Publicação

Projecto de um Motor de Combustão Interna para um veículo Automóvel de Extra-Baixo Consumo de Combustível

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Esta dissertação engloba o projecto de um motor de combustão interna a 4 tempos de ignição por faísca a gasolina para o Eco Veículo XC20i, que participa em competições de alto rendimento energético. Os objectivos para este trabalho são o projecto de um motor de combustão interna com um rendimento de conversão de combustível ao freio superior ao já existente, M3165, assim como a diminuição da massa total do motor de forma a optimizar o desempenho do Eco Veículo XC20i nas competições da Shell Eco-Marathon. Para realizar o projecto do motor de combustão interna foi utilizado um programa de simulação do ciclo de funcionamento de motores de combustão interna a 4 tempos de ignição por faísca (CFM), desenvolvido no DEM-FCTUC pelo Professor Doutor Pedro Carvalheira. O projecto efectuado é bastante exaustivo, tendo sido avaliado um espectro bastante alargado das variáveis mais importantes que influenciam o rendimento de conversão de combustível ao freio de um motor de combustão interna. Foi desenvolvido um programa para prever a espessura de filme lubrificante entre o anel do êmbolo e o cilindro, de forma a poder prever-se o trabalho de atrito com maior precisão do que aquela que o programa de simulação do CFM actualmente prevê. Depois das principais características do motor de combustão interna terem sido definidas foi possível passar-se ao projecto mecânico dos componentes. Para esta parte do projecto foram utilizadas ferramentas de análise estrutural por elementos finitos, ANSYS Workbench 10.0, assim como um programa de desenho CAD, Autodesk Inventor Professional 2011. O motor projectado tem uma cilindrada de 22.45 cm3 e uma relação curso/diâmetro de 0.80, sendo a cilindrada e a relação curso/diâmetro bastante inferior às do motor actual, respectivamente 31.65 cm3 e 1.12. O binário máximo ao freio do motor projectado é de 1.74 N·m face aos 2.07 N·m do motor actual. Os objectivos para este trabalho foram alcançados tendo-se projectado um motor com um consumo específico de combustível ao freio de 248.40 g/kW·h relativamente ao valor de 272.62 g/kW·h do motor actualmente utilizado, M3165, representando uma melhoria de 11.0%. A massa do motor alcançada no fim do projecto foi de 6.058 kg, face a 7.057 kg do motor usado actualmente, verificando-se assim uma melhoria de 11.7%.
Autores principais:	Rodrigues, José Pedro Bordonhos Bandeira
Assunto:	Projecto do motor combustão interna Rendimento energético Shell Eco-Marathon Internal combustion engine design Energy efficiency
Ano:	2011
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Coimbra
Idioma:	português
Origem:	Estudo Geral - Universidade de Coimbra

Descrição
Resumo:	Esta dissertação engloba o projecto de um motor de combustão interna a 4 tempos de ignição por faísca a gasolina para o Eco Veículo XC20i, que participa em competições de alto rendimento energético. Os objectivos para este trabalho são o projecto de um motor de combustão interna com um rendimento de conversão de combustível ao freio superior ao já existente, M3165, assim como a diminuição da massa total do motor de forma a optimizar o desempenho do Eco Veículo XC20i nas competições da Shell Eco-Marathon. Para realizar o projecto do motor de combustão interna foi utilizado um programa de simulação do ciclo de funcionamento de motores de combustão interna a 4 tempos de ignição por faísca (CFM), desenvolvido no DEM-FCTUC pelo Professor Doutor Pedro Carvalheira. O projecto efectuado é bastante exaustivo, tendo sido avaliado um espectro bastante alargado das variáveis mais importantes que influenciam o rendimento de conversão de combustível ao freio de um motor de combustão interna. Foi desenvolvido um programa para prever a espessura de filme lubrificante entre o anel do êmbolo e o cilindro, de forma a poder prever-se o trabalho de atrito com maior precisão do que aquela que o programa de simulação do CFM actualmente prevê. Depois das principais características do motor de combustão interna terem sido definidas foi possível passar-se ao projecto mecânico dos componentes. Para esta parte do projecto foram utilizadas ferramentas de análise estrutural por elementos finitos, ANSYS Workbench 10.0, assim como um programa de desenho CAD, Autodesk Inventor Professional 2011. O motor projectado tem uma cilindrada de 22.45 cm3 e uma relação curso/diâmetro de 0.80, sendo a cilindrada e a relação curso/diâmetro bastante inferior às do motor actual, respectivamente 31.65 cm3 e 1.12. O binário máximo ao freio do motor projectado é de 1.74 N·m face aos 2.07 N·m do motor actual. Os objectivos para este trabalho foram alcançados tendo-se projectado um motor com um consumo específico de combustível ao freio de 248.40 g/kW·h relativamente ao valor de 272.62 g/kW·h do motor actualmente utilizado, M3165, representando uma melhoria de 11.0%. A massa do motor alcançada no fim do projecto foi de 6.058 kg, face a 7.057 kg do motor usado actualmente, verificando-se assim uma melhoria de 11.7%.