Análise da combustão e das emissões de um motor flex usando misturas heterogêneas de combustíveis

• Main Author: Chiapinotto, Lino
• Publication Date: 2017
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da UNESP
• Download full: http://hdl.handle.net/11449/152162
• topic: Combustíveis para motores; Motores; Gases de combustão; Motor Flex; Injeção concomitante; Etanol; Gases de exaustão; GNV; Flex engine; Concomitant injection; Ethanol; Exhaust gas emissions

Nesta pesquisa investiga-se a viabilidade do uso de misturas heterogêneas de combustíveis compostas por etanol e gás natural veicular (GNV) em motor flex fuel (Flex). Os motores Flex, no Brasil, são abastecidos com gasolina E27 (com até 27% de etanol anidro e 73% de gasolina), etanol, GNV ou qualquer mistura de etanol e gasolina. Ao funcionarem com o GNV apresentam vantagens pela menor emissão de dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) e óxidos de nitrogênio (NOX), mas são desvantajosos com relação às emissões de hidrocarbonetos (HC) em baixas rotações quando comparados ao utilizarem gasolina ou etanol, além da perda de potência variando de 10 a 20%. Esta pesquisa objetiva encontrar uma mistura de etanol-GNV, cuja combustão possa reduzir, as emissões de CO, HC e NOx do motor Flex em relação ao modo GNV. Os testes foram conduzidos num motor Flex de 2000 cilindradas, com duas válvulas por cilindro. No motor foi instalado um sistema de gerenciamento de injeção eletrônica de GNV funcionando concomitantemente com a injeção de combustível líquido. Fez-se inicialmente a medição da vazão de etanol (E100), do GNV (E0) e de diferentes misturas de etanol-GNV (E20, E40, E60, E80). Para a avaliação dos parâmetros das emissões de CO2, CO, O2, HC e NOx, das eficiências (térmica, volumétrica e mecânica), consumo específico de combustível e custo operacional, calibrou-se primeiramente o motor para o uso de E0 e de E100. Os testes foram realizados em modo estacionário e dinâmico, cujas emissões foram medidas através do analisador de gases. No modo estacionário mediram-se as emissões de gases de exaustão em velocidade angular de 1000 e 2500 RPM (rotações por minuto); no modo dinâmico mediram-se além das emissões, a potência e o consumo de combustível com o motor submetido a 25% de carga a 2000, 2500, 3000 RPM e à carga total num dinamômetro ativo para até 290 kW. Os melhores resultados obtiveram-se para a mistura E20. Comparando-se com E0, a mistura E20 resultou uma média de 55,33%, 31%, 29,86% e 57,41% na diminuição das emissões de CO, O2, HC e de NOx, respectivamente, com um aumento médio das emissões de CO2 em 5,81%; foi observado também perda de 2,45% de potência líquida, além do aumento de 2,35%, 1,25%, 1,41%, 16,94% e 18,85% para eficiência térmica, eficiência volumétrica, eficiência mecânica, consumo específico de combustível e do custo operacional, respectivamente