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Sobre o Autor
Introdução

PARTE I — O DINAMÔMETRO COMO INSTRUMENTO

1.1 O que é — e o que não é — um dinamômetro
1.2 O dinamômetro como sistema de medição
1.3 O dinamômetro como ambiente experimental artificial
1.4 Neutralidade e limites do instrumento

1.5 Arquiteturas de dinamômetros
 1.5.1 Dinamômetros de motor
 1.5.2 Dinamômetros de rolo
 1.5.3 Dinamômetros HUB

1.6 Sistemas de aplicação de carga
 1.6.1 Sistemas inerciais
 1.6.2 Freio elétrico (eddy current)
 1.6.3 Freio hidráulico
 1.6.4 Influência do tipo de carga na calibração

1.7 Escolha do sistema e objetivo do ensaio

1.8 Incerteza de medição em ensaios dinamométricos
 1.8.1 Potência como grandeza derivada
 1.8.2 Propagação de incertezas
 1.8.3 Incerteza do sensor de torque
 1.8.4 Incerteza na medição de rotação
 1.8.5 Resolução do sistema de aquisição de dados
 1.8.6 Calibração do dinamômetro
 1.8.7 Incerteza de medição e interpretação de resultados

PARTE II — NORMATIVAS TÉCNICAS E CORREÇÕES ATMOSFÉRICAS

2.0 Padronização, comparabilidade e limites estruturais
2.1 Condições de referência
2.2 Fundamento físico da correção atmosférica
2.3 Escopo real das normas
2.4 Comparabilidade × Representatividade
2.5 Atmosfera real versus atmosfera assumida
2.6 Papel adequado das normas
2.7 Síntese estrutural

PARTE III — FUNDAMENTOS DA VALIDAÇÃO

3.1 Medição não é representatividade
3.2 O contexto como parte do resultado
3.3 Representatividade como alinhamento de cenários

3.4 Condições térmicas

3.5 Histerese térmica em ensaios dinamométricos consecutivos
 3.5.1 Acúmulo progressivo de energia térmica
 3.5.2 Influência na densidade do ar admitido
 3.5.3 Saturação térmica do intercooler
 3.5.4 Aquecimento do sistema de lubrificação
 3.5.5 Aquecimento do ambiente de teste
 3.5.6 Controle experimental da histerese térmica
 3.5.7 Integração com o conceito ERD

3.6 Condições atmosféricas
3.7 Estratégia de carga
3.8 Regime mecânico

3.9 Validação estatística de ensaios dinamométricos
 3.9.1 Repetibilidade dos ensaios
 3.9.2 Média dos resultados
 3.9.3 Desvio padrão
 3.9.4 Número de ensaios recomendados
 3.9.5 Significância das diferenças de potência
 3.9.6 Integração com o conceito ERD

3.10 Síntese metrológica
3.11 Implicação epistemológica
3.12 Conclusão metrológica

PARTE IV — CONTROLE DO SISTEMA DE MEDIÇÃO

4.1 O sistema de medição antes do motor

4.2 Calibração da célula de carga
 4.2.1 Erro sistemático na célula
 4.2.2 Procedimentos mínimos

4.3 Verificação do sistema de rotação
 4.3.1 Fontes comuns de erro

4.4 Configuração matemática do sistema

4.5 Sensores auxiliares
 4.5.1 Desvios típicos

4.6 Incerteza de medição vs representatividade
 4.6.1 Incerteza × representatividade

4.7 Controle experimental
4.8 Síntese estrutural

PARTE V — ERRO E ESTRUTURA METROLÓGICA

5.1 Conceito clássico de erro

5.2 Erro aleatório
 5.2.1 Erro aleatório não é erro estrutural

5.3 Erro sistemático
5.4 Limite do modelo clássico
5.5 Estrutura ampliada do erro

5.6 Natureza do ERD
5.7 ERD versus erro sistemático

5.8 Síntese metrológica final
5.9 Implicação metodológica
5.10 Limite epistemológico da metrologia clássica

5.11 Taxonomia dos erros em ensaios dinamométricos
 5.11.1 Classificação estrutural dos erros
 5.11.2 Natureza conceitual das categorias de erros
 5.11.3 Diferença entre erro instrumental e erro estrutural
 5.11.4 Exemplo técnico ilustrativo
 5.11.5 Estrutura hierárquica dos erros
 5.11.6 Implicação para interpretação de resultados
 5.11.7 Conexão com o conceito ERD

PARTE VI — DEFINIÇÃO FORMAL DO ERD

6.1 Definição formal
6.2 Natureza estrutural
6.3 Fundamento conceitual
6.4 Estrutura dimensional
6.5 Implicação metodológica
6.6 Síntese da definição

