Metodologia experimental para a maximização do desempenho de um motor multicombustível turboalimentado sem prejuízo à eficiência energética global

Abstract

As novas tendências do mercado automobilístico demandam novas tecnologias para a concepção de motores que permitam a utilização de diferentes combustíveis. Contudo, os motores multicombustíveis atuais apresentam uma única razão volumétrica de compressão, o que deixa margem para melhorias através de sistemas que permitam o controle das condições de combustão de forma diferenciada para cada combustível. Este trabalho tem como objetivo a busca do melhor desempenho de um motor multicombustível, turboalimentado a gasolina, álcool etílico e gás metano veicular sem prejuízo para a eficiência energética global. Um turboalimentador, uma central eletrônica programável e um sistema multiponto de 5ª geração para gás metano veicular foram instalados no motor que foi calibrado para cada combustível controlando-se a pressão de turboalimentação. As medições de pressão no cilindro, depuradas e analisadas, proporcionaram importantes parâmetros da combustão. A turboalimentação produziu melhorias significativas em relação às melhores configurações do motor aspirado. Para a gasolina, devido à razão volumétrica de compressão de 11:1 ser já elevada para esse combustível no motor original aspirado, obteve-se na versãoturboalimentada um ganho de torque reduzido em plena carga. Esse menor ganho é atribuído à drástica redução dos ângulos de avanço de ignição, limitados pelo surgimento de detonação. A análise da combustão para o motor aspirado mostra velocidades de propagação de chama próximas para o álcool etílico e o gás metano paraa mesma razão volumétrica de compressão, porém a maior velocidade de propagação de chama da gasolina em relação aos demais é demonstrada pelos resultados de depuração da pressão do cilindro obtidos da razão volumétrica de compressão de 12,5:1 com 50%de gasolina e 50% de álcool etílico hidratado em volume. Os menores fatores médios de turbulência na versão turboalimentada e presença de maior percentual de gases queimados residuais explicam a menor velocidade de propagação da chama destes quando comparados à versão aspirada operando com o mesmo combustível. Para a versão turboalimentada deste motor a velocidade média de propagação da chama mais elevada foi conseguida com a gasolina, em seguida com o álcool etílico e por último com o gás metano.