Projeto e desenvolvimento de um sistema de controle de arrefecimento de um motor Diesel, a fim de reduzir o consumo de combustível e as emissões

Abstract

RESUMOEste projeto baseia-se no controle eletrônico de um sistema de arrefecimento do motor Diesel. A proposta do sistema descrito substitui o sistema tradicional de "arrefecimento" para um sistema mecatrónico constituído por uma bomba de água com acionamento elétrico, ventilador acionado eletricamente, uma válvula termostática controlada eletronicamente e um algoritmo de controle. Este conjunto será capaz de fazer um controle preciso da temperatura do sistema de arrefecimento, diminuindo assim a emissão de poluentes e do consumo de combustível, e que permite uma resposta rápida no aquecimento do motor na partida a frio. Depois da validação, espera-se uma proposta de projeto para estar disponível no mercado de produtos que atendam os padrões de emissões futuras, economia no consumo de combustível, durabilidade e competitividade nos mercados internacionais, tendo em conta a melhoria da relação custo-benefício. INTRODUÇÃOO motor de combustão interna do ciclo Diesel é uma máquina térmica que transforma a energia proveniente de uma reação química em energia mecânica, necessitando de uma fonte de energia para seu funcionamento: o combustível. Os motores Diesel podem ser divididos em dois tipos: o de dois tempos ou de quatro tempos. Os motores de quatro tempos necessitam de quatro tempos para cada ciclo completo de combustão. No primeiro ciclo, ciclo de admissão, o pistão se movimenta do ponto morto superior (PMS) ao ponto morto inferior (PMI), conforme esquema de um motor de combustão interna com arranjo cilindro e pistão apresentado na Figura 1. Durante quase todo o ciclo de admissão, o ar filtrado é induzido para dentro do cilindro. No segundo ciclo, o ar que foi induzido para dentro do cilindro é comprimido durante o deslocamento do pistão do PMI para o PMS. Este segundo ciclo é conhecido como ciclo de compressão, onde o ar existente dentro do cilindro é comprimido e aquecido a uma temperatura normalmente acima da temperatura de autoignição do combustível injetado no cilindro próximo ao PMS. Com a queima do combustível, a energia em forma de calor é liberada aumentando a pressão dentro do cilindro. Esta liberação de energia aumenta a pressão no cilindro que é aplicada à superfície do pistão fazendo com que ele retorne ao PMI. Este ciclo é conhecido como ciclo de expansão, ciclo de potência ou ainda ciclo de trabalho, pois é neste ciclo que a expansão dos gases produz trabalho aplicando pressão à superfície do pistão [1].