Avaliação do uso de etanol hidratado e altamente hidratado pelo método da fumigação como combustível em motores de ignição por compressão monocilíndricos

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Rosa, Josimar Souza
• Orientador(a): Rocha, Luiz Alberto Oliveira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Etanol; Fumigação; Motor de combustão interna; Emissões atmosféricas; Fenômenos de transporte
• Palavras-chave em Inglês: Hydrous ethanol; Fumigation; Emissions reduction; Compression ignition engine; Dual fuel
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/198542

Os motores de combustão interna são equipamentos aplicados em diversas áreas, tendo destaque no setor de transporte e na geração de energia elétrica. Desta forma, é necessário que seu uso seja racionalizado e que seu desempenho seja continuamente melhorado, tanto nos aspectos técnicos como ambientais. Neste contexto, esta tese visa contribuir com a literatura na área, avaliando os efeitos do uso do etanol e do etanol com maiores frações de água (até 30% em volume), no comportamento de pequenos motores de ignição por compressão. Neste estudo, para aplicação do etanol, foi empregada a técnica da fumigação, que consiste na injeção do mesmo no coletor de admissão de ar, havendo, desta forma, a pré-mistura com o ar e substituição parcial do óleo diesel que é injetado dentro da câmara de combustão. Dois diferentes motores monocilíndricos foram ensaiados: Agrale M93ID, acoplado a um gerador, e Ricardo Proteus, acoplado a um dinamômetro. Os principais parâmetros utilizados para avaliação foram as eficiências, os consumos de combustíveis, emissões e características do processo de combustão. Os resultados mostraram que há viabilidade técnica do uso do etanol com elevada fração de água pelo método da fumigação, por vezes com eficiências menores do que aquelas apresentadas nos ensaios em condição testemunha. No caso do motor Agrale, para a carga de 5,6 kW (no alternador) a máxima eficiência obtida foi próxima a 24,4% enquanto que para a carga de 7,2 kW foi 24,9%, ambas em condições de substituições intermediárias. Neste mesmo motor, quando usada carga de 7,2 kW, a pressão dentro do cilindro reduziu progressivamente com o aumento da substituição por etanol, chegando a cair 27,6% na condição de maior substituição. Como resultado do aumento da substituição, também foi constatado maior atraso na ignição. No caso do motor Ricardo Proteus, a máxima eficiência indicada obtida foi 44,2% para a condição de menor substituição, quando usado etanol com 15% de água adicional, e o aumento progressivo da substituição proporcionou redução das eficiências. O comportamento da curva de pressão dentro do cilindro mostrou-se afetado pelo ponto de injeção direta, sendo que em elevada substituição, na condição em que o etanol possuía 30% de água adicional e ponto de injeção direta em 326°, chegou ao pico 93,1 bar, enquanto para condição de substituição semelhantes no ponto de injeção direta de 346°, chegou a 76,3 bar.