RESUMO: A demanda mundial por combustíveis alternativos ao óleo Diesel mineral vem crescendo, tanto pela sustentabilidade, quanto por exigências ambientais. Isso faz com que as indústrias e as instituições de pesquisa desenvolvam novas alternativas para o uso destes combustíveis. Nesse contexto, objetivou-se avaliar os parâmetros de desempenho de um motor agrícola, com dois diferentes combustíveis, Diesel mineral e etanol. O experimento foi realizado em bancada dinamométrica, utilizando dois motores de uso agrícola, porém, com alterações no sistema de injeção de combustível, Diesel e etanol, na faixa de rotação entre 1200 e 2300rpm. O desempenho dos motores foi analisado por meio da tomada de potência dos tratores para cada combustível, conforme estabelece a norma NBR ISO 1585. A partir dos dados obtidos, concluiu-se que, ao considerar a rotação de trabalho que fornece 540rpm na tomada de potência, houve alteração no desempenho do motor movido a etanol, com redução da potência máxima e aumento do consumo específico de combustível.

ABSTRACT: The global demand for alternatives for mineral diesel oil is growing due to the need for satisfying sustainability and environmental requirements, forcing industries and research institutions to develop new alternative fuels. The objective of this study was to evaluate the performance parameters of an agricultural engine using two different fuels: mineral diesel oil and ethanol. The experiment was conducted on a dynamometric stand using two engines for agricultural use but with a modified fuel injection system, suitable for both diesel and ethanol, in the speed range 1200-2300rpm. The performance of the engines was analyzed considering the power take-off from the tractors for each fuel, as established in the standard NBR ISO 1585. The data obtained showed that at the working speed that provides 540rpm at the power take-off, the engine performance changed when powered by ethanol, with a reduction in the maximum power and increased specific fuel consumption.

RESUMO: Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um motor ciclo Diesel, alterando a configuração do sistema de alimentação de ar e de combustível. As variáveis analisadas foram torque, potência, consumo específico de combustível e eficiência térmica em quatro diferentes configurações do motor (aspirado, aspirado + serviço, turboalimentado + serviço e turboalimentado). Para isso, foram realizados experimentos dinamométricos por meio da tomada de potência de um trator agrícola. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em desenho bifatorial com três repetições. Os resultados indicam que, a sobrealimentação do motor, em relação à configuração original, proporciona aumento significativo do torque e potência. Somente a adição de turbo não causa efeito significativo no desempenho do motor. A aplicação do turbocompressor proporciona melhoria na queima da mistura ar/combustível, o que favorece o aumento da potência do motor e, consequentemente, reduz o consumo específico de combustível.

ABSTRACT: This paper aimed to evaluate the performance of a Diesel cycle engine, changing the configurations for the air and fuel supply system. Variables analyzed were torque, power, specific fuel consumption and thermal efficiency in four different engine configurations (aspirated, aspirated + service, turbocharged + service and turbocharged). For that, there were dynamometer experiments by power take-off of an agricultural tractor. The experimental outline used was entirely randomized, in a bifatorial design with three repetitions. Results indicated that the engine supercharge, compared to its original configuration, provided a significant increase of torque and power. Only the addition of turbo does not caused a significant effect in the engine performance. Application of turbocharger provides an improvement in the burning of the air/fuel mixture, which favors the increase of engine power and; consequently, reduced the specific fuel consumption.

