Mestrado Profissional em Engenharia Automotiva
Trabalhos de Conclusão de Curso

Aprimoramentos em sistema de climatização veicular para melhoria de condições ambientais de cabine e redução no consumo de combustível

Climate Control System Improvement to Achieve Better Ambiental Conditions Inside the Cabin and to Decrease the Fuel Consumption

Autor
Moura, Marcelo Blanco Bolsonaro -
Orientador
Tribess, Arlindo
Defesa de tese
06 / 03 / 2007
Participantes da Banca
Tribess, Arlindo; Hernandez Neto, Alberto; Vittorino, Fulvio
Palavras-chave
Carroçaria,Estabilidade estrutural,Custo de operações
Keywords
Climate control system; Air conditioning; Cooling; Thermal comfort; Fuel; Technology

Resumo

Cada vez mais a indústria automotiva mundial busca novas tecnologias para melhorar a vida dos passageiros dentro dos veículos, otimizar o consumo de combustível e minimizar a emissão de poluentes.
A redução do consumo de combustível encontra grande interesse não só em função dos custos do petróleo estarem aumentando a cada ano que passa e de ser um combustível finito, mas também porque atua diretamente na diminuição da emissão de poluentes.
Além do motor de combustão interna, que por si só demanda consumo de combustível para poder operar, outros periféricos acoplados “roubam” uma certa potência, afetando o consumo. E o sistema de climatização veicular é um desses periféricos.
Com o desenvolvimento do presente trabalho foi realizado estudo de aprimoramentos em sistema de climatização veicular para melhoria de condições ambientais de cabine e redução do consumo de combustível.
O estudo abrangeu aprimoramentos tanto na caixa de ar quanto no ciclo de refrigeração e foi realizado em um modelo de veículo classificado como uma perua off-road, com um motor bi-combustível de 1600 cm3, dotado de sistema de climatização com capacidade de 1 TR (usual neste tipo de automóvel).
Para a avaliação do impacto dos aprimoramentos foram realizados testes de desempenho do sistema de climatização, com o veículo em câmara climatizada, na obtenção de condições ambientais de cabine estipuladas pela montadora e de redução no consumo de combustível.
Os testes de desempenho do sistema de climatização foram executados inicialmente com o sistema convencional de ar condicionado, sem nenhuma modificação (sistema de referência). Ao longo do desenvolvimento do trabalho algumas modificações foram introduzidas para que se pudesse determinar o impacto que estas modificações teriam no desempenho do sistema.
Os resultados mostraram que os aprimoramentos possibilitaram melhorar as condições ambientais na cabine do veículo, atingindo-se as condições ambientais estipuladas pela montadora – os requerimentos da montadora. Além disto, a utilização de compressor com pistões de deslocamento variável apresentou redução de consumo de combustível em torno de 5% em relação ao compressor com pistões de deslocamento fixo.


Abstract
More and more the world automotive industry looks for new technologies to improve the passengers' life inside vehicles, to optimize the consumption of fuel and to minimize the emission of pollutant. The reduction of the consumption of fuel finds great interest not only in function of the increasing of the costs of the petroleum - a finite fuel, but also because it acts directly in the decrease of the emission of pollutant. Besides the internal combustion engine demands consumption of fuel by itself to operate, the peripheral components "steal" a certain power, affecting the fuel consumption, and the climate control system is one of that equipment. With the development of the present work a study of enhancements in the vehicle climate control system to improve cabin environmental conditions and to reduce fuel consumption was accomplished. The study included enhancements in the HVAC and in the refrigeration cycle and was accomplished in a off-road vehicle model, with a bi-fuel engine of 1600 cm3, endowed with an climate control system with capacity of 1 TR (usual in this type of automobile). For the evaluation of the impact of the enhancements tests of the climate control system performance were accomplished, with the vehicle in a climatic chamber, to obtain environmental cabin conditions requested by the OEM and to reduce fuel consumption. The tests of the climate control system performance were executed initially with the conventional system of air conditioning, without any modification (reference system). Along the development of the work modifications were introduced for the determination of the impact of these modifications in the system performance. The results showed that the enhancements made possible improve the environmental conditions in the vehicle cabin, reaching environmental conditions stipulated by the OEM - the OEM requirements. Besides, the use of a variable displacement compressor presented reduction of fuel consumption around 5% in relation to the fixed displacement compressor.