulentos é analisada a
partir de procedimentos baseados em resultados experimentais e em formulações
semi-empíricas. Existe uma grande variedade de informações, normalmente
adimensionais, relacionadas a escoamentos turbulentos em condutos, conexões,
válvulas e outros componentes de um sistema por onde escoe um fluído.
Existe também vários estudos teóricos que tentam modelar matematicamente
os experimentos que são executados para provar ou explicar fenômenos reais, como
exemplo o trabalho apresentado por Bianchi at al (2002) no congresso da SAE com
o título On the applications of low-Reynolds cubic k-ε turbulence models in 3D
simulations of ICE intake flows.
1. O diagrama de Moody:
A perda de carga devido a queda de pressão num conduto depende da tensão
de cisalhamento na parede (τ
p
), para o escoamento turbulento a tensão de
cisalhamento é função da massa específica do fluído (ρ), enquanto que para o
escoamento laminar a viscosidade do fluído torna-se a única propriedade relevante.
Desta forma a queda de pressão ∆p, para um escoamento incompressível,
turbulento e que ocorre em regime permanente num tubo horizontal com diâmetro D,
pode ser escrita como,
(
)
ρµε
,,,,, IDVFP =∆
Onde: V = velocidade média do fluído;
l = comprimento do tubo;
ε = média de rugosidade da parede do duto;
ρ = massa específica do fluído;
µ = viscosidade do fluído
(eq.A4.1)
123
A figura A4.1 reproduzida de Munson at al. (2004) demonstra a sub-camada
viscosa para escoamento turbulento e a não existência desta no escoamento
laminar. Em muitas circunstâncias esta sub-camada é muito fina (δ
s
/ D << 1, onde δ
s
representa a espessura da sub-camada viscosa), mesmo assim a queda de pressão
nos escoamentos turbulentos é uma função da rugosidade da parede.
Munson at al. (2004) descreve que muitos parâmetros como tensão
superficial, pressão de vapor, entre outros não afetam a queda de pressão para
escoamento em regime permanente, incompressível em tubos horizontais. Um modo
de escrever a equação A4.1 na forma adimensional em função de 4 grupos
adimensionais é,
=
∆
DD
lVD
V
P
ε
µ
ρ
φ
ρ
,,
~
2
1
2
A equação A4.2 adimensional, para escoamento turbulento possui duas
diferenças se comparada com uma equação com a mesma função para escoamento
laminar, a primeira é a utilização da pressão dinâmica (δV
2
/2) para adimensionalizar
a queda de pressão do escoamento e não a tensão de cisalhamento característica
(µV/D), e a segunda é a introdução de dois parâmetros adimensionais, o número de
Reynolds (Re = ρVD/µ) e a rugosidade relativa (ε / D).
Figura A4.1: Escoamento na sub-camada viscosa
(eq. A4.2)
124
Admitindo-se que a queda de pressão é proporcional ao comprimento do duto,
como feito para escoamento laminar, a equação A4.2 pode ser reescrita como,
=
∆
D
VD
D
V
p
ε
ν
ρ
φ
ρ
,
1
2
1
2
Munson at al. (2004) descreve o fator de atrito (f) como sendo a quantidade de
∆pD/(lρV2/2), para o escoamento num tubo horizontal e pode ser escrita como,
2
2
V
D
l
fP
ρ
=∆
Onde
=
D
VD
f
ε
µ
ρ
φ
,
Munson at al. (2004) utilizou a equação da energia para um escoamento
incompressível em regime permanente,
L
hz
g
VP
z
g
VP
+++=++
2
2
2
2
2
1
2
1
1
1
22
α
γ
α
γ
onde h
L
representa a perda de carga no escoamento entre as seções (1) e (2)
e adotando a hipótese de que o tubo apresenta diâmetro constante (D
1
= D
2
⇒ V
1
=
V
2
), é horizontal (z
1
= z
2
) e que o escoamento é plenamente desenvolvido (α
1
= α
2
) a
equação A4.6 fica reduzida a,
L
VhPPP =−=∆
21
Combinando a equação A4.7 com a equação A4.4 obtém-se, a equação
conhecida como Darcy-Weisbach, sendo que esta equação é valida para qualquer
(eq. A4.7)
(eq.A4.3)
(eq. A4.4)
(eq. A4.5)
(eq. A4.6)
125
escoamento incompressível, em regime permanente e plenamente desenvolvido,
independente da orientação (horizontal, vertical ou inclinado) do tubo.
g
V
D
l
fh
L
2
2
=
Se utilizarmos a hipótese de V
1
= V
2
,
e aplicarmos a equação de energia esta
fica reduzida a,
( ) ( )
2
2
121221
V
D
l
fzzhzzPP
L
ρ
γγ
+−=+−=−
onde uma parte da diferença de pressão é devida a variação de elevação e a
outra é devida aos efeitos de atrito
O diagrama de Moody, mostrado na figura A4.2 reproduzida de Munson at al.
(2004), mostra a dependência funcional entre f, Re e ε / D e mostra o
comportamento adequado para a relação f = Ø (Re, ε / D), é válido para escoamento
incompressível, em regime permanente e plenamente desenvolvido em tubos.
