Projeto e Análise do TBI para o Veículo Protótipo Shell Eco-Marathon de Combustão Interna

Abstract

O duto de admissão desempenha um papel significativo no funcionamento de um motor de ciclo Otto. Este trabalho aborda as considerações feitas para a modelagem de um corpo de borboleta em um protótipo destinado à competição Shell Eco-Marathon. O objetivo é compreender os fenômenos que ocorrem nos dutos de admissão e seu impacto na eficiência volumétrica do motor em funcionamento, a fim de projetar, modelar e analisar o corpo de borboleta de forma adequada. Para este fim, foi utilizado um motor de combustão interna de um cilindro, de 43 cc, utilizado pela equipe EFICEM/CTJ/UFSC na Shell Eco-Marathon. A partir do entendimento do fenômeno conhecido como "tubo de órgão", das restrições impostas pelo regulamento da competição e os requisitos específicos da equipe, foi projetado um TBI para uso do protótipo à combustão de gasolina da equipe EFICEM na Shell Eco-Marathon Brasil. Com auxílio do software SOLIDWORKS™ foram modeladas todas as peças necessárias para a montagem do corpo de borboleta e a análise do escoamento, chegando no projeto final do corpo de borboleta para a equipe. Assim, com o modelo finalizado, a simulação do fluxo para diferentes graus de abertura da borboleta pode ser realizado, e desse modo, compreender como o fluido se comporta ao passar pelo duto interno do TBI e a influência da borboleta tambor no escoamento.

The intake system plays a significant role in the operation of an Otto cycle engine. This work approaches the considerations made for the modeling of a intake throttle body in a prototype destined to the Shell Eco-Marathon competition. The objective is to understand the phenomena that occur in the intake system and their impact on the volumetric efficiency of the engine in operation, in order to properly design, model and analyze the throttle body. For this purpose was used a single-cylinder internal combustion engine, with 43 cc, used by the EFICEM/CTJ/UFSC team in the Shell Eco-Marathon. From the understanding of the phenomenon known as "organ tube", the restrictions imposed by the competition regulations and the specific requirements of the team, a TBI was designed for use in the gasoline combustion prototype of the EFICEM team in the Shell Eco-Marathon Brazil. With the help of the SOLIDWORKS™ software, all the parts necessary for the assembly of the throttle body and the analysis of the flow were modeled, arriving at the final design of the throttle body for the team. Thus, with the finished model, the simulation of the flow for different degrees of butterfly opening can be carried out, and in this way, understand how the fluid behaves when passing through the internal duct of the TBI and the influence of the drum butterfly on the flow.