RESUMO: Atualmente, os fabricantes de tratores agrícolas disponibilizam aos agricultores uma diversidade de marcas, modelos e configurações para as mais diversas operações agrícolas. Nesse sentido, a relação massa/potência do trator influencia de forma direta no desempenho dessas operações. Objetivou-se estudar os tratores agrícolas de rodas comercializados no mercado brasileiro, no que se refere a sua massa, visando obter dados atuais que auxiliem sua seleção e uso adequado. A pesquisa envolveu 145 modelos de tratores agrícolas de oito marcas diferentes, contemplando as versões 4x2, TDA e 4x4. Foram analisadas separadamente as variáveis massa sem lastro e relação massa/potência para as diferentes marcas, tipo de tração e potência do trator, sendo esta última classificada em: Classe I (menores que 50kW), Classe II (entre 50 e 150kW) e Classe III (maiores que 150kW), de acordo com a potência nominal do motor, declarada pelo fabricante. As análises estatísticas foram realizadas por meio dos testes t de Student e Tukey. O maior número de tratores pertence à Classe II, sendo considerados versáteis, devido à sua relação massa/potência, podendo ser usados nas mais diversas operações agrícolas. Há uma tendência de os tratores agrícolas comercializados no mercado brasileiro diminuírem sua relação massa/potência, conforme aumenta a potência nominal do motor.

ABSTRACT: Currently, manufacturers of agricultural tractors offer to farmers a diversity of brands, models, and settings for the most diverse agricultural operations. In this sense, the relation mass/power of tractor influences directly in the performance of these operations. The objective of this research was to study the agricultural wheel tractors marketed in Brazil in relation to their mass, in order to obtain current data to help their selection and proper use. The research involved 145 agricultural tractors models of eight different brands, including 2WD, MFWD and 4WD versions. The variables mass without ballast, relation mass/power for the different brands, type of traction and tractor power were analyzed separately. Tractor power was classified in: Class I (<50kW), Class II (50 to 150kW) and Class III (>150kW), according to the rated engine power declared by the manufacturer. Statistical analyses used were the t-Student and Tukey tests. The most number of tractors belongs to Class II and are considered versatile due to their mass/power relation, and can be used in the most diverse agricultural operations. From these analyses it was detected the mass/power relation decreases when the rated engine power increases.

RESUMO: Neste trabalho, foi avaliado o desempenho de um motor ciclo Diesel de um trator agrícola, utilizando óleo Diesel S500 (B5) e sua mistura com 3% (ED3), 6% (ED6), 9% (ED9), 12% (ED12) e 15% (ED15) de etanol hidratado. As variáveis estudadas foram: potência, torque, consumo específico de combustível, reserva de torque, reserva de rotação e índice de elasticidade do motor. Os resultados indicam que, utilizando B5 e ED3, os valores de torque e potência do motor não diferiram, além disso, com o ED3, o consumo de combustível foi 5,92% menor. Utilizando ED12, a potência, em relação ao B5, teve uma redução de 2,97%, sem diferença para o consumo de combustível. Já com o ED15, a potência diminuiu 6,30% e o consumo aumentou 3,77%, em comparação com o B5. Os valores de reserva de torque foram incrementados conforme aumentou o conteúdo de etanol, reduzindo a reserva de rotação e o índice de elasticidade do motor. A mistura de etanol no óleo Diesel B5 pode ser utilizada como combustível alternativo em motores agrícolas, sem apresentar alterações significativas no seu desempenho, desde que seja utilizado até 12% de etanol.

ABSTRACT: This research evaluated the performance of a diesel engine in an agricultural tractor, using Diesel S500 (B5) and mixture with 3% (ED3), 6% (ED6), 9% (ED9), 12% (ED12) and 15% (ED15) of hydrous ethanol. Variables evaluated were the power, torque, specific fuel consumption, torque reserve, speed reserve and elasticity index of engine. Results indicated that using B5 and ED3 the values of torque and engine power not differ, in addition, with the ED3 the fuel consumption was lower than 5.92%. Using ED12, power has reduced in 2.97%, compared with B5, while their fuel consumption had no difference. With ED15, the power was lower 6.30% and the fuel consumption increase 3.77%, both compared with B5. Torque reserve value was increased with increasing the ethanol content in B5, reducing the speed reserve and elasticity index of engine. Ethanol in Diesel S500 (B5) can be used as an alternative fuel in agricultural tractor engines without presenting high changes in the performance, since the ethanol content is at low percentages, up to 12%.

