Setembro 2025 vol. 12 num. 1 - XXXII Simpósio Internacional de Engenharia

Trabalhos selecionados para publicação apenas - Open Access.

Idioma principal | Segundo idioma

Predição de Octangem de Gasolina com Base em Dados de Atraso de Ignição obtidos no Analisador de Câmara de Volume Constante Avançado AFIDA

Prediction of Gasoline Octane Rating Based on Ignition Delay Data from the Advanced Constant Volume Chamber Analyzer AFIDA

SANTOS, Anderson Rouge dos ; ARAUJO JUNIOR, Gerson Fernandes ; BONTORIN, Ana Carolina Bueno ; SILVA, Katia Moniz da ; RIBEIRO, Douglas Guerreiro ; MASSA, Carlos Vinicius Costa ;

Trabalhos selecionados para publicação apenas:

O trabalho investiga a aplicação de dados de atraso de ignição (ID) na predição de octanagens RON e MON de gasolinas, que são medições obrigatórias de especificação realizadas em motor CFR de operação complexa, custosa e morosa. As medições de ID foram obtidas usando o Advanced Fuel Ignition Delay Analyzer (AFIDA), um analisador de combustão que mede com precisão esse parâmetro sob várias condições de pressão e temperatura, de forma mais rápida e econômica, sendo capaz de simular as condições de combustão dos motores CFR. A pesquisa abrangeu várias gasolinas formuladas a partir de correntes de refino e componentes de gasolina, revelando correlações significativas entre a octanagem e os valores de ID, particularmente para gasolinas preparadas a partir do mesmo conjunto de correntes de refino, permitindo otimizações rápidas e econômicas nas formulações. Uma abordagem de análise de dados foi incorporada para aumentar a precisão das predições, utilizando dados de ID, teor de etanol e densidade dos combustíveis. Os resultados enfatizam a flexibilidade do AFIDA como uma metodologia viável para a predição de octanagem, que pode ser aplicada em P&D, otimização de processos e produtos, além de promover discussões sobre alternativas para certificação de combustíveis.

Trabalhos selecionados para publicação apenas:

This study investigates the application of ignition delay (ID) data in predicting the RON and MON octane ratings of gasolines, which are mandatory specification measurements conducted in a complex, costly, and time-consuming CFR engine. The ID measurements were obtained using the Advanced Fuel Ignition Delay Analyzer (AFIDA), a combustion analyzer that accurately measures this parameter under various pressure and temperature conditions, faster and cheaper, being able to simulate the combustion conditions of CFR engines. The research covered several gasolines formulated by refining streams and pure components, revealing significant correlations between octane rating and ID values, particularly for gasolines prepared from the same set of refinery streams, allowing for quick and economical optimizations in formulations. A data analysis approach was incorporated to enhance the accuracy of predictions, utilizing ID data, ethanol content and fuel density. The results emphasize the flexibility of AFIDA as a viable methodology for octane rating prediction, which can be applied in R&D, process and product optimization, as well as promoting discussions on alternatives for fuel certification.

Download (PDF)

Palavras-chave: -,

Palavras-chave: -,

DOI: 10.5151/simea2025-PAP87

Referências bibliográficas
  • [1] Heywood, J. B., Internal combustion engine fundamentals, 2nd edition, McGraw-Hill, 2018.
  • [2] Gupta, H. N., Fundamentals of internal combustion engines, 2nd edition, PHI, 2013.AEA – Brazilian Society of Automotive Engineering - SIMEA 2025
  • [3] ASTM D2699: Standard test method for research octane number of spark-ignition engine fuel, 2023
  • [4] ASTM D2700: Standard test method for motor octane number of spark-ignition engine fuel, 202
  • [5] Teoh, Y. H., et al. Influence of octane number rating on performance, emission and combustion characteristics in spark ignition engine. J. Adv. Res. Fluid Mech. Thermal Sci. 45 (2018): 22-34.
  • [6] For american specification, see: ASTM D4814: Standard Specification for Automotive Spark-Ignition Engine Fuel, 2025.
  • [7] For brasilian Specification, see: ANP Resolution No. 807, of 01.23.2020. http://www.anp.gov.br/. Accessed March 8, 2025.
  • [8] Shuai, S.-J. et al. Impact of octane number on fuel efficiency of modern vehicles. SAE Int. J. Fuels Lubr. 6 (2013): 702-712.
  • [9] Naser, N. et al. The influence of chemical composition on ignition delay times of gasoline fractions. Combust. Flame 209 (2019): 418-42
  • [10] Naser, N., Sarathy, S., Chung, S. Ignition delay time sensitivity in ignition quality tester (IQT) and its relation to octane sensitivity. Fuel 233 (2018): 412-419.
  • [11] Naser, N. et al. Relating the octane numbers of fuels to ignition delay times measured in an ignition quality tester (IQT). Fuel 187 (2017): 117-127.
  • [12] Luecke, J., Zigler, B. T. Rapid prediction of fuel research octane number and octane sensitivity using the AFIDA constant-volume combustion chamber. Fuel 301 (2021): 120969.
  • [13] Boehman, A. L. et al. Ignition delay measurements of four component model gasolines exploring the impacts of biofuels and aromatics. Proc. Combust. Inst. 38 (2021): 5549-5555.
  • [14] Cancino, L. R. et al. Ignition delay times of ethanol-containing multi-component gasoline surrogates: Shock-tube experiments and detailed modeling. Fuel 90 (2011): 1238-1244.
  • [15] Li, H. et al. Ignition delay of diisobutylene-containing multicomponent gasoline surrogates: Shock tube measurements and modeling study. Fuel 235 (2019): 1387-1399.
  • [16] Cancino, L. R. et al. A six-compound, high performance gasoline surrogate for internal combustion engines: Experimental and numerical study of autoignition using high-pressure shock tubes. Fuel 261 (2020): 116439.
  • [17] Gail, S. et al. Evaluating a novel gasoline surrogate containing isopentane using a rapid compression machine and an engine. Proc. Combust. Inst. 38 (2021): 5643-5653.
  • [18] Luecke, J., Rahimi, M. J., Zigler, B. T., Grout, R. W. Experimental and numerical investigation of the Advanced Fuel Ignition Delay Analyzer (AFIDA) constant-volume combustion chamber as a research platform for fuel chemical kinetic mechanism validation. Fuel 265 (2020): 116929.
  • [19] Carvalho, R. N. D.; Bontorin, A. C. B.; Santos, A. R.; Massa, C. V. C.; Ribeiro, D. G.; Mello, E. S.; Machado, G. B., Influence of Gasoline Properties on Vehicle Energy Efficiency, XXXI International automotive engineering symposium, 11(1), 226-237, 2024. doi: 10.5151/simea2024-PAP39.
Como citar:

SANTOS, Anderson Rouge dos; ARAUJO JUNIOR, Gerson Fernandes; BONTORIN, Ana Carolina Bueno; SILVA, Katia Moniz da; RIBEIRO, Douglas Guerreiro; MASSA, Carlos Vinicius Costa; "Predição de Octangem de Gasolina com Base em Dados de Atraso de Ignição obtidos no Analisador de Câmara de Volume Constante Avançado AFIDA", p. 428-435 . In: Anais do XXXII Simpósio Internacional de Engenharia. São Paulo: Blucher, 2025.
ISSN 2357-7592, DOI 10.5151/simea2025-PAP87

últimos 30 dias | último ano | desde a publicação


downloads


visualizações


indexações