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Title: Mapas de desgaste e análise multirresolução aplicada a sinais dinâmicos de bicos injetores diesel
Other Titles: Wear maps and multiresolution analysis applied to dynamic signals of diesel injector nozzles
Authors: Medeiros, Jarbas Santos
Keywords: Motor diesel;Biodiesel;Desgaste;Bico Injetor Common rail
Issue Date: 2-Mar-2018
Citation: MEDEIROS, Jarbas Santos. Mapas de desgaste e análise multirresolução aplicada a sinais dinâmicos de bicos injetores diesel. 2018. 106f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Portuguese Abstract: Atualmente algumas grandes cidades globais já estão introduzindo fortes restrições para limitar o número de veículos a combustão ou prazos para a sua proibição devida às questões climáticas e poluição do ar. Nesse contexto os automóveis e caminhões a diesel são os maiores responsáveis pela emissão de partículas finas PM que causam as doenças respiratórias assim como a produção de NOx. A complexidade dos sistemas mecânicos e dos processos tribológicos presentes nos motores, assim como o crescente rigor das legislações nos controles de emissões impõem uma constante evolução dos sistemas de injeção e o sistema OBD (On-Board Diagnostic). O bico injetor (BI) do motor diesel é o componente responsável pela atomização do combustível na câmara de combustão e sua integridade tem grande importância no bom funcionamento do motor assim como na manutenção da emissão dos gases poluentes dentro os limites recomendados. Esse componente trabalha em regimes transitórios, condições severas de temperatura, pressão, e está sujeito a vários mecanismos de desgastes como erosão, cavitação, adesão e corrosão dificultando assim, o diagnostico preventivo ou preditivo de possíveis falhas. Essa tese teve como objetivo monitorar sinais dinâmicos de vibração, nível de pressão sonora (NPS), emissão acústica e temperatura de funcionamento da ponta do bico injetor diesel operando com diferentes combustíveis a fim correlaciona-los com os regimes de operação e os tipos de desgaste do bico injetor. Os ensaios foram realizados em uma bancada comercial Tecnomotor utilizando quatro fluidos: ultrassene, biodiesel B6 aditivado com tensoativos; B6 com tensoativos mais água e B6 com tensoativos, água e glicerina a fim de produzir diferentes mecanismos de desgastes na ponta do bico injetor. A aquisição de dados foi executada com equipamentos da National Instruments e Software Labivew. As análises dos sinais foram executadas no software Matlab utilizando a técnica de multiresolução através da transformada wavelet. A partir dos resultados foram criados mapas que correlacionam os mecanismos de desgaste do BI com os sinais dinâmicos e a temperatura da ponta do BI diesel. Os mapas mostram-se valiosos e podem ser integrados a uma futura geração de sistemas de injeção de combustível ou OBD a fim de auxiliar o diagnóstico de defeitos do BI e minimizar as emissões de poluentes.
Abstract: Currently some major global cities are already introducing strong restrictions to limit the number of internal combustion engines vehicles or deadlines for their ban due to climate issues and air pollution. In this context, automobiles and diesel trucks are the main responsible for the emission of fine PM particles that cause respiratory diseases as well as the production of NOx. The complexity of the mechanical systems and the tribological processes present in the engines, as well as the increasing rigor of the legislation in the emissions controls, require a constant evolution of the injection systems and OBD system (On-Board Diagnostic). The injector nozzle (BI) of the diesel engine is the component responsible for the atomization of the fuel in the combustion chamber, therefore its integrity is of great importance in the proper functioning of the engine as well as in the maintenance of the emission of the polluting gases within the recommended limits. This component works in transient regimes, severe conditions of temperature, pressure, and is subject to several erosion, cavitation, adhesion and corrosion mechanisms, making it difficult to predict or prevent possible failures. This thesis aims to monitor dynamic signals of vibration, sound pressure level (NPS), acoustic emission and operating temperature of the tip of the injector nozzle operating with different fuels in order to correlate them with the operating regimes and the wear mechanisms acting in the injector nozzle. The tests were performed in a commercial workbench, using four fluids: ultrassene, biodiesel B6 added with surfactants; B6 with surfactants plus water and B6 with surfactants, water and glycerin in order to produce different wear mechanisms at the tip of the injector nozzle. The data acquisition was performed with equipment from National Instruments and Software Labivew. Signal analysis was performed in the Matlab software using the multiresolution technique through the wavelet transform. From the results were created maps that correlate the wear mechanisms of the BI with the dynamic signals and the operating temperature. The maps prove to be valuable and can be integrated into a future generation of fuel injection or OBD systems to assist in diagnosing BI defects and minimizing pollutant emissions.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/26939
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