RESUMO: Os ensaios oficiais de motores agrícolas visam à determinação do torque e potência, que são informações importantes para a tomada de decisão no momento da compra de uma máquina agrícola. Neste trabalho, foram comparados os valores de torque e potência máxima do motor, fornecidas pelos fabricantes com os dados obtidos a partir de testes dinamométricos. Para tanto, utilizaram-se 40 tratores agrícolas novos comercializados no mercado brasileiro. Os tratores foram classificados quanto à faixa de potência em: Classe I (menor ou igual a 22,1kW); Classe II (entre 22,1 e 51,5kW); Classe III (51,5 e 73,5kW); Classe IV (73,5 e 117,7kW); e Classe V (117,7 e 183,9 kW). As variáveis foram submetidas ao teste estatístico t de Student (P≥0,05). A potência dos motores dos tratores da Classe IV é maior em comparação aos especificados pelos fabricantes. Para os motores de tratores da Classe III, os valores observados de torque são maiores em relação aos especificados, enquanto que, para os da Classe V, esses valores foram menores. Como conclusão, no que diz respeito à potência máxima do motor, verificou-se que 67,5% dos tratores avaliados atendem às informações disponibilizadas pelos fabricantes.

ABSTRACT: Official agricultural engineering testing aims to determine torque and power, which are important information for decision making when buying an agricultural tractor. In this research the torque and maximum power values provided by manufacturers with the dynamometer tests values, were compared. Forty new agricultural tractors commercialized in the brazilian market were used. Tractors were classified according to the power range in: Class I (less than or equal 22.1kW); Class II (between 22.1 and 51.5kW); Class III (51.5 and 73.5kW); Class IV (73.5 and 117.7kW); and Class V (117.7 and 183.9kW). Variables were analyzed with the statistic t-Student test (P≥0.05). Class IV tractors engines power is bigger in comparison to the values specified by manufacturers. As for Class III tractors engines, torque values observed were bigger when compared to the specified, while for Class V was presented smaller values. As conclusion, with respect to the maximum engine power, it was verified that 67.5% of the evaluated tractors meet the information provided by manufactures.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi quantificar o efeito do tipo de diesel e da concentração de biodiesel na mistura combustível sobre as emissões de gases por motor agrícola submetido a diferentes cargas. Foram testados dois tipos de diesel: S10, com baixo teor de enxofre; e S500, com alto teor de enxofre; bem como suas misturas com 5, 10, 15, 20, 50 e 100% de biodiesel. O motor, de quatro cilindros, turboalimentado e com 105 cv de potência máxima, foi submetido a oito modos de operação, sob diferentes rotações e torques. O ensaio seguiu a metodologia prevista na norma NBR ISSO 8174-4:2012, tendo-se analisado as emissões de O2, CO2, NO2, NO, CO e de hidrocarbonetos (HC). Somente as emissões de HC foram influenciadas pelo tipo de diesel utilizado. As emissões de NO2 e O2 aumentaram com o aumento da concentração de biodiesel na mistura, enquanto as emissões de CO2, NO, CO e HC diminuíram. A carga aplicada ao motor esteve diretamente relacionada às emissões, exceto para O2. O combustível S10, com 20% de biodiesel, reduz as emissões, em comparação ao diesel comercial (S500), sem perda no desempenho do motor.

Abstract: The objective of this work was to quantify the effect of diesel type and of biodiesel concentrations in the fuel mixture on gas emissions from an agricultural engine subjected to different loads. Two diesel types were tested: S10, with low sulfur content; and S500, with high sulfur content; as well as their mixtures with 5, 10, 15, 20, 50, and 100% biodiesel. The engine, with four cylinders, turbocharged, and with 105-hp maximum power, was subjected to eight operation modes, under different rotations and torques. The assay followed the methodology set out in standard NBR ISO 8174-4:2012, and the emissions of O2, CO2, NO2, NO, CO, and hydrocarbons (HC) were analyzed. Only the HC emissions were affected by the type of diesel used. The NO2 and O2 emissions increased with greater concentration of biodiesel in the mixture, whereas the CO2, NO, CO, and HC emissions reduced. The load applied to the engine was directly related to the emissions, except for O2. The S10 fuel, with 20% biodiesel, reduces emissions, when compared to the commercial diesel (S500), without losing engine performance.

