Air and fuel supercharge in the performance of a diesel cycle engine / Sobrealimentação de ar e combustível no desempenho de um motor ciclo Diesel

ABSTRACT: This paper aimed to evaluate the performance of a Diesel cycle engine, changing the configurations for the air and fuel supply system. Variables analyzed were torque, power, specific fuel consumption and thermal efficiency in four different engine configurations (aspirated, aspirated + service, turbocharged + service and turbocharged). For that, there were dynamometer experiments by power take-off of an agricultural tractor. The experimental outline used was entirely randomized, in a bifatorial design with three repetitions. Results indicated that the engine supercharge, compared to its original configuration, provided a significant increase of torque and power. Only the addition of turbo does not caused a significant effect in the engine performance. Application of turbocharger provides an improvement in the burning of the air/fuel mixture, which favors the increase of engine power and; consequently, reduced the specific fuel consumption.

RESUMO: Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um motor ciclo Diesel, alterando a configuração do sistema de alimentação de ar e de combustível. As variáveis analisadas foram torque, potência, consumo específico de combustível e eficiência térmica em quatro diferentes configurações do motor (aspirado, aspirado + serviço, turboalimentado + serviço e turboalimentado). Para isso, foram realizados experimentos dinamométricos por meio da tomada de potência de um trator agrícola. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em desenho bifatorial com três repetições. Os resultados indicam que, a sobrealimentação do motor, em relação à configuração original, proporciona aumento significativo do torque e potência. Somente a adição de turbo não causa efeito significativo no desempenho do motor. A aplicação do turbocompressor proporciona melhoria na queima da mistura ar/combustível, o que favorece o aumento da potência do motor e, consequentemente, reduz o consumo específico de combustível.

Mass of agricultural tractors available in the brazilian market / Massa dos tratores agrícolas comercializados no mercado brasileiro

ABSTRACT: Currently, manufacturers of agricultural tractors offer to farmers a diversity of brands, models, and settings for the most diverse agricultural operations. In this sense, the relation mass/power of tractor influences directly in the performance of these operations. The objective of this research was to study the agricultural wheel tractors marketed in Brazil in relation to their mass, in order to obtain current data to help their selection and proper use. The research involved 145 agricultural tractors models of eight different brands, including 2WD, MFWD and 4WD versions. The variables mass without ballast, relation mass/power for the different brands, type of traction and tractor power were analyzed separately. Tractor power was classified in: Class I (<50kW), Class II (50 to 150kW) and Class III (>150kW), according to the rated engine power declared by the manufacturer. Statistical analyses used were the t-Student and Tukey tests. The most number of tractors belongs to Class II and are considered versatile due to their mass/power relation, and can be used in the most diverse agricultural operations. From these analyses it was detected the mass/power relation decreases when the rated engine power increases.

RESUMO: Atualmente, os fabricantes de tratores agrícolas disponibilizam aos agricultores uma diversidade de marcas, modelos e configurações para as mais diversas operações agrícolas. Nesse sentido, a relação massa/potência do trator influencia de forma direta no desempenho dessas operações. Objetivou-se estudar os tratores agrícolas de rodas comercializados no mercado brasileiro, no que se refere a sua massa, visando obter dados atuais que auxiliem sua seleção e uso adequado. A pesquisa envolveu 145 modelos de tratores agrícolas de oito marcas diferentes, contemplando as versões 4x2, TDA e 4x4. Foram analisadas separadamente as variáveis massa sem lastro e relação massa/potência para as diferentes marcas, tipo de tração e potência do trator, sendo esta última classificada em: Classe I (menores que 50kW), Classe II (entre 50 e 150kW) e Classe III (maiores que 150kW), de acordo com a potência nominal do motor, declarada pelo fabricante. As análises estatísticas foram realizadas por meio dos testes t de Student e Tukey. O maior número de tratores pertence à Classe II, sendo considerados versáteis, devido à sua relação massa/potência, podendo ser usados nas mais diversas operações agrícolas. Há uma tendência de os tratores agrícolas comercializados no mercado brasileiro diminuírem sua relação massa/potência, conforme aumenta a potência nominal do motor.

