Avaliação numérica da viabilidade de sistemas dual-fuel com operação transiente para o mercado de veículos brasileiros

dc.creatorGuilherme Sávio Nogueira Souza
dc.date.accessioned2025-07-23T13:49:57Z
dc.date.accessioned2025-09-08T22:50:22Z
dc.date.available2025-07-23T13:49:57Z
dc.date.issued2025-03-14
dc.description.abstractThe pursuit of sustainable and efficient energy solutions has driven the development of innovative automotive technologies, with a focus on reducing carbon and hydrocarbon emissions and improving efficiency in the transportation sector. In this context, the present study investigates the optimization of fuel mixtures in dual-fuel systems during transient operations, aiming to enhance the performance and efficiency of vehicles intended for the Brazilian market through a numerical approach. Previous studies highlight the potential of dual-fuel systems to meet these demands, underscoring the relevance of this investigation. The proposed approach involves the validation of dual-fuel technology in passenger vehicles through numerical simulations using ethanol–methane and gasoline–methane blends. For this purpose, a model developed in the GT-Suite software was employed, calibrated with experimental engine test bench data, to simulate vehicle performance under the FTP-75 and HWFET driving cycles. The adopted methodology aims to optimize combustion under different operating conditions through the simultaneous injection of liquid and gaseous fuels. The results indicate a potential reduction of up to 10% in vehicle energy consumption, as well as a decrease of up to 25% in the carbon footprint compared to conventional fossil fuels. An optimized substitution map of methane with ethanol or gasoline throughout vehicle operation was also generated. The findings demonstrate that the implementation of dual-fuel systems not only increases energy efficiency but also contributes to automotive sustainability by enabling the integration of renewable energy sources. Therefore, this work offers a relevant contribution to the transition toward cleaner mobility, in line with global emission reduction goals.
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/83758
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
dc.subjectEngenharia mecânica
dc.subjectSustentabilidade
dc.subjectEficiência energética
dc.subjectCombustíveis para motores
dc.subjectVeículos a motor
dc.subject.otherDual-fuel
dc.subject.otherMotores de combustão interna
dc.subject.otherEficiência de conversão de combustível
dc.subject.otherFração de massa queimada
dc.subject.otherCiclos de condução
dc.titleAvaliação numérica da viabilidade de sistemas dual-fuel com operação transiente para o mercado de veículos brasileiros
dc.title.alternativeNumerical assessment of the feasibility of dual-fuel systems under transient operation for the brazilian vehicle market
dc.typeDissertação de mestrado
local.contributor.advisor1Fabrício José Pacheco Pujatti
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0444544391505503
local.contributor.referee1Jose Guilherme Coelho Baeta
local.contributor.referee1Ramon Molina Valle
local.contributor.referee1Augusto César Teixeira Malaquias
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1826946796983950
local.description.resumoA busca por soluções energéticas sustentáveis e eficientes tem impulsionado o desenvolvimento de tecnologias automotivas inovadoras, com foco na redução das emissões de carbono e hidrocarbonetos e no aumento da eficiência no setor de transporte. Neste contexto, o presente estudo investiga a otimização de misturas de combustíveis em sistemas dual-fuel durante operações transitórias, com o objetivo de aprimorar o desempenho e a eficiência de veículos destinados ao mercado brasileiro, por meio de uma abordagem numérica. Estudos anteriores destacam o potencial dos sistemas dual-fuel para atender a essas demandas, evidenciando a relevância desta investigação. A proposta consiste na validação da tecnologia dual-fuel em veículos de passeio por meio de simulações numéricas utilizando misturas etanol-metano e gasolina-metano. Para isso, foi empregado um modelo no software GT-Suite, calibrado com dados experimentais de dinamômetro, a fim de simular o desempenho do veículo nos ciclos de condução FTP-75 e HWFET. A metodologia adotada busca otimizar a combustão em diferentes condições operacionais por meio da injeção simultânea de combustíveis líquidos e gasosos. Os resultados apontam para uma redução potencial de até 10% no consumo energético do veículo, além de diminuições de até 25% na pegada de carbono em comparação com combustíveis fósseis convencionais. Também foi possível gerar um mapa otimizado de substituição do metano por etanol ou gasolina ao longo da operação veicular. As evidências obtidas demonstram que a implementação de sistemas dual-fuel não apenas eleva a eficiência energética, como também contribui para a sustentabilidade no setor automotivo ao viabilizar a integração de fontes renováveis de energia. Este trabalho, portanto, oferece uma contribuição relevante para a transição rumo a uma mobilidade mais limpa, em consonância com as metas globais de redução de emissões.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0009-0009-1839-8209
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica

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