Effects of gasoline composition on engine performance, exhaust gases and operational costs

Abstract

Novas tecnologias para melhorar o desempenho e a eficiência dos motores de combustão interna estão relacionadas com o aumento da resistência à detonação nos combustíveis. Aromáticos, parafinas e aditivos à base de chumbo na gasolina são usados ​​para aumentar a octanagem, mas alguns deles são tóxicos, cancerígenos ou caros. Atualmente, diversas alternativas para aumento de octanagem são consideradas e compostos oxigenados estão despertando interesse, como o etanol. Este composto é uma fonte de energia renovável, que pode reduzir a dependência do petróleo e também pode ser utilizado de forma adequada em gasolinas como mistura. O uso do etanol, amplamente notado no Brasil e nos Estados Unidos, aumenta a octanagem, a eficiência térmica e a potência do motor devido ao efeito de resfriamento da carga e à capacidade de expansão molar. Para o mesmo motor e condições de operação, a octanagem e o desempenho do motor estão diretamente correlacionados. O presente estudo discute a influência da composição da mistura de gasolina no desempenho do motor através da análise do processo de combustão. Para isso, amostras de misturas de gasolina com diferentes números RON foram avaliadas experimentalmente em um motor de pesquisa monocilíndrico em condições de alta carga e velocidade. Estas condições foram selecionadas por serem pontos potenciais de operação para ocorrência de detonação. Os resultados mostram que apesar do aumento no teor de aromáticos das amostras de gasolina e consequentemente das melhorias na octanagem e no desempenho do motor, isso não é compensado pelo custo. Por exemplo, a utilização de mistura de gasolina com maior percentual de etanol resultou em redução de mais de 23% no custo da potência líquida (kW) e de até 32% na emissão específica de NOx.