PARTE VII — CRITÉRIOS DE IDENTIFICAÇÃO DO FENÔMENO

7.0 Critérios de identificação do fenômeno

7.1 Divergência consistente entre dinamômetro e comportamento em pista
7.2 Sensibilidade excessiva ao regime de ventilação do ensaio
7.3 Dependência elevada da condição térmica inicial do ensaio
7.4 Incompatibilidade entre curvas dinamométricas e dados de logging
7.5 Dependência significativa do tipo de dinamômetro utilizado

7.6 Síntese dos critérios de identificação

PARTE VIII — PROPOSIÇÃO METODOLÓGICA DO ERD

8.1 Introdução conceitual
8.2 Erro de representatividade dinamométrica (ERD)
8.3 Justificativa metodológica da proposição do ERD
8.4 Necessidade da formalização do ERD
8.5 Escopo do conceito ERD

PARTE IX — FORMALIZAÇÃO MATEMÁTICA CONSOLIDADA

9.1 Modelo funcional do ensaio
9.2 Referencial real
9.3 Decomposição do desvio
9.4 Definição formal do ERD
9.5 Decomposição dimensional do ERD
9.6 Forma matemática consolidada

PARTE X — MODELO SINTÉTICO INTEGRADO DO ERD

10.1 Arquitetura sistêmica da representatividade
10.2 Estrutura fundamental do sistema
10.3 Interação entre dimensões
10.4 Níveis de influência estrutural
10.5 Modelo como ferramenta analítica
10.6 Consolidação sistêmica

PARTE XI — FORMALIZAÇÃO ARQUITETURAL DAS DIMENSÕES

11.0 Introdução à formalização

11.1 ERD-M — Mecânico
 11.1.1 Posicionamento na arquitetura experimental
 11.1.2 Fundamento físico estrutural
 11.1.3 Mecanismo de propagação
 11.1.4 Manifestação na curva
 11.1.5 Impacto na calibração
 11.1.6 Delimitação estrutural
 11.1.7 Consolidação arquitetural

11.2 ERD-T — Térmico
 11.2.1 Posicionamento na arquitetura experimental
 11.2.2 Fundamento físico estrutural
 11.2.3 Mecanismo de propagação
 11.2.4 Manifestação na curva
 11.2.5 Impacto na calibração
 11.2.6 Delimitação estrutural
 11.2.7 Consolidação arquitetural

11.3 ERD-A — Atmosférico
 11.3.1 Posicionamento na arquitetura experimental
 11.3.2 Fundamento físico estrutural
 11.3.3 Mecanismo de propagação
 11.3.4 Manifestação na curva
 11.3.5 Impacto na calibração
 11.3.6 Delimitação estrutural
 11.3.7 Consolidação arquitetural

11.4 ERD-F — Fluxo
 11.4.1 Posicionamento na arquitetura experimental
 11.4.2 Fundamento físico estrutural
 11.4.3 Mecanismo de propagação
 11.4.4 Manifestação na curva
 11.4.5 Impacto na calibração
 11.4.6 Delimitação estrutural
 11.4.7 Consolidação arquitetural

11.5 ERD-I — Instrumental
 11.5.1 Posicionamento na arquitetura experimental
 11.5.2 Fundamento físico-estrutural
 11.5.3 Mecanismo de propagação
 11.5.4 Manifestação na curva
 11.5.5 Impacto na calibração
 11.5.6 Delimitação estrutural
 11.5.7 Consolidação arquitetural

11.6 Interdependência das dimensões do ERD

11.7 Síntese estrutural do ERD

PARTE XII — PROTOCOLO ESTRUTURAL MÍNIMO DE VALIDAÇÃO

12.0 Estrutura do protocolo de validação

12.1 Princípio metodológico
12.2 Leitura estrutural inicial
12.3 Verificação dimensional
12.4 Avaliação do regime de fluxo
12.5 Verificação do regime térmico interno
12.6 Verificação da condição atmosférica
12.7 Validação da cadeia instrumental
12.8 Formalização matricial
12.9 Decisão técnica controlada
12.10 Síntese operacional estruturada

12.11 Arquitetura de logging estrutural integrado

12.12 Análise avançada de combustão — pressão de cilindro

12.13 Relação entre IMEP/BMEP e torque no dinamômetro

PARTE XIII — MODELOS DE ANÁLISE GRÁFICA BASEADOS NO VETOR ERD

13.1 Princípio de assinatura dimensional
13.2 Curvas como projeção de um vetor estrutural
13.3 Assinaturas dimensionais
13.4 Assinaturas multidimensionais
13.5 Limites da interpretação gráfica
13.6 Integração com protocolo de validação
13.7 Implicação metodológica final
13.8 Casos comparativos

