Agosto 2024 vol. 11 num. 1 - XXXI Simpósio Internacional de Engenharia Automotiva

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Desenvolvimento de Motor Monocilindro Termodinâmico de Pesquisa para Investigações de Injeção Direta de Ultra-Alta Pressão de Etanol e Gasolina

Single Cylinder Research Engine Development for Ultra-High Pressure Direct Injection of Ethanol and Gasoline Investigations

SANTOS, I.R. ; STRAPASSON, M. ; MARTINS, M. E. S. ; LANZANOVA, T. D. M. ; ROSO, V. ;

Trabalho completo:

Um motor monocilíndrico termodinâmico de pesquisa é uma ferramenta poderosa para investigar tecnologias emergentes para a melhoria da eficiência. No Brasil, as normas L8 e P8 impuseram metas desafiadoras para os níveis de emissões na homologação de veículos. Nesse cenário, novas tecnologias para melhorar o processo de combustão e a eficiência do motor são cruciais. Para investigar as tecnologias mais promissoras, como a injeção direta de gasolina ou etanol a ultra-alta pressão em motores de ignição por centelha para o mercado brasileiro, foi projetado um motor monocilíndrico termodinâmico de pesquisa e construído um primeiro protótipo. Este artigo fornece uma visão geral do processo de desenvolvimento. O motor foi dividido em cinco principais subconjuntos: unidade de potência, bloco do cilindro, bloco do motor, mecanismo de polias e sistemas auxiliares. A câmara de combustão foi projetada com base em um motor comercial moderno. O processo de desenvolvimento de todos os subsistemas, bem como de seus componentes, foi realizado com simulações 1D, CFD 3D e ferramentas CAD. O motor foi fabricado e instalado em um banco de testes, permitindo sua operação em várias cargas e velocidades. Ele foi testado com etanol e gasolina em pressões de injeção de até 1000 bar.

Trabalho completo:

A single cylinder research engine is a powerful tool to investigate emerging technologies for efficiency enhancement. In Brazil, L8 and P8 standards have posed challenging goals to achieve the emissions levels required for vehicle homologation. In this scenario, new technologies to improve the combustion process and the engine efficiency are crucial. To investigate the most promising technologies such as ultra-high pressure direct injection of gasoline or ethanol for spark-ignited engines for the Brazilian market, a single cylinder research engine was designed, and a first prototype was built. This paper provides an overview of the design process. The engine was divided into five main subassemblies: power unit, cylinder block, engine block, pulley mechanism and auxiliary systems. The auxiliary system include lubrication, cooling, fuel injection, gas exchange path, engine and control systems. The combustion chamber was designed based on a modern commercial engine. The development process of all subsystems, as well as their components, was performed with 1D, 3D CFD simulations and CAD tools. The engine was manufactured and installed on a test bench, allowing it to operate at various loads and speeds. It was tested with ethanol and gasoline at injection pressures of up to 1000 bar.

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DOI: 10.5151/simea2024-PAP50

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Como citar:

SANTOS, I.R.; STRAPASSON, M.; MARTINS, M. E. S.; LANZANOVA, T. D. M.; ROSO, V.; "Desenvolvimento de Motor Monocilindro Termodinâmico de Pesquisa para Investigações de Injeção Direta de Ultra-Alta Pressão de Etanol e Gasolina", p. 248-256 . In: Anais do XXXI Simpósio Internacional de Engenharia Automotiva . São Paulo: Blucher, 2024.
ISSN 2357-7592, DOI 10.5151/simea2024-PAP50

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