Desenvolvimento de um sistema de controle para a injeção de gás de eletrólise em um motogerador a diesel utilizado na mineração.

Abstract

Este trabalho visa desenvolver um sistema de controle de injeção de hidrogênio na câmara de combustão de um motor a diesel, analisar teoricamente o processo de combustão e as emissões de gases poluentes. O óleo diesel é o combustível principal e o hidrogênio é o combustível secundário (aditivo). O hidrogênio é produzido no processo de eletrólise da água e é direcionado para o duto de admissão do motor em produção descentralizada, ou seja, sem que haja o armazenamento do gás. O projeto experimental do sistema de controle consiste em desenvolver um controlador Proporcional-Integral (PI) para a vazão volumétrica de gás de eletrólise em função da corrente elétrica aplicada ao sistema. A análise teórica das emissões do motor e do processo de combustão foi realizada por meio dos softwares NASA CEA e Lotus Engine, respectivamente. Na análise teórica com o software NASA CEA, as emissões de dois combustíveis (Jet-A e óleo diesel) misturados com hidrogênio são comparadas. Já na análise com o software Lotus Engine, o rendimento do motor foi simulado utilizando-se o combustível óleo diesel. Os resultados experimentais mostram que é possível utilizar o sensor de vazão de ar F1012, que possui baixo custo, para medição do gás de eletrólise e para o desenvolvimento de um controlador PI. Os resultados teóricos do NASA CEA indicam que o gás de eletrólise pode ser adicionado na mistura com os combustíveis Jet-A e óleo diesel a fim de promover x menores emissões de CO e CO2 no motor. Na parametrização com o Lotus Engine, tem-se melhor rendimento do motor com alteração de 10º no ângulo de fechamento de válvula de admissão.