Desenvolvimento do sistema de aquisição de dados e controlo de um banco de ensaios de motores de combustão interna

Abstract

A monitorização de diversas variáveis de funcionamento de um motor utilizando sistemas de aquisição de dados permite a análise dos dados durante o funcionamento do motor. O desenvolvimento de um banco de ensaios de motores de combustão interna é um processo complexo e financeiramente dispendioso. Os sistemas de aquisição de dados atuais são bastante caros e por este motivo é geralmente difícil a sua implementação em ambientes académicos.O objetivo deste trabalho é desenvolver um sistema de aquisição de dados e controlo de binário ao freio para testar motores de combustão interna num banco de ensaios que utiliza um freio dinamométrico através de um software de aquisição de dados.No início desta dissertação é descrito o princípio de funcionamento do sistema de aquisição de dados, os vários tipos de sensores e o princípio de funcionamento dos sensores selecionados. É descrito também o conceito de controlo do binário ao freio e velocidade de rotação do motor. No âmbito deste trabalho foi desenvolvido um software de aquisição de dados que permite analisar em tempo real e registar em ficheiros os parâmetros de funcionamento de um motor de combustão interna. O software permite também controlar a velocidade de rotação do motor através de um microprocessador Arduíno.O desenvolvimento deste trabalho será implementado nas instalações do Departamento de Engenharia Mecânica da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (DEM-FCTUC) com capacidade de testar motores de combustão interna de automóveis ligeiros com o objetivo de realizar trabalhos de investigação científica, didáticos e prestação de serviços à comunidade.

The monitoring of several variables of engine operation using data acquisition system allows data analysis of these variables during the engine operation. The development of an internal combustion engine test bench is a complex and financially expensive process. Current data acquisition systems are quite expensive and for this reason it is generally difficult to implement them in academic environments. The aim of this work is to develop a data acquisition and brake torque control system to test internal combustion engines on a test bench using a dynamometric brake through a data acquisition software.At the beginning of this dissertation the working principle of the data acquisition system, the various types of selected sensors and the working principle of these sensors are described. The concept of control of brake torque and engine rotational speed are also described.Within the scope of this work, a data acquisition software was developed which allows the operating parameters of an internal combustion engine to be analyzed in real time and record in files. The software also makes it possible to control the engine's rotational speed using an Arduino microprocessor.The development of this work will be implemented in the facilities of the Department of Mechanical Engineering of Faculty of Sciences and Technology of University of Coimbra (DEM-FCTUC) with the ability to test light-duty internal combustion engines with the aim of carrying out scientific research, didactic work and providing services to the community.