Aplicação do conceito de combustão dual-fuel num motor diesel pesado

Abstract

Durante as últimas décadas, a combustão Dual-Fuel, com recurso a combustíveis gasosos alternativos, tem sido alvo de uma forte investigação, na medida que constitui uma boa abordagem para a diversificação das fontes energéticas e para a redução das emissões de poluentes. O objetivo deste estudo consiste no estudo teórico, técnico e prático de um veículo pesado (MAN TGA 18.433 FLS 36LX) equipado com um motor Euro 3 D2066 LF01 convertido para Dual-Fuel a GPL. A configuração inovadora do sistema proposto permite a variação do fornecimento do combustível original (gasóleo) através do controlo da pressão do rail e da pressão de sobrealimentação lidas pelo controlador original do motor. Esta configuração possibilita a aplicação de um sistema Dual-Fuel a um veículo com caixa de velocidades automática sem que as suas características de funcionamento sejam comprometidas, o que não se verifica para os sistemas originais existentes até então no mercado. O combustível de adição usado para alimentar o sistema instalado durante o estudo foi o GPL, devido essencialmente a fatores como a relativa facilidade de armazenamento deste combustível, o número elevado de postos de abastecimento a nível nacional/internacional e ainda a necessidade de otimização dos sistemas que fazem uso desta fonte de energia. Foi desenvolvida uma metodologia de cálculo com recurso ao software Microsoft EXCEL que permite simular os consumos e as poupanças associadas à utilização deste tipo de sistemas. Foram feitos testes experimentais em estrada e em banco de potência de forma a calibrar e avaliar todo o sistema. Posteriormente com os dados obtidos foi feita uma análise do desempenho do veículo e dos consumos e poupanças decorrentes do seu funcionamento em Dual-Fuel a GPL.

During the last decades, the Dual-Fuel combustion, based on alternative gaseous fuels, has been the target of a deep research, and is a good approach to reducing global dependence for fossil fuels and the reduction of pollutant emissions. The goal of this study consists on a theoretical, technics and practical study of a heavy-duty vehicle (MAN TGA 18.433 FLS 36LX) equipped with a Euro 3 engine D2066 LF01 running on LPG Dual-Fuel operation. The innovative configuration of the proposed system, allows cutting the original diesel fuel by controlling the rail pressure and boost pressure read by the original ECU. This configuration enables the application of a Dual-Fuel system to a vehicle with an automatic gearbox without its performance being compromised, which is not the case for existing original systems on the market. The fuel used to power the system installed during the study was LPG, mainly due to factors such as the relative facility of his storage, the high number of national / international fuelling stations and the need for optimization of the systems that use this energy source. A methodology using the Microsoft EXCEL software was developed to simulate consumptions and savings associated with the use of the Dual-Fuel systems. In order to evaluate and calibrate the entire system, experimental tests have been made on the road and in a dyno. Then with the data obtained was made an analysis of the vehicle performance, consumption and the savings obtained with the LPG Dual-Fuel operation.