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Título: Lubricidade de biodiesel e sua associação com a vibração e nível de pressão sonora oriundos do contato esfera-plano sob deslizamento alternado
Autor(es): Farias, Aline Cristina Mendes de
Palavras-chave: Lubricidade;Biodiesel;Aço AISI 52100;Desgaste;Análise de sinais
Data do documento: 24-Jul-2015
Editor: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citação: FARIAS, Aline Cristina Mendes de. Lubricidade de biodiesel e sua associação com a vibração e nível de pressão sonora oriundos do contato esfera-plano sob deslizamento alternado. 2015. 167 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015.
Resumo: The lubricity of biodiesel interferes in the normal operation of diesel injection systems, especially in nozzles. It can reduce the wear and raise the lifetime of the engine supply line. The method HFRR (High Frequency Reciprocating Rig) is a standard test for evaluation of diesel/ biodiesel lubricity (ASTM D6079). The HFRR lubricity evaluation mainly consists of measuring the printed scar wear on the ball. When wear is developing, some dynamic features of the system vary and it results in significant changes in the patterns of vibration, sound pressure level (SPL) and friction signals. The acquisition and characterization of signatures of these signals obtained during tribological tests are an important non-intrusive tool for evaluating of the lubricity of these fuels, whose representation in the time domain not always reveals trivial information. This requires signal transformation to the frequency domain using the Fast Fourier Transform (FFT) and Short-Time Fourier Transform (STFT) analyses. This thesis aimed to develop a dynamic assessment of lubricity fuels (Diesel S50, Methyl Ester of Soybean and B10 and B20 blends) in HFRR bench (ball-on-flat disk contact), and improving the methodological framework of ASTM D6079 standard by application of signal analysis techniques (vibration and SPL) and its association with parameters provided by ASTM D6079 (wear scar diameter) lasting 75, 120 and 180 minutes. The profiles and topographic parameters of scars and their microscopic analysis were used to further evaluate the influence of the time and fuel in the wear evolution of disk. In this evaluation, the fuel lubricity was influenced by increasing of biodiesel content and decreasing of number of cycles applied. From the temporal and frequency spectrum analysis of the vibration and NPS signals it is shown that both vibration and NPS stablish a relation with fuel lubricity, biodiesel content, number of cycles and parameters of profiles from scar of discs.
metadata.dc.description.resumo: A lubricidade do biodiesel interfere no funcionamento normal dos sistemas de injeção diesel, principalmente dos bicos injetores, reduzindo o desgaste e elevando o tempo de vida da linha de alimentação do motor. O método HFRR (High Frequency Reciprocating Rig) é um ensaio padrão para avaliação da lubricidade do diesel/biodiesel (ASTM D6079), consistindo principalmente da medição da escara de desgaste impressa na esfera numa sonda de movimento alternado sob alta frequência. Quando o desgaste se desenvolve, algumas características dinâmicas do sistema variam, resultando em desvios significativos nos padrões dos sinais de vibração, acústicos e de atrito. A aquisição e caracterização das assinaturas desses sinais obtidos durante os ensaios tribológicos representam uma importante ferramenta não intrusiva de avaliação da lubricidade desses combustíveis, cuja representação no domínio do tempo nem sempre revelam informações triviais, sendo necessária sua transformação para o domínio da frequência usando a Transformada rápida de Fourier (FFT) do sinal. A presente tese objetivou desenvolver uma forma dinâmica de avaliação de lubricidade de combustíveis (Diesel S50, Éster Metílico de Soja e blendas B10 e B20) em bancada HFRR (contato esfera-disco plano), e melhoria aos referenciais metodológicos da ASTM D6079, aplicando técnicas de análise de sinais (vibração e nível de pressão sonora) e sua associação com parâmetros disponibilizados pela norma ASTM D6079 (diâmetro da escara de desgaste) com duração de 75, 120 e 180 minutos. Os perfis e parâmetros de rugosidade e análise microscópica dos discos foram usados para melhor avaliar a influência do tempo e do combustível na evolução do desgaste do disco. Nesta avaliação, a lubricidade dos combustíveis aumentou com o teor de biodiesel utilizado e diminuiu com o aumento do número de ciclos aplicado. A análise temporal e o espectro de frequência dos sinais demonstraram sensibilidade com a mudança do combustível, o número de ciclos e, consequentemente, com a evolução do desgaste pelo uso prolongado dos combustíveis, estando, assim, correlacionados entre si e com os resultados disponíveis pela ASTM.
URI: http://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/20563
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