Projeto de Planejamento de Experimento

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

IGOR CÉSAR AMOS ESTEVES

PROJETO DE PLANEJAMENTO DE EXPERMENTO

Verificação da influência de fatores simples na potência de um automóvel

Curitiba - PR

2018

SUMÁRIO

1        Introdução        2

2        Fatores de Controle        3

2.1 Fator A: Tipo de combustível        3

2.2 Fator B: Condição do filtro de ar        4

2.3 Fator C: Utilização de condicionador de metais (Militec®) junto ao óleo do motor        5

3        Níveis dos Fatores de Controle        6

4        Tratamentos        6

5        Tabela de Sinais        7

6        Hipóteses        7

7        Cálculos        8

7.1 Efeitos principais:        9

7.2 Efeitos das Interações:        9

7.3 Análise da variância        9

8        CONCLUSÃO        11

9        REFERÊNCIAS        11

        

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1. Introdução

Um dado muito importante para a medição do desempenho de um motor e consequentemente de um automóvel, é a sua potência máxima. A potência máxima de um motor é determinada por diversos fatores construtivos da máquina como seu volume de cilindro (cilindrada), se é um motor sobrealimentado (turbo) ou aspirado, se tem injeção direta ou indireta de combustível, dentre outros. Entretanto, há fatores simples, que podemos alterar no nosso dia-a-dia, que podem fazer diferença no desempenho de nosso automóvel. Dentre esses fatores, estão o tipo de combustível que utilizamos, se estamos dando a manutenção devida ao veículo conforme solicitado no manual do fabricante e até mesmo a utilização de produtos que surgem no mercado com uma proposta inovadora.

Todos os experimentos serão realizados com um automóvel de modelo X, equipado com motor Y no dinamômetro de rolo de marca Z de modo a garantir as iguais condições para todos os tratamentos. Os dados de potência máxima serão exibidos na tela do computador conectado ao dinamômetro no final de cada teste e serão coletados para tratamento posterior. Abaixo, segue esquema de montagem do experimento de teste de potência automotiva em dinamômetro de rolo.

FIGURA 1 – ESQUEMA DE TESTE DE POTÊNCIA DE UM AUTOMÓVEL EM DINAMÔMETRO DE ROLO

[pic 1]

FONTE: Meiden America (2018)

1. Fatores de Controle

A fim de verificarmos a real variação da potência com a observação de simples questões em um automóvel, vamos considerar os seguintes fatores de controle:

1. Fator A: Tipo de combustível

Muito se fala a respeito dos tipos de combustíveis disponíveis no mercado e esse é um tema que gera bastante polêmica entre os entusiastas do meio automotivo. Há algum tempo surgiu nos postos de combustíveis da Petrobrás, a gasolina Podium. Assim como qualquer gasolina, esse combustível é obtido a partir do refinamento do petróleo que é composto por uma média de oito carbonos em sua cadeia. Segundo o fabricante, são utilizados, na produção do combustível, combinações e processos que garantem a maior octanagem e um percentual mais baixo de enxofre (média de 30 mg/kg) do que o encontrado nos outros tipos de gasolina (média de 50 mg/kg). Assim que chega na distribuidora, a gasolina é tratada, recebendo adição de etanol, conforme previsto pela legislação brasileira, além de componentes que neutralizam impurezas prejudiciais a peças fundamentais do motor como bicos injetores, válvulas, além de reduzirem o atrito do mecanismo.

Mais especificamente sobre o estudo ao qual o projeto se propõe, o aumento da potência do motor se daria devido à elevada octanagem do combustível em questão. A octanagem é uma característica que representa a capacidade do combustível em suportar elevadas temperaturas e pressões sem autoignitar-se, ou seja, o combustível só sofreará a combustão quando a vela do motor liberar a centelha para esse fim. O processo de autoignição, ou também conhecido como “batida de pino”, além de ser prejudicial ao motor, também faz com que esse tenha sua eficiência, e consequentemente sua potência, reduzida, uma vez que parte da energia da combustão não é aproveita quando não ocorre no momento ideal, que é no final da compressão. Segundo o fabricante, a média de IAD (Índice Antidetonante) da gasolina comum ou aditivada é de 87, a média de IAD das gasolinas premium é de 91, enquanto que o IAD da gasolina Podium é de 97.

FIGURA 2 – DIFERENCIAIS DA GASOLINA PODIUM

[pic 2]

FONTE: Petrobras (2018)

1. Fator B: Condição do filtro de ar

O filtro de ar é, sem sombra de dúvidas, uma peça de grande importância para o bom funcionamento de um motor e consequentemente de um automóvel. Esse é um componente que com o tempo se contamina, deteriora e deve ser substituído em média a cada 10 mil km rodados, entretanto, devido ao pouco conhecimento em mecânica da população de uma maneira geral, muitas pessoas negligenciam a manutenção preventiva do automóvel e não realizam a troca do produto. Como o próprio nome já diz, a função deste componente é filtrar o ar que entra no motor, livrando-o de fuligem, poeira, pólen, além de outras partículas, para se misturar ao combustível na câmara de combustão, possibilitando a expansão (terceira etapa de um motor 4 tempos), que é o processo no qual energia química é transformada em energia térmica, que através do mecanismo do motor se converte em energia mecânica. Caso o componente não seja substituído regularmente, o filtro perde sua função e impurezas começam a ser admitidas no motor juntamente com o ar, prejudicando a máquina e fazendo com que ela se deteriore precocemente. Além disso, as impurezas impedem a livre passagem de ar para dentro do motor, reduzindo a eficiência da combustão e consequentemente aumentando o consumo além de afetar o desempenho do veículo.