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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2011.tde-06122010-150018
Document
Author
Full name
Michel Robert Veiga
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2010
Supervisor
Committee
Mansano, Ronaldo Domingues (President)
Fernandes, Dirceu Lavoisier Graci
Laganá, Armando Antonio Maria
Title in Portuguese
Desenvolvimento de um gerenciador eletrônico para motores tricombustível.
Keywords in Portuguese
Automóvel
Bicombustível
Emissão de poluentes veicular
Gerenciamento de motor
Gerenciamento de potência
Injeção eletrônica
Motor de combustão interna
Motores multicombustível
Tricombustível
Abstract in Portuguese
O objetivo do desenvolvimento do projeto foi minimizar uma das principais desvantagens no uso do gás natural veicular, que é a perda de potência, e aumentar sua eficiência volumétrica através da construção de um circuito eletrônico capaz de gerenciar de forma eficiente a injeção do gás. O aumento do rendimento é obtido através do gerenciamento eficiente da mistura ar-combustível utilizando um sistema de malha fechada. O gerenciamento da relação de potência e economia é conseguido com o uso simultâneo de gás natural e o combustível líquido. Nos sistemas de conversão atuais e nos veículos originais a gás natural, a perda de potência é compensada desligando o sistema de gás e utilizando somente o combustível líquido, sendo esta seleção feita de forma manual na maioria dos sistemas de conversão e de forma automática no Fiat Siena tetrafuel, não possibilitando o uso simultâneo do gás com o combustível líquido. A exigência de potência é medida através do ângulo do pedal do acelerador. Quando a exigência de potência é baixa, o sistema opera apenas com gás. No momento em que há solicitação de potência intermediária, o sistema opera com diferentes proporções de etanol e gás. Na situação de solicitação de potência máxima, é utilizado apenas o combustível líquido. Foram feitas comparações entre o sistema convencional e o sistema proposto, através de ensaios dinamométricos, rodoviários e emissão de poluentes. O veículo Volkswagen Gol com seu sistema original utilizando somente etanol possui potência máxima de 64,06 cavalos, (47,77 Kilowatts) e consumo de 12,6 quilômetros por litro de etanol. Com o sistema convencional de gás natural aspirado, o consumo foi de 21 quilômetros por metro cúbico e a potência não ultrapassou 51,82 cavalos (38,64 Kilowatts), com o protótipo desenvolvido a eficiência volumétrica aumentou 25% com consumo de 26,4 quilômetros por metro cúbico. O gerenciamento de potência proporciona potências intermediárias acima de 51,82 cavalos (38,64 Kilowatts), até a potência máxima de 64,06 cavalos (47,77 Kilowatts) em situações que uma maior potência é requerida. O sistema desenvolvido proporciona o benefício da flexibilidade no abastecimento disponível nos sistemas atuais, com a flexibilidade na potência não disponível nos sistemas atuais.
Title in English
Development of an electronic controller for tri-fuel engines.
Keywords in English
Bi-fuel
Car
Engine management
Fuel injection system
Internal combustion engine
Multi-fuel engines
Power management
Tri-fuel
Vehicle
Vehicle pollutant emission
Abstract in English
This project intended to minimize one of the main disadvantages of using natural gas vehicles, which was the loss of power, and increase their volumetric efficiency by building an electronic circuit able to efficiently manage the gas injection. The increase in volumetric efficiency is obtained through the efficient management of air-fuel mixture using a closed loop system. The management of the power and economy ratio is achieved with the simultaneous use of natural gas and liquid fuel. In the current conversion systems and original vehicles that use natural gas, the power loss is compensated by turning off the gas system and using only the liquid fuel. This selection is done manually in most conversion systems, and automatically at Fiat Siena Tetrafuel, not allowing the simultaneous use of gas to liquid fuel. The demand for power is measured by the angle of the accelerator pedal. When the power demand is low, the system operates only with natural gas. When intermediate power is required, the system operates with different proportions of ethanol and natural gas. For maximum power, only ethanol is used. Comparisons were made between the conventional and the proposed system through dynamometer tests, road tests and emission analyses. The Volkswagen Gol with original system using only ethanol has a maximum power of 64.06 horses (47.77 Kilowatts) and consumption of 12.6 kilometers per liter of ethanol. With conventional aspirated natural gas system, the consumption was 21 km per cubic meter and the power did not exceed 51.82 horses (38.64 Kilowatts). With the prototype, volumetric efficiency increases by 25%, with consumption of 26.4 kilometers per cubic meter. The power management provides intermediate powers up to 51.82 horses (38.64 Kilowatts) until the maximum power of 64.06 horses (47.77 Kilowatts) in situations where more power is required. The developed system provides the benefit of refueling flexibility found in the original system, with power flexibility not available in original systems.
 
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Publishing Date
2011-01-14
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • VILHEGAS, L. Z., et al. Development of transmissible photopletysmography prototype sensor using polimeric fiber optic. AIP Conference Proceedings, 2008, vol. 992, p. 648-652.
  • VEIGA, M. R., MANSANO, R. D., e R. L. Silva. Aumento da eficiência volumétrica e redução de poluentes em veículos movidos a gás natural veicular (GNV) através do protótipo de um sistema de injeção simultânea de GNV e etanol. In XVII Simpósio Internacional de Engenharia Automotiva SIMEA, São Paulo, 2010. XVII Simpósio Internacional de Engenharia Automotiva SIMEA., 2010. Resumo.
  • VILHEGAS, L. Z., et al. Development of transmissible photopletysmography prototype sensor using polymeric fiber optic. In RIAO/OPTILAS 2007, Campinas, 2007. AIP COnference Proceedings., 2007.
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