Publicação: Aumento de potência com baixo custo através de indução forçada com turbocompressor centrífugo em motor da década de 90
Carregando...
Tipo do documento
Data
Direito de acesso
Coleções
Programa
Área do conhecimento
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Autores
Orientador
Coorientador
Resumo
A frota brasileira de autoveículos apresenta idade média crescente, o que sustenta
um mercado expressivo de modificação de veículos das décadas de 1990 e 2000
para uso recreativo. Motores desse período, projetados como naturalmente
aspirados, têm sua potência limitada pelo fluxo mássico de ar admitido, restrição que
só pode ser superada pelo aumento da densidade do ar de admissão. Este trabalho
apresenta o projeto, a fabricação, a instalação e a calibração de um sistema de
indução forçada por turbocompressor centrífugo em um motor BMW M50B25TU,
convertido para etanol hidratado e gerenciado por unidade eletrônica programável
de código aberto Speeduino, com meta de duplicar a potência original do conjunto e
dimensionamento para pressão manométrica de admissão de até 100 kPa. Adotou-
se como restrição transversal de projeto o emprego de componentes disponíveis no
mercado nacional de peças usadas, de modo a assegurar baixo custo e
replicabilidade. O dimensionamento abrangeu o sistema de combustível, o
compressor, a carcaça da turbina, a válvula de alívio, o coletor de exaustão, a
tubulação de pressurização e o resfriador intermediário de ar, com verificação
analítica de cada componente. Os ensaios foram conduzidos em dinamômetro de
rolos inercial desenvolvido durante o projeto, em quatro configurações sucessivas:
referência, conversão para etanol e gerenciamento programável, sobrealimentação a
25 kPa e sobrealimentação com controle eletrônico de pressão. Verificou-se
evolução progressiva do desempenho, com aumento de 201,3 cv e 261,2 N·m na
configuração de referência para 409,2 cv e 489,7 N·m na configuração final.
Manteve-se o avanço de ignição no ponto de máximo torque em todas as condições
de plena carga, sem limitação por detonação, o que confirma a margem conferida
pelo etanol hidratado em motor de taxa de compressão 10:1. A primeira falha
observada foi o deslizamento da embreagem, modo de falha não destrutivo previsto
na fase de projeto. Discutem-se as limitações metrológicas do dinamômetro
empregado, cujos indícios de superestimação restringem a validade dos resultados
à comparação relativa entre configurações.
Abstract
The average age of the Brazilian vehicle fleet has been steadily increasing, which
sustains a significant market for modifying vehicles from the 1990s and 2000s for
recreational use. Engines from this period, designed as naturally aspirated units,
have their power output limited by the intake air mass flow rate, a constraint that can
only be overcome by increasing intake air density. This work presents the design,
fabrication, installation and calibration of a forced induction system based on a
centrifugal turbocharger applied to a BMW M50B25TU engine, converted to hydrous
ethanol and managed by a Speeduino open-source programmable engine control
unit, aiming to double the original power output and sized for an intake gauge
pressure of up to 100 kPa. The use of components available on the Brazilian used-
parts market was adopted as a cross-cutting design constraint, in order to ensure low
cost and replicability. The sizing procedure covered the fuel system, the compressor,
the turbine housing, the wastegate valve, the exhaust manifold, the pressurised
piping and the intercooler, with analytical verification of each component. Tests were
carried out on an inertial roller dynamometer developed during the project, across
four successive configurations: baseline, ethanol and programmable engine
management conversion, boosted operation at 25 kPa, and boosted operation under
electronic boost control. A progressive performance improvement was observed,
rising from 201.3 hp and 261.2 N·m in the baseline configuration to 409.2 hp and
489.7 N·m in the final configuration. Ignition timing was maintained at maximum
brake torque under all wide-open-throttle conditions, with no knock limitation,
confirming the margin provided by hydrous ethanol in an engine with a 10:1
compression ratio. The first failure observed was clutch slippage, a non-destructive
failure mode anticipated during the design phase. The metrological limitations of the
dynamometer are discussed, whose evidence of overestimation restricts the validity
of the results to relative comparison between configurations.
Palavras-chave
sobrealimentação, turbocompressor, etanol, gerenciamento eletrônico programável, dinamômetro inercial, open-source
Citação
MORAES, Pedro P. Aumento de potência com baixo custo através de indução forçada com turbocompressor centrífugo em motor da década de 90.Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026.
DOI
Coleções
Avaliação
Revisão
Suplementado Por
Referenciado Por
Licença Creative Commons
Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como Acesso Aberto