(eq. A4.8)
(eq. A4.9)
Figura A4.2: Diagrama de Moody (reproduzido de Munson at al.(2004)
126
Analisando a figura A4.2 conclui-se que para escoamentos laminares o fator
de atrito f = 64/Re e f independe da rugosidade relativa. Para escoamentos
turbulentos que apresentam número de Reynolds muito grande f = Ø (ε / D) e f é
independe do número de Reynolds. Para esta condição (número de Reynolds muito
alto) e sabendo que a sub-camada limite decresce com o aumento do número de
Reynolds a rugosidade superficial domina completamente a natureza do
escoamento na região próxima a parede. Para escoamentos com valores moderados
de Reynolds (Re), o coeficiente de atrito depende tanto do número de Re como da
rugosidade relativa. Para a faixa de número de Reynolds entre 2100 e 4000, ou seja,
escoamento transitório entre laminar e turbulento não há valores para f.
Por não existir uma superfície sem rugosidade, sempre existirá um valor para
o valor de atrito.
A fórmula de Colebrook, representada pela equação A4.10 reproduzida de
Munson at al. (2004) foi obtida a partir do ajuste dos resultados experimentais da
queda de pressão em escoamentos em tubos e utilizada para construir o gráfico
mostrado na figura A4.2.
+−=
fR
D
f
e
51,2
7,3
log0,2
1
ε
2. Perdas localizadas:
As perdas de carga, ou resistência ao escoamento, acontecem em todo o
sistema de transporte de fluídos. As perdas de carga em trechos com condutos retos
e longos pode ser calculada utilizando o fator de atrito obtido tanto da fórmula de
Colebrook quanto do diagrama de Moody. Já para os demais componentes do
sistema como por exemplo válvulas, cotovelos, tês, e outros calcula-se a perda de
carga localizada ou singular.
Não existe ainda nos dias de hoje uma análise teórica que indique os detalhes
de um escoamento por uma válvula típica, como a mostrada na figura A4.3
reproduzida de Munson at al. (2004).
(eq. 4.10)
127
Por esta razão a perda de carga é normalmente determinada
experimentalmente, e para a maioria dos componentes do sistema de transporte de
fluído, são fornecidas na forma adimensional. O coeficiente de perda de carga K
L
é o
método mais comum para determinar perdas de cargas, varia muito com a geometria
do componente considerado e também pode ser influenciado pelas propriedades do
fluído, ou seja, K
L
= Ø (geometria, Re), e é definido por,
( ) ( )
22
22
V
P
gV
h
K
L
L
ρ
∆
==
Ou
2
2
1
VKP
L
ρ
=∆
e
g
V
Kh
LL
2
2
=
Normalmente a perda de carga correlaciona muito bem com a pressão
dinâmica nos escoamentos dominados pelos efeitos de inércia, explicando a razão
para o fator de atrito ser independente do número de Reynolds para os escoamentos
(eqA4.11)
Figura A4.3: Escoamento através de uma válvula.
128
plenamente desenvolvidos em tubos com número de Reynolds alto. Para os demais
componentes do sistema de transporte esta mesma condição é encontrada, deste
modo a maioria dos casos práticos apresentam a perda de carga em função do
número de Reynolds, ou seja, K
L
= Ø (geometria).
As perdas singulares são também calculadas em termos de comprimento
equivalente l
eq
, neste caso a perda de carga gerada pelo comprimento do conduto
corresponderá a perda de carga do componente. O comprimento equivalente pode
ser escrito como,
g
V
D
l
f
g
V
Kh
eq
LL
22
22
==
ou
f
DK
l
L
eq
=
Sabe-se que qualquer mudança na área de escoamento do fluído, perdas de
carga são introduzidas e estas não são contabilizadas no cálculo das perdas para
escoamento plenamente desenvolvido. As mudanças na área podem ocorrer
abruptamente ou suavemente, onde os casos extremos de transição são o
escoamento de um grande tanque para um conduto e de um conduto para um
grande reservatório.
A figura A4.4 reproduzida de Munson at al. (2004) ilustra fluído escoando de
um reservatório para um tubo através de diferentes tipos de região de entrada.
(eq. A4.12)
129
Cada geometria apresenta um coeficiente de perda associado. Para uma
entrada tipo canto vivo, como ilustrado na figura A4.4 (a) reproduzida de Munson at
al. (2004) há a possibilidade de encontrarmos uma área onde o escoamento separa-
se da parede também conhecida como vena contracta, isto acontece pois o fluído
não segue trajetórias com pequenos raios de curvatura. Na região de separação
(seção 2 da figura A4.5 (a)) a pressão diminui ao passo que a velocidade aumenta
atingindo mínimo e máximo respectivamente na região de menor área da seção
transversal, de forma inversa a pressão aumenta e a velocidade diminui na seção
(3). Se o fluído que escoa com alta velocidade pudesse desacelerar eficientemente,
a energia cinética poderia ser totalmente convertida em pressão o que implicaria em
uma perda de carga nula. Isto não acontece pois uma parte da energia cinética do
fluído na seção (2) é parcialmente perdida pela dissipação viscosa. A figura A4.5 (b)
ilustra a perda de carga na região de saída de um reservatório e entrada de uma
tubulação, sendo que uma parte significativa da perda de carga é devida aos efeitos
de inércia e uma pequena porção desta perda é provocada pela tensão de
cisalhamento na parede. O resultado da configuração deste sistema é que o
coeficiente de perda para uma entrada canto vivo é aproximadamente igual a 0,5.
