Estrategia para controle de operação otimizada de motor diesel aplicado em tratores agricolas

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

1995

RESUMO

O trator agrícola de rodas tem sido, desde o início de sua existência, a principal unidade motora da agricultura. Seu projeto conceitual básico tem muito ainda a ser explorado. A evolução do trator agrícola de rodas aponta no sentido de melhorar seu rendimento global envolvendo alguns elementos críticos, com respeito à conversão de energia, que dentre eles destacam-se: o motor, a transmissão, a interface pneu-solo e o sistema de controle do levante hidráulico. No presente trabalho foi estudado inicialmente o comportamento dinâmico de um motor diesel, modelo 4248, marca Perkins, normalmente utilizado em tratores agrícolas, com o objetivo de desenvolver uma estratégia de controle do motor que otimize seu desempenho, baseado em critérios de economia de energia. A lógica de controle proposta prevê a utilização, em conjunto, do controle do motor e da transmissão do trator, objetivando a manutenção da qualidade final do trabalho agrícola. Para que isto seja conseguido, deve-se manter a velocidade de deslocamento do conjunto tratorimplemento, atuando-se na relação de transmissão e no acionamento da bomba injetora, de forma a levar o motor a operar num ponto otimizado, mantendo-se a potência constante. A fim de controlar o motor em condições ótimas de economia de energia, foi necessário definir uma curva otimizada de operação. A curva proposta contempla o funcionamento do motor em toda sua faixa de potência disponível. Em virtude das dificuldades da medição direta do torque e dos métodos indiretos para sua estimativa, mencionados na literatura, não atenderem adequadamente as exigências de precisão para a implementação da estratégia de controle, foi proposto um novo método. Este método permite a estimativa indireta do torque para pequenas perturbações dinâmicas, utilizando-se apenas a posição da alavanca de acionamento da bomba injetora e da variação da rotação do motor. Foi observado que o comportamento dinâmico do motor é bem distinto daquele mostrado pelas curvas de desempenho tradicionais. Para fins de estabelecimento da estratégia de controle é necessário estimar a resposta do motor a uma perturbação transiente. Isto foi realizado através do estudo dos modelos matemáticos denominados ARX, OEe ARMAX. Assim a estratégia de controle foi estabelecida levando-se em consideração: o método indireto proposto de determinação do torque em regime; a curva proposta de operação otimizada; e, finalmente, o modelo ARMAX,que descreve o comportamento dinâmico do motor. A estratégia de controle foi simulada através de solicitações dinâmicas de torque crescente e decrescente, nas curvas governadas correspondentes a 1600 [rpm], 1800 [rpm] e 2000 [rpm]. Em todos estes casos os resultados das simulações mostraram-se adequados, indicando que o lógica do controlador manteve o funcionamento do motor seguindo a curva otimizada

ASSUNTO(S)

motor diesel controle eletronico tratores agricolas

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