Simulação via GT-POWER do armazenamento de energia mecânica em motores de combustão interna sob condições de ciclos de teste padrão EPA

Abstract

Os motores de combustão interna são os principais responsáveis pela poluição do ar nas grandes metrópoles. A constituição típica dos gases de escape de um motor movido a gasolina inclui gases considerados poluentes, tais como CO, HC e NOx. Um outro componente encontrado é o CO2 que, embora inerte, é responsável direto pelo aquecimento global, sendo um dos gases que a indústria automobilística busca reduzir a quantidade de emissão, desenvolvendo pesquisas e novas tecnologias. Uma das maneiras mais eficazes de reduzir o consumo e, consequentemente, o índice de emissões de poluentes é diminuir a cilindrada e, por vezes, o número de cilindros (downsizing), o que reduz as perdas por atrito e resulta em menos peças móveis e perdas térmicas, e quando aplicados em motores com sobrealimentação (turbocompressor), podem apresentar um aumento da potência quando comparado com motores naturalmente aspirados. Um ponto importante em motores turboalimentados reside sobre o efeito de turbolag, o qual pode ser minimizado através do uso de um sistema de armazenamento de energia. Nesse contexto, o presente trabalho realiza uma simulação em sistema integrado, via GT-POWER, de um motor turboalimentado, downsized, modelo E-torQ EVO 1.6L 16V, dotado de um sistema de armazenamento de energia mecânica, sob a forma de ar comprimido (CAES) em condições de ciclo de direção padronizado (EPA 5 ciclos) com intuito de mensurar os níveis de emissões e consumo de combustível ao longo do teste e comparar o seu desempenho com um mesmo motor desprovido de um sistema de armazenamento de energia submetido ao mesmo ciclo de direção. Os resultados indicam que a utilização de um sistema de armazenamento de energia pouco contribui com melhorias no desempenho do veículo, consumo e nível de emissão de poluentes, isso porque durante a maior parte do tempo durante o ciclo de direção, o sistema encontra-se em um estado de reserva de energia, não utilizando-a de forma relevante no auxílio de gerenciamento do turbocompressor.