Performance of an agricultural engine using blends of diesel and ethanol / Desempenho de um motor agrícola utilizando misturas de óleo diesel e etanol

ABSTRACT: This research evaluated the performance of a diesel engine in an agricultural tractor, using Diesel S500 (B5) and mixture with 3% (ED3), 6% (ED6), 9% (ED9), 12% (ED12) and 15% (ED15) of hydrous ethanol. Variables evaluated were the power, torque, specific fuel consumption, torque reserve, speed reserve and elasticity index of engine. Results indicated that using B5 and ED3 the values of torque and engine power not differ, in addition, with the ED3 the fuel consumption was lower than 5.92%. Using ED12, power has reduced in 2.97%, compared with B5, while their fuel consumption had no difference. With ED15, the power was lower 6.30% and the fuel consumption increase 3.77%, both compared with B5. Torque reserve value was increased with increasing the ethanol content in B5, reducing the speed reserve and elasticity index of engine. Ethanol in Diesel S500 (B5) can be used as an alternative fuel in agricultural tractor engines without presenting high changes in the performance, since the ethanol content is at low percentages, up to 12%.

RESUMO: Neste trabalho, foi avaliado o desempenho de um motor ciclo Diesel de um trator agrícola, utilizando óleo Diesel S500 (B5) e sua mistura com 3% (ED3), 6% (ED6), 9% (ED9), 12% (ED12) e 15% (ED15) de etanol hidratado. As variáveis estudadas foram: potência, torque, consumo específico de combustível, reserva de torque, reserva de rotação e índice de elasticidade do motor. Os resultados indicam que, utilizando B5 e ED3, os valores de torque e potência do motor não diferiram, além disso, com o ED3, o consumo de combustível foi 5,92% menor. Utilizando ED12, a potência, em relação ao B5, teve uma redução de 2,97%, sem diferença para o consumo de combustível. Já com o ED15, a potência diminuiu 6,30% e o consumo aumentou 3,77%, em comparação com o B5. Os valores de reserva de torque foram incrementados conforme aumentou o conteúdo de etanol, reduzindo a reserva de rotação e o índice de elasticidade do motor. A mistura de etanol no óleo Diesel B5 pode ser utilizada como combustível alternativo em motores agrícolas, sem apresentar alterações significativas no seu desempenho, desde que seja utilizado até 12% de etanol.

Critérios técnicos para a seleção de pulverizadores autopropelidos comercializados no mercado brasileiro / Technical criteria for the selection of self-propelled sprayers available in the Brazilian market

Nos últimos anos, a oferta de pulverizadores autopropelidos no mercado brasileiro aumentou, principalmente para suprir a demanda de agricultores que possuem grandes extensões de áreas, nas quais se requer um alto ritmo operacional. Neste trabalho, foram avaliados, em função da potência nominal do motor, os diferentes tipos de transmissões, a capacidade do reservatório de calda, tamanho das barras e vão livre, considerados critérios técnicos importantes para a seleção dessas máquinas. Para tanto, utilizaram-se informações técnicas de 41 modelos de pulverizadores autopropelidos comercializados no mercado brasileiro. Como resultado, classificaram-se os pulverizadores em cinco classes, segundo a potência do motor. Verificou-se que, com o aumento da potência, os pulverizadores são equipados com transmissão hidrostática e a capacidade dos reservatórios de calda são maiores.

In recent years the offer of self-propelled sprayers in the Brazilian market increased mainly to supply the demand of farmers who own large areas where there are a high operational pace requirement. In this research the different kinds of transmissions, tank capacity of spray mix, width of bars and clearance, which are considered important technical criteria, were evaluated according to nominal engine power. Technical information of 41 self-propelled sprayer models commercialized in Brazilian market were used. As result, sprayers were classified in five classes, according to the engine power. It was verified that, with the increase of power, the sprayers are equipped with hydrostatic transmission and the tank capacity of spray mix are higher.