Medição de rendimento térmico de motor de combustão interna em dinamômetro hidráulico de bancada

Abstract

Máquinas térmicas desempenham um papel fundamental em meios de transporte, geração de energia e processos industriais, sendo os motores de combustão interna uma parcela significativa desses dispositivos. A melhoria da qualidade de vida em diversos países fará com que o uso de motores de combustão aumente nas próximas décadas antes que outras fontes limpas de energia venham a substituir os combustíveis fósseis. Sendo assim, ainda há muito esforço da indústria e da academia a fim de aprimorar a tecnologia relacionada a esses motores proporcionando a otimização do seu rendimento térmico. Neste trabalho foi desenvolvido um método a fim de medir potência instantânea de motores de combustão interna em um dinamômetro hidráulico, bem como foi elaborada um método para controlar o consumo de combustível, automatizar o procedimento de teste com o intuito de reduzir falhas operacionais e gerar um mapa de eficiência térmica. Os testes ofereceram soluções para os desafios enfrentados no contexto da medição de eficiência térmica, bem como a automação do procedimento representa um avanço significativo na confiabilidade dos resultados. Para mais, o mapa de eficiência térmica possibilita uma visão abrangente do desempenho energético em diferentes condições operacionais, orientado as decisões em termos de melhoria e otimização.

Thermal machines play a fundamental role in transportation, energy generation and industrial processes, with internal combustion engines being a significant portion of these devices. Improving the quality of life in several countries will cause the use of combustion engines to increase in the coming decades before other clean energy sources replace fossil fuels. Therefore, there is still a lot of effort from industry and universities to improve the technology related to these engines, optimizing their thermal performance. In this study, a method was developed to measure instantaneous power of internal combustion engines on an hydraulic dynamometer, as well as a methodology was developed to control fuel consumption, automate the test procedure with the aim of reducing operational failures and generating a thermal efficiency map. The tests offered solutions to the challenges faced in the context of measuring thermal efficiency and the automation of the procedure represents a significant advance in the reliability of the results. Furthermore, the thermal efficiency map provides a comprehensive view of energy performance in different operating conditions, guiding decisions in terms of improvement and optimization.