Projeto, construção e instrumentação de uma bancada experimental com dinamômetro de Prony para motores de pequeno porte

Abstract

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de uma bancada experimental equipada com um dinamômetro de Prony, destinada à análise de desempenho de motores de combustão interna de pequeno porte. A proposta visa proporcionar uma ferramenta de apoio didático para a compreensão dos princípios de conversão de energia térmica em trabalho mecânico e dos parâmetros operacionais de máquinas térmicas. O estudo fundamentou-se na teoria do ciclo Otto de quatro tempos e na aplicação de conceitos de resistência dos materiais, utilizando o método de Euler-Bernoulli para o dimensionamento estrutural e a definição da rigidez do conjunto. A instrumentação foi composta por uma plataforma Arduino Mega, integrando uma célula de carga e sensores de rotação (óptico e por pulso de ignição), permitindo a aquisição de dados de torque e velocidade angular. Para a validação do sistema, utilizou-se um motor Honda GX25, focando-se no dimensionamento mecânico e na eficácia da aquisição de dados. Os testes preliminares identificaram pontos críticos de projeto, como falha por cisalhamento em elementos de união e limitações no sistema de freio de Prony inicialmente adotado, as quais foram devidamente analisadas sob a ótica da fadiga e resistência mecânica. Conclui-se que a bancada se mostrou viável para fins acadêmicos, cumprindo os objetivos de projeto, construção e instrumentação, apresentando baixo custo e potencial para futuras etapas de levantamento completo de curvas características e eficiência térmica.