ANÃLISE NUMÉRICA DO COMPORTAMENTO GLOBAL DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA

Resumo

Através de modelos matemáticos adequados, as simulações numéricas tornam-se extremamente úteis para o desenvolvimento de novas tecnologias para aperfeiçoamento dos motores devido a seu baixo custo financeiro comparado com testes experimentais. Assim surgiu a motivação de desenvolver uma modelagem matemática capaz de simular o comportamento global de um motor de combustão interna a baixo custo computacional quando comparado às técnicas de fluidodinâmica computacional. O presente trabalho tem o principal objetivo de apresentar um código computacional simples, rápido, confiável e capaz de oferecer uma previsão do desempenho global do motor de ignição por centelha a diferentes velocidades de rotação. O código desenvolvido (RODFIRE) leva em consideração o modelo de combustão a duas zonas, um modelo empírico para a transferência de calor, além de considerar o avanço da ignição, o cruzamento de válvulas, e as perdas devido ao atrito. A confiabilidade nos modelos propostos cria a possibilidade de analisar previamente as alterações das curvas características do motor devido a alterações em parâmetros geométricos e operacionais. As curvas de torque e potência apresentaram boa concordância com os dados experimentais e o código mostrou-se interessante para comparação de diferentes motores. Estabelecida a capacidade do modelo computacional, foi também desenvolvida uma interface gráfica a fim de facilitar seu uso e favorecer a didática no ramo de estudo de motores. Acredita-se que a grande dificuldade da simulação de motores endotérmicos é um problema que só encontrará solução com a intensificação das pesquisas, pois a teoria sobre o assunto está praticamente difundida. As teorias matemáticas servem de ferramenta para efetuar as análises e o uso de processamento digital possibilita a obtenção de resultados em curto prazo. Sendo assim, a compreensão dos erros provenientes da artificialidade das simulações computacionais torna-se a chave para prever o funcionamento dos motores.