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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2017.tde-20012017-083052
Document
Author
Full name
Marcel Amaro e Andrade de Morais Souza e Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2016
Supervisor
Committee
Nigro, Francisco Emilio Baccaro (President)
Argachoy, Celso
Galeazzo, Flavio Cesar Cunha
Title in Portuguese
Estudo da influência dos dutos de admissão no escoamento de ar em cabeçotes de motores de ignição por compressão utilizando simulações em CFD.
Keywords in Portuguese
Dutos
Engenharia automotiva
Mecânica dos fluidos computacional
Motores de combustão interna
Poluição atmosférica (Redução)
Abstract in Portuguese
O controle de emissões em veículos pesados está em foco desde a década de 90, com a criação de regulamentações nacionais e internacionais que impõe limites cada vez mais rígidos para as concentrações de poluentes emitidos por estes veículos. O desenvolvimento de novas tecnologias possui papel fundamental neste processo, buscando redução nos níveis de emissões com mínimo impacto negativo no desempenho e no consumo do veículo. Para tanto, o presente trabalho visa avaliar a influência da posição dos dutos de admissão de ar de cabeçotes de motores a combustão interna, especificamente em motores de ignição por compressão (MIC) de 4 válvulas, no escoamento de ar dentro do cilindro. O escoamento do ar e o movimento de swirl são fatores importantes para a mistura e distribuição do combustível injetado, e quando otimizados para uma queima melhor distribuída, contribuem para redução nos níveis de emissões. Procura-se investigar quais direções características dos dutos são determinantes para o escoamento e para o comportamento de swirl do motor através de simulações em fluidodinâmica computacional (Computational Fluid Dynamics - CFD) utilizando o programa CD-adapco STAR-CCM+®. Os resultados de alguns dos cenários simulados são comparados a resultados de testes experimentais realizados em bancada de medição de swirl, no âmbito de outro trabalho sendo desenvolvido no mesmo grupo de projeto.
Title in English
Study of the influence of intake ports on the air flow through cylinder heads of CI enginers using CFD simulations.
Keywords in English
Automotive engineering
Computational fluid mechanics
Ducts
Environment pollution (Reduction)
Internal combustion engines
Abstract in English
The emissions control in heavy-duty vehicles has been in focus since the 1990's, with the creation of national and international regulations which impose strict limits for pollutant concentrations released by these vehicles. The development of new technologies has a fundamental role in this process, aiming the reduction of emission levels with minimum impact on the performance and fuel consumption of the vehicle. Therefore, the present study aims to evaluate the influence of the position of intake ports in cylinder heads from internal combustion engines, specifically 4-valves compression-ignition (CI) engines, in the in-cylinder air flow. The air flow and swirl motion are important factors for the mixture and distribution of injected fuel, and when optimized for a better distributed combustion, contribute for the reduction of emission levels. This study investigates the characteristic directions of ports which are determinant for the air flow and swirl behaviour of the engine through Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations using CD-adapco software STAR-CCM+®. The results from a group of simulated cases are compared to experimental test results from another project, developed on the same project group, performed in a swirl meter test rig.
 
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Publishing Date
2017-01-20
 
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