Efeitos do etanol hidratado no comportamento tribológico do sistema Came-Tucho em condições lubrificadas

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Ratamero, Leandro de Amorim
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Atrito; Cam-Tappet; Etanol; Friction; Hidrated ethanol; Tribologia; Tribology
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-05112020-145106/

Este trabalho trata das forças de atrito em sistemas came-tucho de ação direta, particularmente, nariz de came e tucho, sistemas estes normalmente empregados em motores de combustão interna ciclo Otto, bi-combustíveis. Neste contexto, o trabalho descreve fenômenos tribológicos, propõe uma nova abordagem experimental para a medição das forças de atrito e propõe uma nova e simples descrição teórica sobre a tribologia do contato cametucho. Os sistemas came-tucho de ação direta apresentam peculiaridades mecânicas e condições típicas de superfícies, de came e de tucho, que influenciam no comportamento tribológico. Por se tratar de um contato lubrificado, as condições e propriedades do lubrificante também desempenham um papel importante. Em certas condições específicas de uso veicular, utilizando-se o etanol hidratado como combustível, este pode misturar-se ao lubrificante do motor. Este trabalho esclarece, via experimentação, em condições lubrificadas, os efeitos do etanol hidratado no comportamento tribológico do contato entre o nariz de came e o tucho, que representa uma das piores condições tribológicas presentes em motores de combustão interna ciclo Otto. Mais especificamente, são pesquisados efeitos do etanol hidratado, adicionado e misturado ao lubrificante, em termos de forças e coeficientes de atrito. Experimentos em máquina pino-disco foram realizados, visando auxiliar na compreensão dos fenômenos de atrito resultantes das adições de etanol hidratado. Um aparato de bancada monocame foi proposto e construído. O aparato permitiu medir, diretamente, as forças de atrito entre came e tucho. O sistema é constituído por peças reais de um motor de combustão interna, num esforço de reproduzir, fora de um motor real em operação, o funcionamento mecânico do par came-tucho. Duas células de carga irão medir simultaneamente a força normal de contato e a força de atrito devido ao contato came-tucho. Foi possível verificar que a adição de etanol hidratado promove uma redução das forças totais de atrito nariz de came-tucho, nas condições específicas dos experimentos monocame realizados, fenômeno este devido ao aumento de espessura de filme lubrificante, que ocorre por efeito de crescimento de viscosidades com as adições de etanol hidratado. Com base nos dados experimentais coletados, e considerando um modelo elastohidrodinâmico, foi possível propor um novo modelo semi-empírico, para descrever os resultados experimentais. Este novo modelo utiliza, como base, as Lei de Coulomb e a Lei de Newton da viscosidade, adaptadas para o sistema em estudo.