Análise do avanço de ignição em MBT e sua influência na eficiência energética automotiva

Resumo

A busca pela melhora da eficiência energética de automóveis tem sido objeto de alta relevância no cenário mundial. Normas ambientais para redução da emissão de poluentes como HC, CO2, NOX, impuseram à indústria automobilística desenvolver meios para mitigar a emissão desses gases e aumentar a eficiência de seus motores. Pacotes tecnológicos como downsizing, turbo-compressão, injeção direta e comando de válvulas eletromagnético, entre outros, são hoje uma realidade. O avanço de ignição também desempenha um papel fundamental, sendo o objetivo do presente trabalho, investigar, via simulação numérica, como esse parâmetro influência no comportamento térmico de motores. O modelo matemático empregado é descrito pelo ciclo Otto, modificado com processos de admissão, descarga, turbo-compressão, liberação finita de calor (para emular o processo de combustão) e presença de gás residual. Resultados de pressão, temperatura, trabalho instantâneo e indicado e eficiência térmica foram obtidos em função do avanço de ignição, empregando-se dados geométricos e operacionais de um motor VW AP 1.8 a álcool. Para as condições adotadas, o motor apresentou sua melhor operação, em termos de Avanço Mínimo para Melhor Torque (MBT: Minimum Advance for Best Torque) e Fração de Massa Queimada (MFB: Mass Fraction Burned), para o avanço da ignição em -13º, posição angular do virabrequim na qual 50% da massa de combustível era queimada a 8º. Tal situação, como indicado na literatura, descreve prerrogativas operacionais ótimas de eficiência energética com mínimo trabalho negativo, no processo de compressão, e máximo trabalho positivo no de expansão.