Desenvolvimento de motor de combustível dual

Abstract

Na presente dissertação de mestrado é apresentado o estudo efetuado a um motor monocilindrico de 435 cm3 da marca Yanmar, na utilização de dois combustíveis, gasóleo e GPL, funcionando simultaneamente, ao qual se designa de motor de combustão Dual Fuel. . O motor inicialmente a gasóleo, foi alterado para funcionar com os dois combustíveis, sendo o gasóleo responsável por uma parte da energia fornecida e o gás por outra. Foram realizados ensaios em dinamómetro hidráulico. A inserção de gás dá-se pela admissão mas sem a existência de carburador, ou seja o gás é insuflado sob pressão. Apresentam-se as medições efetuadas ao binário, potência, velocidades de rotação e a temperaturas de gases de escape, culassa, cárter, dinamómetro e de admissão de forma eletrónica. As medições de consumo foram efetuadas numa balança digital mas com aquisição visual dos dados. Para a modificação do motor foi necessário projetar e conceber, por fundição, um novo coletor de admissão no qual coloca o injetor de gás. Além deste componente foi necessário conceber uma ligação do dinamómetro ao motor e as flanges de ligação. É também apresentado um estudo sobre outros trabalhos efetuados no desenvolvimento destes motores e uma abordagem termodinâmica possível ao tipo de estudo efetuado.

In the present MSc dissertation a study that was made with a 435 cm3 Yanmar mono-cylinder engine adapted to Dual Fuel operation has been made. This mode consists on the simultaneous use of two fuels, in this case diesel and LPG, in the engine. The original diesel engine was modified in order to work with the two fuels, with the diesel injection being responsible for the ignition of the premixed gas. Several combinations of loads from the two fuels have been tested. Tests were performed with a hydraulic brake dynamometer. The gas admission was made without using a carburetor but under pressure. Measurements concerning torque, power, rotational speed, exhaust gas temperature, engine head, carter, dynamometer and admission were made by a data acquisition system. Consumption measurements were performed visually with the use of a digital weighing-machine. For the engine adaptation it was necessary to design and build by foundry a new intake manifold for installing the gas injector. Besides this component it was necessary to build a link between the brake dynamometer and the connecting flanges. Other Works that were involved in the study of this engine, including a thermodynamic approach to the problem have been presented.