dissertação
Análise comparativa de vibração em motores ciclo diesel com combustível comercial e biodiesel
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Automação
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Resumo
O principal objetivo deste trabalho foi analisar as vibrações decorrentes de um motor de combustão interna ciclo diesel, utilizando dois combustíveis diferentes, o diesel comercial (B8) e o Biodiesel (B100). Além disso, foram analisados, como dados complementares, o consumo de combustível por ciclo de funcionamento, o nível de particulados emitidos na atmosfera e a temperatura do motor. Para isso, experimentos foram realizados com o motor instalado no veículo de forma não invasiva. A partir dos resultados experimentais, foi possível verificar a perda energética do motor em relação à vibração, levando-se em consideração os dois tipos de combustíveis testados (B8 e B100), a partir de sinais de vibração coletados no bloco do motor. Os testes foram realizados, levando-se em consideração três rotações distintas: 800 rpm, que corresponde a marcha lenta, 1800 rpm que corresponde a rotação relativa ao torque máximo do motor e 3600 rpm, que corresponde a rotação de maior potência do motor. Os dados levantados permitiram uma avaliação quantitativa de como cada combustível influencia no nível de vibração do motor. Nas três rotações analisadas, o diesel B8, apresentou um índice de vibração superior quando comparado ao B100 e a temperatura se manteve constante. Apesar do consumo utilizando o biodiesel B100 ter apresentado valores ligeiramente superiores, o nível de particulado emitido na atmosfera foi inferior. Notou -se ainda que a vibração aumentou nos dois casos analisados, a medida em que se aumentou a rotação do motor. O diesel B8 apresentou uma velocidade total de vibração, variando de acordo com a com a rotação, entre 4,5 a 21%, superiores ao B100. Como consequência, a energia dissipada por meio da vibração foi maior utilizando o diesel B8 em relação ao B100. Com isso, pôde-se concluir que o tipo de combustível está diretamente relacionado ao nível de vibração em motores a combustão interna.
Abstract
The main objective of this study is to analyze the vibrations arising from an internal combustion cycle diesel engine using two different fuels, commercial diesel (B8) and Biodiesel (B100). In addition, the consumption, the level of particulate emitted in the atmosphere and the temperature of the engine were analyzed as complementary data. Experiments were performed with the motor non-invasively installed in the vehicle. From the experimental results, it was possible to verify the energetic loss of the engine, taking into account the two types of tested fuels (B8 and B100) from the collected vibration signals. The tests were carried out taking into account three distinct rotations: 800 rpm, which corresponds to idle, 1800 rpm that corresponds to the rotation relative to the maximum torque of the engine and 3600 rpm, which corresponds to the rotation of higher engine power. The data collected allowed a quantitative assessment of how each fuel influences the vibration level of the engine. In the three analyzed rotations, diesel B8 showed to be more energetic in relation to the vibration level when compared to B100 and the temperature remained constant. Although the consumption using biodiesel B100 presented values slightly higher, the level of particulate emitted to the atmosphere was inferior. It was also noted that the vibration increased in both cases, as the engine speed increased, being the diesel B8 presented a total vibration index with rotations ranging from 4.5 to 21%, presenting values higher than B100. Therefore, the dissipated vibration energy was higher using the B8 diesel, which was 10 to 45% higher than the B100, taking into account engine rotation. With this, it is concluded that combustion generates higher level of vibration in internal combustion engines, depending on the kind of used fuel.
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LIMA JÚNIOR, J. Análise comparativa de vibração em motores ciclo diesel com combustível comercial e biodiesel. 2018. 78 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Sistemas e Automação)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2018.