Projeto de um coletor de admissão para um motor de ciclo otto e comparação com o modelo comercial por simulação de escoamento incompressível utilizando Ansys Fluent

Abstract

O coletor de admissão é o responsável pelo transporte de ar e combustível para dentro de um motor. Um projeto aprimorado pode resultar em ganhos significativos de potência com o aumento direto da eficiência volumétrica do motor. Componentes mecânicos para performance são amplamente projetados e testados em laboratório utilizando-se bancadas de vazão, conhecidas popularmente como bancadas de fluxo, com o intuito de comparar os resultados com componentes originais do motor. Este trabalho apresenta o projeto de um coletor de admissão que teve o dimensionamento dos condutos projetado com foco em aproveitar os fenômenos físicos de pulsos de pressão para amplificar a eficiência volumétrica do motor. A validação do aumento de eficiência foi obtida através da comparação da vazão volumétrica do coletor projetado e do coletor original através de ferramenta CFD com condições de contorno iguais às aplicadas em bancadas de fluxo. Os resultados da vazão volumétrica apresentaram um ganho de 224% em relação ao coletor original e o erro associado à discretização do domínio foi examinado pela técnica do índice de convergência de malha (GCI)

The intake manifold is responsible for transporting air and fuel into an engine. An improved design can result in power gains by directly increasing the engine's volumetric efficiency. Mechanical components for performance are extremely designed and tested in the laboratory using flow benches, in order to compare the results with original engine components. This work presents the design of an intake manifold whose conductors were designed with a focus on taking advantage of the physical characteristics of pressure pulses to amplify the volumetric efficiency of the engine. Validation of the increase in efficiency was obtained by comparing the volumetric flow of the designed collector and the original collector using the CFD tool with boundary conditions equal to those applied in flow benches. The volumetric flow results showed a gain of 224% in relation to the original collector and the error associated with the discretization of the domain was examined using the grid convergence index (GCI)