Experimentação planejada para análise dos fatores que influenciam os pontos ótimos de funcionamento de um motor de combustão interna

Abstract

Although many high performance engine calibrators perform engine calibration by analyzing some factors, however the interaction between them is not taken into account, therefore, planning an experiment together using statistical tools can be used to optimize the performance of the engine, in order to find the optimal points of operation. The optimization of a competition vehicle is an important factor which can determine the winner of a season. The objective of this work was to design an experiment to assess which factors have the greatest influence on the functioning of an MCI in order to reduce time and add quality to the engine calibration process. The objective of this work was to design an experiment to assess which factors have the greatest influence on the functioning of an MCI in order to reduce time and add quality to the engine calibration process. In order to achieve this objective, the DOE tool was used, which was designed a test plan in order to analyze the influence of 5 factors in the optimum points of specific consumption, ignition advance and consequently maximum torque to the brake. The experiment was carried out on a chassis dynamometer with a magnetic brake. Based on the knowledge of engines, instrumentation, tests and DOE, an experiment plan was created and the influence of rotation, MAP, coil energy, stoichiometric ratio and CLT on torque, ignition advance and BSFC values were analyzed. It was noticed that MAP and the rotation have a strong influence on the ignition advance and torque values. The stoichiometric ratio has a direct influence on the BSFC.

Embora muitos calibradores de motores de alta performance realizam a calibração dos motores analisando alguns fatores, porém a interação entre estes não é levada em consideração, portanto, o planejamento de um experimento em conjunto a utilização de ferramentas estatísticas pode ser utilizado para otimizar o desempenho do motor, com o objetivo de encontrar os pontos ótimos de funcionamento. A otimização de um veículo de competição é um fator importante o qual pode determinar o vencedor de uma temporada. O objetivo deste trabalho foi planejar um experimento para avaliar quais fatores tem maior influência no funcionamento de um MCI a fim de se reduzir tempo e agregar qualidade ao processo de calibração de um motor. Para alcançar tal objetivo, fez-se a utilização da ferramenta DOE, a qual foi elaborado um plano de testes a fim de se analisar a influência de 5 fatores nos pontos ótimos de consumo específico, avanço de ignição e por consequência torque máximo ao freio. O experimento foi realizado em um dinamômetro de chassis com freio magnético. Com base nos conhecimentos de motores, instrumentação, ensaios e DOE foi criado um planejamento de experimento e analisado a influência da rotação, MAP, energia de bobina, razão estequiométrica e CLT nos valores de torque, avanço de ignição e BSFC. Notou-se que MAP e a rotação tem uma forte influência nos valores de avanço de ignição e torque. Já a razão estequiométrica tem influência direta no BSFC.