Air and fuel supercharge in the performance of a diesel cycle engine / Sobrealimentação de ar e combustível no desempenho de um motor ciclo Diesel

ABSTRACT: This paper aimed to evaluate the performance of a Diesel cycle engine, changing the configurations for the air and fuel supply system. Variables analyzed were torque, power, specific fuel consumption and thermal efficiency in four different engine configurations (aspirated, aspirated + service, turbocharged + service and turbocharged). For that, there were dynamometer experiments by power take-off of an agricultural tractor. The experimental outline used was entirely randomized, in a bifatorial design with three repetitions. Results indicated that the engine supercharge, compared to its original configuration, provided a significant increase of torque and power. Only the addition of turbo does not caused a significant effect in the engine performance. Application of turbocharger provides an improvement in the burning of the air/fuel mixture, which favors the increase of engine power and; consequently, reduced the specific fuel consumption.

RESUMO: Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um motor ciclo Diesel, alterando a configuração do sistema de alimentação de ar e de combustível. As variáveis analisadas foram torque, potência, consumo específico de combustível e eficiência térmica em quatro diferentes configurações do motor (aspirado, aspirado + serviço, turboalimentado + serviço e turboalimentado). Para isso, foram realizados experimentos dinamométricos por meio da tomada de potência de um trator agrícola. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em desenho bifatorial com três repetições. Os resultados indicam que, a sobrealimentação do motor, em relação à configuração original, proporciona aumento significativo do torque e potência. Somente a adição de turbo não causa efeito significativo no desempenho do motor. A aplicação do turbocompressor proporciona melhoria na queima da mistura ar/combustível, o que favorece o aumento da potência do motor e, consequentemente, reduz o consumo específico de combustível.

Performance of an agricultural engine using blends of diesel and ethanol / Desempenho de um motor agrícola utilizando misturas de óleo diesel e etanol

ABSTRACT: This research evaluated the performance of a diesel engine in an agricultural tractor, using Diesel S500 (B5) and mixture with 3% (ED3), 6% (ED6), 9% (ED9), 12% (ED12) and 15% (ED15) of hydrous ethanol. Variables evaluated were the power, torque, specific fuel consumption, torque reserve, speed reserve and elasticity index of engine. Results indicated that using B5 and ED3 the values of torque and engine power not differ, in addition, with the ED3 the fuel consumption was lower than 5.92%. Using ED12, power has reduced in 2.97%, compared with B5, while their fuel consumption had no difference. With ED15, the power was lower 6.30% and the fuel consumption increase 3.77%, both compared with B5. Torque reserve value was increased with increasing the ethanol content in B5, reducing the speed reserve and elasticity index of engine. Ethanol in Diesel S500 (B5) can be used as an alternative fuel in agricultural tractor engines without presenting high changes in the performance, since the ethanol content is at low percentages, up to 12%.

RESUMO: Neste trabalho, foi avaliado o desempenho de um motor ciclo Diesel de um trator agrícola, utilizando óleo Diesel S500 (B5) e sua mistura com 3% (ED3), 6% (ED6), 9% (ED9), 12% (ED12) e 15% (ED15) de etanol hidratado. As variáveis estudadas foram: potência, torque, consumo específico de combustível, reserva de torque, reserva de rotação e índice de elasticidade do motor. Os resultados indicam que, utilizando B5 e ED3, os valores de torque e potência do motor não diferiram, além disso, com o ED3, o consumo de combustível foi 5,92% menor. Utilizando ED12, a potência, em relação ao B5, teve uma redução de 2,97%, sem diferença para o consumo de combustível. Já com o ED15, a potência diminuiu 6,30% e o consumo aumentou 3,77%, em comparação com o B5. Os valores de reserva de torque foram incrementados conforme aumentou o conteúdo de etanol, reduzindo a reserva de rotação e o índice de elasticidade do motor. A mistura de etanol no óleo Diesel B5 pode ser utilizada como combustível alternativo em motores agrícolas, sem apresentar alterações significativas no seu desempenho, desde que seja utilizado até 12% de etanol.