13.9 Limites de comparabilidade entre laboratórios

13.10 Síntese metodológica e consolidação conceitual

PARTE XIV — INTERPRETAÇÃO ESTRUTURAL AVANÇADA PARA CALIBRAÇÃO DE MOTORES

14.0 A curva de torque

    14.0.1 Região de baixa rotação — Enchimento limitado

    14.0.2 Região de torque máximo — Enchimento ótimo

    14.0.3 Região de alta rotação — Limitação de enchimento

    14.0.4 Região de altíssima rotação — Limitação combustiva e     mecânica

    14.0.5 Relação fundamental — Pressão no cilindro e torque

14.1 Curva como consequência física
14.2 Avanço de ignição e sua assinatura gráfica
14.3 Relação ar-combustível e eficiência termoquímica
14.4 Dinâmica de sobrealimentação e spool
14.5 Detonação vs pré-ignição
14.6 Leitura cruzada curva × log × ERD
14.7 Síntese estrutural da Parte XIV

PARTE XV — ADEQUAÇÃO DA CURVA AO SISTEMA VEICULAR

15.1 Torque motor não é força na roda
15.2 Faixa útil vs pico máximo
15.3 Relação de marchas e escalonamento
15.4 Peso do veículo e demanda de torque
15.5 Aplicações diferentes, curvas diferentes
15.6 Conexão com o ERD
15.7 Síntese estrutural

15.8 Adequação da transmissão sob ERD

15.9 Aplicação estrutural: da curva dinamométrica à performance real

LIMITES E FRONTEIRAS DO ERD

APÊNDICE A

Distinção Conceitual entre Erro metrológico e ERD estrutural

APÊNDICE B

Guia prático do calibrador de motores – Protocolo para ensaios (testes dinamométricos), checklist e segurança.

O Número, o Modelo e a Consciência Técnica

Encerramento

Referências

Leituras complementares

Referências

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). ABNT NBR ISO 5725: exatidão (veracidade e precisão) dos métodos e resultados de medição. Rio de Janeiro: ABNT, edições vigentes.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). ABNT NBR ISO 9001: sistemas de gestão da qualidade — requisitos. Rio de Janeiro: ABNT, edições vigentes.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). ABNT NBR ISO/IEC 17025: requisitos gerais para a competência de laboratórios de ensaio e calibração. Rio de Janeiro: ABNT, edições vigentes.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). ABNT NBR ISO 10012: sistemas de gestão de medição — requisitos para processos de medição e equipamentos de medição. Rio de Janeiro: ABNT, edições vigentes.

AVL LIST GMBH. Internal combustion engine measurement handbook. Graz: AVL List GmbH, edições diversas.

BOSCH. Bosch automotive handbook. 10. ed. Stuttgart: Robert Bosch GmbH, 2018.

BUREAU INTERNATIONAL DES POIDS ET MESURES (BIPM) et al. Vocabulário internacional de metrologia: conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM). 3. ed. Rio de Janeiro: INMETRO, 2012.

ÇENGEL, Yunus A.; BOLES, Michael A. Thermodynamics: an engineering approach. 8. ed. New York: McGraw-Hill Education, 2015.

DOEBELIN, Ernest O.; MANIK, Dhanesh N. Measurement systems: application and design. 6. ed. New York: McGraw-Hill Education, 2011.

FOWLER, R. H.; GUGGENHEIM, E. A. Statistical thermodynamics. Cambridge: Cambridge University Press, 1952.

GILLESPIE, Thomas D. Fundamentals of vehicle dynamics. Warrendale: SAE International, 1992.

HEYWOOD, John B. Internal combustion engine fundamentals. 2. ed. New York: McGraw-Hill Education, 2018.

HORLOCK, J. H. Axial flow turbines: fluid mechanics and thermodynamics. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2003.

INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, QUALIDADE E TECNOLOGIA (INMETRO). Guia para a expressão da incerteza de medição. Rio de Janeiro: INMETRO, 2012.

JOINT COMMITTEE FOR GUIDES IN METROLOGY (JCGM). Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM). JCGM 100:2008. Sèvres: BIPM, 2008.

MILLIKEN, William F.; MILLIKEN, Douglas L. Race car vehicle dynamics. Warrendale: SAE International, 1995.

SAE INTERNATIONAL. SAE J1349: engine power test code — spark ignition and compression ignition — net power rating. Warrendale: SAE International, edições vigentes.

SAE INTERNATIONAL. SAE J607: engine power test code — gross power rating. Warrendale: SAE International, edições vigentes.

SAE INTERNATIONAL. SAE J1995: engine power test code — general power rating procedures. Warrendale: SAE International, edições vigentes.

TAYLOR, John R. An introduction to error analysis: the study of uncertainties in physical measurements. 2. ed. Sausalito: University Science Books, 1997.

UNECE — UNITED NATIONS ECONOMIC COMMISSION FOR EUROPE. Regulation No. 85: measurement of the net power and the maximum 30 minutes power of electric drive trains. Geneva: UNECE.

VDI — VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE. VDI 2048: measurement uncertainty in engine testing. Düsseldorf: VDI.

WATSON, N.; JANOTA, M. S. Turbocharging the internal combustion engine. London: Macmillan Press, 1982.

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