Medição on-board das emissões de CO2 por meio do consumo energético monitorado via unidade de controle de veículo flex.

• Main Author: Salvo Junior, Orlando de
• Publication Date: 2020
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Download full: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3138/tde-14012021-173304/
• topic: Chassis; Chassis dynamometer; Dinamômetros; Efeito estufa; Emissões em Tráfego Real (RDE); Engine Control Unit (ECU); Etanol; Ethanol; Gases; Greenhouse gases (GHG); Real Driving Emissions (RDE); Unidade de Controle do Motor (ECU)

O uso de combustíveis fósseis tem significativa contribuição para o aumento da concentração de gases de efeito estufa (GEE) na atmosfera. Em função da ampla participação do setor de transporte rodoviário nas mudanças climáticas, em diversos países as regulamentações têm atuado no sentido de estabelecer maior rigor para a melhoria de eficiência energética veicular e redução das emissões de CO2. Diante deste quadro, a indústria automobilística tem investido em novas tecnologias embarcadas como o downsizing e redução do atrito nos motores, bem como a ampliação do uso de turbo compressor, comando de válvulas variável e injeção direta de combustível. Com base neste cenário, este estudo tem por objetivo propor novo método para monitorar o consumo de combustível e emissões de CO2, de veículos leves flex-fuel. As medições foram feitas nos ciclos de ensaio americano e validado por meio rodagem real-world. A análise destes dados estabeleceu correlação entre consumo e emissão. Estes valores ficaram registrados da unidade de controle do motor de forma a gerar inventário on-board de carbono fóssil e renovável. Para atingir este objetivo, a primeira fase de testes levantou valores de consumo de combustível, por meio de ciclo de testes baseado na faixa de torque máximo do motor do veículo de teste com rotações estabilizadas. O valor da vazão de combustível foi calculado conforme a largura do pulso do injetor e corrigido conforme o fluxo de ar no coletor de admissão. O sensor de etanol utilizado permitiu separar cada elemento do combustível: gasolina, etanol e água. Os ensaios para a validação do método foram feitos por medição em laboratório de emissões e em rodagem por meio de sistema portátil de medição das emissões (PEMS - portable emissions measurement system). Os valores de consumo foram comparados entre os ciclos e entre os combustíveis. Estas relações permitiram minimizar os efeitos da calibração acadêmica da unidade de controle eletrônica (ECU) utilizada bem como identificar desvio em algum dos ensaios. Alguns valores dos resultados deste estudo indicaram, por meio do monitoramento da ECU, no ciclo de rodagem urbano com gasolina, um consumo de 81,0 g/km de massa de combustível, sendo 57,60 g/km de gasolina consumida e 23,40 g/km de etanol. No ciclo urbano usando etanol, a gasolina residual no tanque representou somente 3,22 g/km, para uma massa de 103,34 g/km de etanol e 7,08 g/km era água. Estes resultados indicaram a quantidade de gasolina e etanol consumidos nos testes realizados neste estudo. Esse método permitiu fazer a gravação onboard do combustível consumo e assim indicar o valor de CO2 emitido o que viabiliza possibilidades de inventário de GEE por meio do próprio veículo e a fonte desta emissão, fóssil ou renovável. O objetivo proposto foi atingido e abre caminho para mais investigações sobre o inventário de o CO2 emitido. Desta forma as políticas públicas terão subsídios para a tomada de decisão e assim direcionem recursos nas áreas com demanda por melhoria nas tecnologias e métodos aplicados nos automóveis visando reduzir o impacto ambiental.