Análise termodinâmica do uso de armazenamento de energia mecânica (CAE) para gerenciamento da turboalimentação em MCI

Abstract

O objetivo deste trabalho é analisar a aplicação dos conceitos de armazenamento de energia por ar comprimido (CAES, na sigla em inglês) para realizar o gerenciamento energético dos sistemas de turboalimentação, que são adicionados aos motores de combustão interna com o intuito de recuperar parte da energia dos gases de escape. Para verificar a viabilidade da aplicação do sistema CAES, foi desenvolvido um modelo computacional 1-D no software GT-POWER tendo como base o modelo 1-D de um motor turboalimentado previamente elaborado. Através dos resultados das simulações numéricas, foram levantadas curvas dos principais parâmetros de desempenho dos motores em função da rotação. Essas curvas são comparadas entre o modelo 1-D do motor base e o modelo de motor com o sistema CAES. Além disso, alguns estudos transientes foram conduzidos com a finalidade de estudar o efeito do sistema CAES sobre a resposta transitória do turbocompressor em algumas rotações do motor. Por fim, foi realizado um estudo onde o volume do reservatório é variado e os parâmetros de desempenho dos motores são avaliados. Os resultados mostraram que o sistema CAES tem uma influência significativa sobre os parâmetros de desempenho quando o motor opera em rotações menores que 1500 RPM.