Rendimento volumétrico de um motor de pistões opostos a quatro tempos

• Author(s): Alves, Fausto Santos
• Date: 2011
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.6/3668
• Origin: uBibliorum
• Subject(s): Motor de pistões; Motor de pistões - Rendimento volumétrico - Avaliação; Pistões opostos; Junker
• Document Type: Master thesis
• Language: Portuguese
• Advisor(s): Brojo, Francisco Miguel Ribeiro Proença
• Contributor(s): uBibliorum

Description

Este trabalho tem como objectivo avaliar o rendimento volumétrico de um motor de pistões opostos a quatro tempos, no seu processo de lavagem dos gases de escape. Um motor nesta configuração, normalmente funciona a dois tempos, mas neste estudo transformou-se num motor a quatro tempos. O motor em estudo é da marca Robin America,Inc. Modelo EY15, que na sua forma original, não funciona numa configuração de pistões opostos. Para a realização do estudo teórico considerou-se que o cabeçote de dois motores Robin EY15 idênticos são removidos de forma a permitir a união de um com o outro. A junção fará com que os pistões estejam em direcções opostas. Nesta configuração o colector de admissão de cada um dos motores encontra-se numa posição frontal ao colector de escape do outro motor. Visto que será um motor a quatro tempos considerou-se a existência de válvulas nessas condutas em vez das tradicionais janelas dos motores a dois tempos. Esta transformação não será realizada na prática pois nesse caso seria necessário construir cambotas, sistemas de admissão, sistemas de injecção e combustível, etc. Portanto foi utilizado um modelo matemático de turbulência (K-ε), aplicado no programa Ansys Fluent (software de CFD - Computacional Fluid Dynamics), que possibilitou a avaliação teórica do rendimento volumétrico deste motor em três dimensões para diferentes velocidades de rotação. Com este estudo, pretende-se então considerar esta experiência credível de ser executada na realidade, com vista à sua utilização no meio aeronáutico. Possibilita-se assim a construção de um motor a partir de outro já existente reduzindo desta maneira o seu custo de fabrico. Além disso, pretende-se ter um motor leve, mas com grande potência e realizando o mínimo de poluição possível.

his thesis aims to evaluate the volumetric efficiency of a four-stroke engine with opposite pistons in its washing process of the exhaust gases. An engine in this configuration usually works in two strokes, but in this study has become a four-stroke engine. The engine in question is a Robin America’s, Inc. EY15 model, which in its original form, does not work in a setting of opposite pistons. To carry out this theoretical study, there was considered the removal of the head in two identical Robin EY15’s to allow its union. The junction will result in the pistons being in opposite directions. In this configuration the inlet manifold of each engine is in a forward position in relation to the exhaust manifold of the other engine. Since it is a four-stroke engine, the existence of valves in these pipes was taken into consideration instead of the traditional windows in two-stroke engines. This transformation will not be conducted manually because you would have to build crankshafts, intake systems, fuel injection systems, etc. Therefore, a mathematical model of turbulence (K-ε) was used, applied in the Ansys Fluent software (CFD - Computational Fluid Dynamics) programme, which made the theoretical evaluation of the volumetric efficiency of this engine in three dimensions for different rotational speeds possible. This study intends to show that this experience is credible and that its implementation is possible in the aeronautical field. Thus enabling the construction of an engine from an existing one as well as reducing the cost of manufacture. In addition, its intention is to build a lightweight, more powerful engine along with causing the least possible environmental damage.