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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2018.tde-16072018-143003
Documento
Autor
Nome completo
Leonardo de Oliveira Costa
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2018
Orientador
Banca examinadora
Nigro, Francisco Emilio Baccaro (Presidente)
Argachoy, Celso
Melo, Tadeu Cavalcante Cordeiro de
Título em português
Desenvolvimento de ciclos de teste para banco de provas representativos da condução de ônibus urbanos da cidade de São Paulo.
Palavras-chave em português
Ciclos de condução
Ciclos de teste de emissões
Engenharia automotiva
Ônibus
VSP
Resumo em português
Em vigência desde Janeiro de 2012, a regulamentação Proconve P7 para veículos comerciais pesados exige que a demonstração de emissões de poluentes do motor seja realizada no ciclo de teste transiente europeu (ETC), desenvolvido de acordo com perfil de condução tipicamente europeu e assim pouco representativo de diversas situações de tráfego no Brasil. Especialmente quanto a aplicações de ônibus urbanos, altamente dinâmicas e submetidas a perfis de baixa velocidade e média carga, não é possível correlacionar plenamente o funcionamento do motor e seus sistemas de controle de emissões baseando-se apenas neste ciclo. Com essa motivação, o principal objetivo deste estudo é desenvolver ciclos de teste compactos para banco de provas de chassis e de motores que representem as condições reais de condução de ônibus urbanos da cidade de São Paulo. Estes ciclos de teste específicos possibilitam avaliações mais precisas não apenas das emissões de poluentes, mas também do consumo de combustível, além de proporcionarem melhor compreensão do real desempenho de motores e novas tecnologias dos sistemas de propulsão usados em frotas de ônibus urbanos no Brasil. A metodologia aplicada para construção dos ciclos utiliza o conceito de potência específica veicular (VSP), variável que apresenta alta correlação com emissões de poluentes e consumo de combustível e é calculada a partir de dados coletados em condições reais de condução de ônibus (velocidade, aceleração e inclinação das vias). A seleção dos veículos e linhas para realização das aquisições de dados considera tanto as especificações de trem-de-força e de chassis disponíveis na frota, como também os índices operacionais e a topografia dos trajetos como métodos para determinação de linhas com perfil operacional mais representativo. Como resultado do estudo foram propostos cinco ciclos de teste, um para cada tipo de ônibus selecionado (miniônibus, midiônibus, básico, padron e articulado), e as análises comparativas com o ciclo ETC quanto ao comportamento do motor mostram claramente a falta de representatividade do ciclo europeu adotado pela regulamentação brasileira.
Título em inglês
Development of test bench cycles representative of actual driving patterms of transit buses in São Paulo city.
Palavras-chave em inglês
Driving cycles
Emission test cycles
Urban transit buses
VSP
Resumo em inglês
Since January 2012, the Proconve P7 regulation is mandatory for heavy duty commercial vehicles requiring that the demonstration of pollutant gases emissions must be carried out by submitting the engine to the European transient test cycle (ETC), which has been developed according to European driving patterns and therefore is not representative of several driving situations in Brazil. Particularly for driving patterns of urban buses, which are highly dynamic with low vehicle speed and medium load profiles, it is not possible to fully correlate the operating conditions of the engine and its emission control systems based only on this test cycle. With this motivation, the main objective of this study is to develop compact test cycles for use in both chassis and engine test benches that represent the actual driving pattern of transit buses in São Paulo city. These specific test cycles may allow more accurate assessment of pollutant gases emissions and fuel consumption, as well as provide a better understanding concerning the real performance of engines and new propulsion technologies used in urban bus fleets in Brazil. The methodology used for construction of the cycles is based on the concept of vehicle specific power (VSP), a variable that is highly correlated with pollutant emissions and fuel consumption and is calculated from data collected under real-world driving conditions (vehicle speed, acceleration and road grade). The selection of the buses and routes for the on-board data collection considers the specifications of powertrain and chassis that are available in the bus fleet of São Paulo's public transportation system, operational indexes and route topography as a method for determining the bus routes with a more representative operational pattern. As the result of this study five test cycles were proposed, one for each bus type (minibus, midibus, basic, padron and articulated), and an analysis of the engine's operating behavior in comparison to the ETC cycle clearly shows the lack of representativeness of the European cycle adopted by the Brazilian regulation.
 
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Data de Publicação
2018-07-23
 
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