Análise numérica de um motor yamaha XT660 aplicado a um veículo de Fórmula SAE

Abstract

Motores a combustão interna existem desde o final do século XIX, são máquinas térmicas que transformam energia química em energia mecânica e permitiram o avanço da tecnologia e desenvolvimento humano. Com mais de cem anos de desenvolvimento em diversas aplicações, essas máquinas ainda têm muito a serem desenvolvidas e estudadas. Neste trabalho apresenta-se a união desse projeto centenário ao que há de mais moderno e tecnológico nos dias atuais, através da simulação numérica. No contexto atual, onde cada vez mais se preza pela eficiência energética e diminuição das emissões de poluentes, as simulações numéricas são uma maneira rápida e prática de prever o funcionamento de um motor a combustão e reduzir o tempo de testes e projeto. Para tanto se utilizou um motor a combustão interna de um veículo Fórmula SAE, competição onde estudantes constroem um protótipo veicular a fim de apresentar um projeto de engenharia que atenda os requisitos do regulamento. Nesse contexto, o sistema de admissão de ar é um grande aliado da eficiência energética, por isso, a metodologia adotada simulou, utilizando o software AVL Boost, o funcionamento do motor Yamaha XT 660 da equipe Fórmula CEM, do CTJ da UFSC, obtendo através de uma metodologia DOE, duas novas sugestões de configurações do sistema de admissão, uma voltada à eficiência energética e outra à performance veicular, adotando uma TBI nova e duas configurações de plenum e runner distintas entre si.

Internal combustion engines have been around since the late 19th century. They are thermal machines that transform chemical energy into mechanical energy and have enabled technological advancement and human development. With over a hundred years of development in various applications, these machines still have a lot to be developed and studied. This thesis presents the union of this century-old project with the most modern and technological developments available today, through numerical simulation. In the current context, where energy efficiency and reduced pollutant emissions are increasingly valued, numerical simulations are a quick and practical way to predict the operation of a combustion engine and reduce testing and design time. For this purpose, an internal combustion engine from a Formula Student vehicle was used, a competition in which students build a vehicle prototype in order to present an engineering project that meets the requirements of the regulations. In this context, the air intake system is a great ally of energy efficiency, therefore, the methodology adopted simulated, using the AVL Boost software, the operation of the Yamaha XT 660 engine of the Formula CEM team, from CTJ at UFSC, obtaining, through a DOE methodology, two new suggested configurations for the intake system, one focused on energy efficiency and the other on vehicle performance, by adopting a new throttle body and two distinct combinations of plenum and runner.