Modelo didático completo de integração motor/motocicleta: análise de consumo e de performance

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo computacional integrado que analisa o comportamento do motor e da motocicleta, avaliando posteriormente a performance da motocicleta em condições de uso urbano. Para o modelo do motor, foi empregado um modelo existente desenvolvido no Matlab e então feita a sua tradução para uma planilha Excel e o aprimoramento do modelo. Para o modelo da motocicleta, foi adotado um modelo existente, desenvolvido em uma planilha Excel, porem foram adaptadas as curvas de potência e rendimento, do motor empregado a motocicleta. Para que se usasse as curvas geradas pelo modelo do motor, ao invés de curvas empíricas, de forma a integrar os modelos. Devido às considerações adotadas, os modelos são simples, porém capaz de representar os fenômenos de performance do motor e da motocicleta. Na análise feita do motor, calculou-se como a potência, eficiência e torque se comportam com a variação da velocidade da motocicleta em quatro situações: a) Motor Perfeito; b) Motor Ideal; c) Motor Adaptado (Parâmetros ajustados) e d) Motor Real. Na análise da motocicleta, foi demonstrado seu comportamento em uma pista de testes avaliando a velocidade da motocicleta e do motor, sua economia e situações de mudanças de parâmetros da motocicleta e do motor. Os resultados obtidos são comparados com: a) Motocicleta Perfeita; b) Motocicleta Adaptada (Parâmetros ajustados); e c) Motocicleta Real. Por meio de ajustes nos parâmetros de ambos os modelos, foi possível a realização de um estudo de casos analisando a influência dos principais parâmetros constituintes do motor e da motocicleta em seu desempenho. Alguns dos resultados desse estudo foram: a) etanol apresenta um menor rendimento volumétrico de combustível em comparação à gasolina; b) a substituição da relação de transmissão da motocicleta afeta no desempenho da motocicleta; c) os principais parâmetros de performance da motocicleta são a força de arrasto e a massa da motocicleta. Por fim, foi realizado uma análise de validação do modelo do motor, por meio da comparação da curva de potência gerada pelo modelo com: a) curva de potência entregue pelo fabricante; b) curva de potência gerada por correlação empírica; c) curva de potência gerada por simulação no software Lotus®. Sendo possível ver nestes estudos o bom comportamento dos resultados obtidos com o modelo desenvolvido para o motor, com erros em média constantes e menores do que 2kW.