No atual modelo de agricultura, é indispensável que o produtor conheça a real disponibilidade de tempo para a execução das operações agrícolas ao longo do ciclo das culturas. Este é o primeiro passo para se planejar e se obter maior eficiência na execução dessas operações, que estão sujeitas às variações do clima. As variáveis meteorológicas de uma determinada região influenciam diretamente no número de dias disponíveis para trabalhar com máquinas agrícolas. O objetivo deste trabalho foi estimar as probabilidades de ocorrência de dias favoráveis para o trabalho mecanizado, utilizando-se informações meteorológicas do município de Santa Maria, RS, Brasil. As condições para se considerar o dia como favorável para o trabalho com máquinas foram a precipitação < 5 mm e o armazenamento de água no solo (ARM) entre 40 e 90% da capacidade de água disponível (CAD). O método da cadeia de Markov de primeira ordem foi utilizado para estimar as probabilidades condicionais de dias favoráveis ao trabalho com máquinas. Os resultados indicam que a metodologia aplicada para estimar as probabilidades de dias favoráveis ao uso de máquinas agrícolas foi viável, evidenciando as épocas mais apropriadas à execução de operações agrícolas mecanizadas no campo, para o município de Santa Maria, RS.

In the current agricultural model, it is essential for farmers to know the real time available for the execution of agricultural operations throughout the crop cycle. This is the first step to plan and achieve greater efficiency in these operations, which are subject to climate changes. Meteorological variables in a certain region directly influence the number of days available to work with farm machinery. The objective of this study was to estimate the probabilities of favorable workdays for farm machinery, using meteorological information from the municipality of Santa Maria, RS, Brazil. The conditions to be considered as a favorable working day with machinery were: precipitation <5 mm and soil water storage between 40 and 90% of the available water capacity. The first order Markov chain was used to estimate the conditional probabilities of favorable days to work with machines. Results indicate that the methodology used to estimate the probabilities of favorable working days for agricultural machinery was feasible, showing the most appropriate times to execution of mechanized farming operations in the field, in the municipality of Santa Maria, RS.

Nos últimos anos, a oferta de pulverizadores autopropelidos no mercado brasileiro aumentou, principalmente para suprir a demanda de agricultores que possuem grandes extensões de áreas, nas quais se requer um alto ritmo operacional. Neste trabalho, foram avaliados, em função da potência nominal do motor, os diferentes tipos de transmissões, a capacidade do reservatório de calda, tamanho das barras e vão livre, considerados critérios técnicos importantes para a seleção dessas máquinas. Para tanto, utilizaram-se informações técnicas de 41 modelos de pulverizadores autopropelidos comercializados no mercado brasileiro. Como resultado, classificaram-se os pulverizadores em cinco classes, segundo a potência do motor. Verificou-se que, com o aumento da potência, os pulverizadores são equipados com transmissão hidrostática e a capacidade dos reservatórios de calda são maiores.

In recent years the offer of self-propelled sprayers in the Brazilian market increased mainly to supply the demand of farmers who own large areas where there are a high operational pace requirement. In this research the different kinds of transmissions, tank capacity of spray mix, width of bars and clearance, which are considered important technical criteria, were evaluated according to nominal engine power. Technical information of 41 self-propelled sprayer models commercialized in Brazilian market were used. As result, sprayers were classified in five classes, according to the engine power. It was verified that, with the increase of power, the sprayers are equipped with hydrostatic transmission and the tank capacity of spray mix are higher.