Figura A4.4: Escoamentos e coeficientes de perda para diversos tipos de alimentação. (a)
reentrante, K
L
= 0,8; (b) canto vivo, K
L
= 0,5; (c) ligeiramente arredondado, K
L
= 0,2 (d) bem
arredondado, K
L
= 0,04.
130
Munson at al (2004) demonstra, como mostrado na figura A4.6, valores típicos
para o coeficiente de perda de carga para regiões de entrada em função do raio de
arredondamento da borda.
Quando um fluído está se movendo de um conduto para um reservatório de
grandes proporções diz-se que este passa por uma expansão brusca. Já a figura
A4.7 reproduzida de Munson at al (2004) ilustra correntes de fluído em expansão
brusca, onde toda a energia cinética do fluído é dissipada por efeitos viscosos
quando a corrente de fluído se mistura com o fluído em repouso no tanque.
Figura A4.5: Escoamento e distribuição de pressão numa região de
alimentação com canto vivo.
Figura A4.6: Coeficiente de perda na entrada em
função do arredondamento.
131
A partir de uma análise simples é possível obter o coeficiente de perda de
carga, quando o fluído passa por uma expansão brusca. Para a análise considere as
equações da continuidade, e da conservação da quantidade de movimento para o
volume de controle mostrado na figura A4.8 e a equação da energia entre as seções
(2) e (3). Admitindo-se que o escoamento é uniforme nas seções (1), (2) e (3) e que
a pressão é constante ao longo do lado esquerdo do volume de controle ilustrado na
figura A4.8, isto é p
a
= p
b
= p
c
= p
1
, as equações que descrevem o escoamento são,
Figura A4.7: Escoamento e coeficiente de perda em diversos tipos de descarga. (a)
reentrante, K
L
= 1,0; (b) canto vivo, K
L
= 1,0; (c) ligeiramente arredondado, K
L
= 1,0;
(d) bem arredondado, K
L
= 1,0.
Figura A4.8: Volume de controle utilizado para calcular o
coeficiente de perda numa expansão assimétrica brusca.
132
2
2
1
1
−=
A
A
K
L
Para contrações ou expansões graduais tem-se uma variação grande das
perdas, a figura A4.10eproduzida de Munson at al.(2004) mostra resultado típico
para um difusor cônico com razão de áreas A
2
/A
1
. Para ângulos muito pequenos, o
difusor é longo e a maior parte da perda de carga é devida à tensão de cisalhamento
na parede, porem se o ângulo é moderado pode haver separação do fluído das
paredes e a perda de carga passa a ser provocada pela dissipação de energia
cinética do jato que deixa o duto que apresenta menor diâmetro. Para valores
relativamente altos de θ, o difusor cônico é menos eficiente do que uma expansão
de bordas retas que apresenta K
L
= 1. Há um valor ótimo para θ, para o qual o
coeficiente de perda é mínimo. Se K
L
é mínimo e θ é pequeno isto indica que é difícil
desacelerar eficientemente um fluído.
A prova de que é relativamente fácil acelerar um fluído eficientemente em uma
contração cônica, está no fato dos coeficientes de perda de carga serem pequenos,
por exemplo K
L
= 0.02 para θ = 30º e K
L
= 0.07 para θ = 60º.
Sabe-se que as perdas de carga de um fluído escoando em curva é maior que
as de um fluído escoando em uma tubulação reta, isto ocorre pois há a separação
do escoamento que ocorre na parte interna da curva e a presença de um
escoamento rotativo secundário provocado por um desbalanceamento das forças
centrípetas. A figura A4.11, reproduzida de Munson at al (2004) ilustra as perdas de
carga K
L
para escoamentos em curvas de 90º e altos números de Reynolds, porem
(eq A4.13)
Figura A4.10: Coeficiente de perda para um difusor
cônico típico.
133
as perdas por atrito, relativas ao comprimento axial da curva, deve ser calculada e
adicionada aquela calculada com o coeficiente de perda fornecido na figura A4.10
Para sistemas onde espaço é um fator importantíssimo e a utilização de
cotovelos com 90º de curvatura é imprescindível sabe-se que a perda de carga será
alta, para reduzi-la pode-se utilizar pás direcionadoras ilustradas na figura A4.12
reproduzida de Munson at al (2004), é perceptível que as pás direcionadoras
reduzem o escoamento secundário e as perturbações encontradas na configuração
original.
Figura A4.11 Características do escoamento
numa curva de 90º e o coeficiente de perda
neste tipo de escoamento.
Figura A4.12: Característi
cas do escoamento em uma “curva”
típica de 90º e os coeficientes de perda associados: (a) sem
pás direcionadoras, (b) com pás direcionadoras. .
134
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