Mestrado Profissional em Engenharia Automotiva
Trabalhos de Conclusão de Curso

Modelagem térmica de injetores aquecidos para motores de combustão interna do ciclo Otto

Não Disponível

Autor
Rezende, Alexandre -
Orientador
Defesa de tese
29 / 10 / 2009
Participantes da Banca
Palavras-chave
etanol, sistema de partida a frio, aquecimento por eletromagnetismo, injetor aquecido, modelamento térmico.
Keywords
ethanol, cold-start system, electromagnetic heating, heated injector, thermal modeling.

Resumo

Este trabalho apresenta uma análise de desempenho por meio de um modelamento térmico, de uma nova tecnologia de sistema de partida a frio para aplicação em motores de combustão do ciclo Otto utilizando injetores aquecidos por meio de
eletromagnetismo. Este novo método ainda em fase de desenvolvimento, tem como finalidade permitir a partida a frio em baixas temperaturas de veículos movidos a etanol ou bicombustíveis, e deve ser oferecido como alternativa para substituir o
sistema utilizado atualmente. Presentemente o sistema de partida a frio utiliza um reservatório auxiliar de gasolina que, por sua vez, traz alguns inconvenientes para o usuário do veículo, como apontado neste trabalho.
O estudo baseia-se na teoria de transmissão de calor em regime transitório de sistema concentrado, sendo que o escopo do trabalho é a transmissão do fluxo de calor da parede do injetor para o combustível etanol. O objetivo foi de criar um modelo matemático que tem por finalidade simular as interações entre os diversos parâmetros envolvidos no processo de  aquecimento, tais como a potência de aquecimento e coeficiente médio de transferência de calor.
Particularmente, obteve-se a curva de aquecimento do combustível em função do tempo no interior do injetor, um parâmetro importante no processo. Além disso, o texto apresenta ainda uma revisão do estado da arte e, por fim, uma análise de sensibilidade de alguns parâmetros e seus resultados com comentários pertinentes e sugestões de trabalhos futuros.


Abstract
This work presents a performance analysis by using a thermal modeling of a new cold-start system technology designed for Otto cycle combustion engines based on the electromagnetic heating principle. This new method of cold-start is still in the development phase and it enables engine cranking at low temperatures in vehicles fuelled with ethanol or flex-fuel vehicles (FFV). This new system technology should be available as an alternative to replace the existing system. Currently, the cold-start system uses an auxiliary gasoline tank, which brings some inconveniences for the user as mentioned on this work. The study is based on the lumped heat transfer theory, since the main target is the heat transfer flux from the internal injector wall to the ethanol fuel. The aim was to create a mathematical model that takes into consideration all the parameters involved on the heating process such heating power and average heat transfer coefficient. Particularly, an ethanol heating curve inside the injector was obtained, an important parameter on the process. Besides, the text presents a state of the art review, and finally, a sensitivity analysis of some parameters with its results and comments and suggestions for further studies.