Orientador: Robson Pederiva

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica

Resumo: O objetivo deste trabalho é apresentar uma forma computacional eficaz de manipular a curva que representa o perfil dos camos, objetivando a sua aplicação em simulações computacionais e rotinas de otimização de um trem de válvulas. Ao longo dos anos, os motores de combustão interna têm sido...

Resumo: O objetivo deste trabalho é apresentar uma forma computacional eficaz de manipular a curva que representa o perfil dos camos, objetivando a sua aplicação em simulações computacionais e rotinas de otimização de um trem de válvulas. Ao longo dos anos, os motores de combustão interna têm sido pesquisados e aprimorados, seja na busca de maior potência, seja na busca de menor consumo de combustível. Um subsistema automotivo que afeta diretamente o desempenho dos motores é o sistema de acionamento de válvulas, que permite controlar a entrada e saída dos gases da câmara de combustão. Diversos pesquisadores têm estudado a cinemática e dinâmica do sistema de acionamento de válvulas para melhorar o desempenho do motor, focando nas características construtivas do perfil dos camos: ele tem ação preponderante sobre a dinâmica do sistema. Neste trabalho foi aplicado o método de otimização da evolução diferencial de modo a otimizar a resposta dinâmica da válvula de exaustão de um motor Diesel, modelada por um sistema de cinco graus de liberdade, utilizando o perfil do camo como variável de projeto. Em um dos estudos de caso obteve-se redução de aproximadamente 60% nos picos de aceleração no fechamento da válvula. Em outro estudo de caso a área sob a curva de aceleração foi maximizada, aumentando aproximadamente 9%. Também Foi demonstrado um artifício matemático para que fossem considerados dois objetivos na otimização, já que os esforços para maximizar a área sob a curva de aceleração e minimizar a aceleração mostraram-se antagônicos. Por fim, mostrou-se que o perfil ótimo do camo varia com a rotação do motor

Abstract: The objective of this work is to present an efficient computational way to manipulate the curve representing the cam profile, aiming their application in computer simulations and optimization routines for a valvetrain. Over the years internal combustion engines have been researched and...

Abstract: The objective of this work is to present an efficient computational way to manipulate the curve representing the cam profile, aiming their application in computer simulations and optimization routines for a valvetrain. Over the years internal combustion engines have been researched and improved, be it in the search for more power or be it in the search for lower fuel consumption. An automotive subsystem that directly affects the performance of the engine is the valvetrain system. This system allows the control of the admittance and release of gases from the combustion chamber. Several researchers have studied the kinematics and dynamics of the valve actuation system to improve engine performance focusing in the design characteristics of the profile of the cams: it has a predominant action on the dynamics of the system. In this work the optimization method of differential evolution was applied to optimize a Diesel engine exhaust valve's dynamic response using the cam profile as a design variable. In one case of study the acceleration peak had a 60% reduction. In another case of study the area under the valve's displacement curve was increased by 9%. A mathematical scheme was demonstrated to consider tow objectives for the parameters acceleration and area showed to be ambivalent. In addition, it was also demonstrated that the optimal cam profile varies with the engine speed