Adaptação de um motor 125cc a 2 tempos a carburador para injeção e ignição eletrónicas

Abstract

Este trabalho visa a adaptação de um motor a 2 tempos a gasolina de 1974 com carburador, para ignição e injeção eletrónicas, que tem como objetivo final a sua aplicação num Kart de competição. Embora tipicamente os motores a 2 tempos sejam controlados analogicamente, através de carburadores, por exemplo, a utilização de sistemas eletrónicos para este controlo tem vindo a aumentar ao longo dos anos, permitindo um maior controlo e melhor performance destes. A realização deste projeto baseia-se assim neste fator, fazendo sentido procurar um método de adaptação de um motor a 2 tempos de controlo por carburador, para utilizar um sistema de controlo eletrónico, tanto de injeção como de ignição, tencionando assim validar este tipo de aplicações. Começou-se por realizar um estudo de base teórica sobre os motores a 2 tempos de modo a adquirir uma maior perceção da evolução dos mesmos, o seu impacto e aplicações. Finalizado esse primeiro estudo, seguiu-se uma revisão das características mais importantes nos motores a 2 tempos, fatores que os caracterizam e permitem que o seu funcionamento seja melhorado, sendo exemplos disto, os processos de lavagem e o escape divergente-convergente. Sendo o motor em estudo um motor de moto (Suzuki 125 TS), revelou-se importante averiguar de que forma surgiu a aplicação de motores a 2 tempos em motociclos, as fases que mais caracterizaram este meio de transporte, bem como as construtoras de maior renome. Tendo como principal objetivo a adaptação deste motor, tornou-se relevante a realização de uma análise teórica sobre a influência que o avanço de ignição e demais variáveis da energia gerada, têm sobre a performance do motor, mais propriamente o trabalho instantâneo gerado. Seguidamente, iniciou-se a implementação do controlador – MEGASQUIRT II – que exigiu um estudo sobre os diversos componentes elétricos e eletrónicos a utilizar, e os fatores a ter em conta aquando da sua instalação. Em paralelo, e de forma a permitir esta instalação, foram detalhadas todas as intervenções mecânicas que foram necessárias para que o Kart atingisse os objetivos pretendidos. Concluído o projeto foi possível validar todo o sistema que foi concebido, tanto a nível eletrónico como a nível mecânico. Embora tenham sido encontrados alguns obstáculos neste processo, foram tomadas medidas corretivas que solucionaram a maior parte dos problemas. Terminou-se mencionando que trabalhos deveriam ser feitos futuramente de modo a aprimorar e aprofundar o trabalho realizado.

The present project aims for the adaptation of a two-stroke gasoline engine from 1974 employing a carburettor, to electronically controlled fuel ignition and injection, with the goal of being employed in a race Kart. Although 2-stroke engines are typically controlled through analogic methods such as carburettors, the usage of electronic methods is on the rise throughout the years, allowing for better control and higher performance. This project is based on this factor, making sense to seek a method for the adaptation of a carburettor-controlled engine, to use an electronic control system, both for ignition and injection, seeking to validate this type of applications. Work started with a theorical study on 2-stroke engines to acquire a better perception of their evolution, impact and applications. Once this primary study was finished, the most important characteristics of two-stroke engines were revised and characterizing factors that allow for improvement of their performance were studied, such as scavenging processes and divergent-convergent exhaust systems. Since the engine in study was originally used in a motorbike, the analysis of how these types of engines started to be used in motorbikes was relevant. Adding to this, the main eras that distinguished this mean of transportation were explored, as well as the most vital constructors. Since the main goal of this project was the adaptation of such engine, a theorica analysis regarding the impact of ignition timing and several other variables related to energy generated by the engine on the engine’s performance, detailing the impact on the instantaneous work generated. Once this was completed, the implementation of the MEGASQUIRT II controller was began, which demanded the study of the several electrical and electronic components to be used, and relevant factors in its installation. In parallel to that, as to allow for this installation, all the mechanical interventions that were necessary for the Kart to fulfil the proposed goals. Once the project was completed it became possible to validate the system that was created. Although some obstacles arised during this process, corrective action was taken to fix most of the problems. The report was finished by listing future works to be done in order to better the project.