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ORCID:  http://orcid.org/0009-0007-0887-7236
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Aumento de potência com baixo custo através de indução forçada com turbocompressor centrífugo em motor da década de 90
Alternate title (s): Low-cost power increase through forced induction with a centrifugal turbocharger in a 1990s engine
Author: Moraes, Pedro Pompeu de
First Advisor: Souza, Ana Marta de
First member of the Committee: Pereira, Pedro Augusto Fernandes
Second member of the Committee: Nishida, Pedro Pio Rosa
Summary: 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.
Keywords: sobrealimentação
turbocompressor
etanol
gerenciamento eletrônico programável
dinamômetro inercial
open-source
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: 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.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/50113
Date of defense: 13-Aug-2026
Appears in Collections:TCC - Engenharia Mecânica

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