Mestrado Profissional em Engenharia Automotiva
Trabalhos de Conclusão de Curso

Efeito da temperatura do líquido de arrefecimento na produção de emissões poluentes de motor de ignição por faísca

COOLING TEMPERATURE EFFECTS IN THE POLLUTANT EMISSIONS PRODUCTION OF A SPARK IGNITION ENGINE

Autor
Corradini, Fernando -
Orientador
Trielli, Maurício Assumpção
Defesa de tese
20 / 10 / 2005
Participantes da Banca
Trielli, Maurício Assumpção; Krieger Filho,Guenther Carlos; Jen, Lin Chau
Palavras-chave
Motor de Ignição por Faísca; Emissões Veiculares de Poluentes; Temperatura de Arrefecimento; Testes de Emissões
Keywords
Spark Ignition Engine; Emissions; Cooling Temperature; Emissions Tests

Resumo

O presente trabalho tem como objetivo estudar o efeito da temperatura da água de arrefecimento de motores de combustão interna de ignição por faísca na produção de gases poluentes de escapamento.
Para tanto, inicialmente, foram realizados ensaios de emissão em regime permanente num motor montado em dinamômetro de bancada e desprovido de catalisador, envolvendo um número relativamente pequeno de condições de carga e de rotação de funcionamento.
Após ter sido identificada uma faixa de temperaturas para a qual eram obtidas as menores produções de gases poluentes de escapamento regulamentados, sem comprometimento dos demais parâmetros de desempenho, buscou-se, por meio de ensaio em regime transiente deste mesmo motor, agora montado num veículo conceitual, verificar a adequação dos resultados obtidos anteriormente.
O veículo, também sem catalisador e com o motor equipado alternadamente com três válvulas termostáticas foi, então, ensaiado em dinamômetro de chassis com o intuito de reproduzir a operação do sistema de arrefecimento com temperaturas superiores, inferiores e similares àquelas da faixa definida no ensaio de bancada.
Considerando as particularidades dos procedimentos dos dois tipos de ensaio, a verificação desejada foi realizada com o uso de uma ferramenta de análise, desenvolvida com a finalidade de estabelecer uma correspondência entre os resultados obtidos nos dois tipos de ensaio.
Apesar da forma simplificada com que esta ferramenta foi aplicada, foi possível inferir, exceto pelas emissões de hidrocarbonetos, que em ambos os casos as faixas de temperatura de operação adequadas do sistema de arrefecimento eram coincidentes.
Caso a correspondência obtida se demonstre consistente para outros motores após seu necessário aprimoramento, é possível vislumbrar o estabelecimento de uma correlação entre os dois métodos e uma reorientação nos procedimentos hoje existentes de ensaios de emissões de poluentes com possível simplificação e redução nos custos destes mesmos ensaios.


Abstract
This work intends to study the effects of the cooling system temperature on the pollutant emissions produced by a spark ignition internal combustion engine. So, firstly were performed steady state emission tests in an engine installed on a bench dynamometer, involving a small number of the load and speed conditions. None post treatment system was used. Before to identify the temperature range to which the engine produced the lowest quantities of the standard exhaust gas pollutant and without to compromise others performance parameters, it searched, by the transient mode tests to this same engine, now mounted in the vehicle, to verify the consistence of the results obtained firstly. The vehicle, also without any emission post treatment system and with the engine equipped alternately with three thermostatic valves, was then tested in chassis dynamometer with the objective of reproducing cooling system operation with superior, inferior and similar range of temperatures defined in the bench test. Considering the procedures particularities of the two types of tests, the wished verification was accomplished with the use of an analysis tool, developed with the purpose of establishing a correspondence between results obtained in the two types of tests. Besides the simplified form with which this tool was applied, it was possible to infer, except by the hydrocarbons emissions, that in both cases the ranges of temperature operation adequate of the cooling system were coincident. In case the obtained correspondence demonstrates consistent for other engines, after its necessary refinement, it is possible to glimpse the establishment of a correlation between both methods and a reorientation in the emissions tests procedures of pollutant today existing with possible simplification and reduction in the costs of these same tests.