Análise técnica do uso de etanol em um motor de combustão interna para diferentes razões de compressão.

Abstract

Atualmente, diversos estudos estão sendo desenvolvidos na busca de melhorias nos motores de combustão interna, os quais possuem como desafio o aumento da eficiência do motor e a redução dos níveis de emissão. Como forma de contribuir para esses estudos, o presente trabalho tem como proposta o auxílio à otimização contínua do motor de combustão interna, com o uso de um biocombustível, através de uma análise mais direcionada. Esta análise representa uma pesquisa descritiva que busca investigar a influência da razão de compressão no desempenho operacional de um motor de combustão tendo etanol como combustível. Através da simulação computacional, utilizando o software Lotus Engine, foi possível registrar resultados de potência, torque, consumo, pressão média efetiva (BMEP) e eficiência volumétrica para diferentes razões de compressão e obter, também, a mistura ar-combustível ideal para a operação do motor movido a etanol. A análise foi realizada em dois modelos monocilíndricos de motores, o primeiro modelo adotado está disponível no manual do software, enquanto o segundo é baseado em um motor veicular comercializado. Com os resultados obtidos foi possível perceber que o motor a etanol possui um melhor desempenho operacional na mistura estequiométrica, onde a razão de equivalência é igual a um, operando com razões de compressão superiores a gasolina. Ao realizar a simulação computacional para uma razão de compressão comum entre os motores veiculares (11:1), pode-se notar que o etanol apresentou, em relação a gasolina, uma redução de 7,53% da potência, de 6,77% do torque, de 6,96% da BMEP, enquanto o consumo específico aumentou 67,55%. No geral, pode-se dizer que os melhores resultados de desempenho registrados para o etanol foram para a razão de compressão de 14:1 para o primeiro modelo e de 14,5:1 para o segundo modelo computacional. Assim, o presente trabalho tem como intenção mostrar que quanto maior a razão de compressão melhor será a resposta do etanol na operação do motor de combustão interna, sendo possível atingir valores compatíveis com os da gasolina, mesmo apresentando um menor poder calorifico.