motor aula 9_compressão e turbo

8/6/2019 Motor aula 9_Compresso e Turbo

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Motores deCombusto internaAula 11 - Compressoe Sobrealimentador


2/30

Ciclo terico do motor

Ciclo terico do motorPrincpios da termodinmica


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Arquitetura dos motores de combusto interna

Mecanismo de sincronismo e de comando das vlvulas (clssico)



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Arquitetura dos motores de combusto interna




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Ef

icincia volumtricaInjetor

Duto de

admisso

Vlvula de admisso fechada. O pisto

empurra os gases queimados para o

escapamento, enquanto que o

combustvel injetado

Mistura ar / combustvel (depois de abrir

a vlvula de admisso), arrastada

atravs do pisto que se desloca para

baixo)


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Ef

icincia volumtrica e de combusto

Seco transversal do cabeote do motor Turbo 5V de 1.8l

Duto de gases

de escape

Vela de ignio

Duto de admisso

Vlvula injertora

Transformador de ignio


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Princpios da termodinmica

Ciclo real do motorCiclo real do motor


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Princpios da termodinmica

Transformao da energia do calor em energia mecnica.Transformao da energia do calor em energia mecnica.

O que termodinmica?O que termodinmica?

Qualquer sistema em que seja possvel realizar a transformao de calor

em energia mecnica, chamado de mquina trmica.

Qualquer sistema em que seja possvel realizar a transformao de calor

em energia mecnica, chamado de mquina trmica.

O que calor?O que calor?

uma forma de energia proveniente da energia cintica molecular. uma forma de energia proveniente da energia cintica molecular.

Como energia, no pode ser criado e nem destrudo. Somente pode sertransformado e conduzido.Como energia, no pode ser criado e nem destrudo. Somente pode sertransformado e conduzido.


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P

rincpios da termodinmicaSistema tpico cilindro com mboloSistema tpico cilindro com mbolo

gs

Transformaes gasosas: presso, volume e temperaturaTransformaes gasosas: presso, volume e temperatura


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Taxa de compressoExpressa a relao que existe entre o volume do cilindro

e o volume da cmara de compresso.

Expressa a relao que existe entre o volume do cilindro

e o volume da cmara de compresso.


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As leis enunciadas por Gay-Lussac:As leis enunciadas por Gay-Lussac:Taxa de compresso

A propriedade principal de um gs a expansibilidade que leva-o a exerceruma presso sobre o recipiente que o contm.A propriedade principal de um gs a expansibilidade que leva-o a exerceruma presso sobre o recipiente que o contm.

Como o mbolo livre, ao fornecer calor ao sistema, ocorre a expanso

do gs (expansibilidade).E

leva-se o volume e mantm-se a presso.

Como o mbolo livre, ao fornecer calor ao sistema, ocorre a expanso

do gs (expansibilidade).E

leva-se o volume e mantm-se a presso.


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As leis enunciadas por Gay-Lussac:As leis enunciadas por Gay-Lussac:Taxa de compresso

O aumento sofrido pela unidade de volume de 0C para uma elevao detemperatura de 1C chama-se coeficiente de dilatao em presso constante.O aumento sofrido pela unidade de volume de 0C para uma elevao detemperatura de 1C chama-se coeficiente de dilatao em presso constante.

1- Todos os gases tm, entre 0 e 100C, o mesmo coeficiente de dilatao sobpresso constante. Quando se aquece um gs de 0 para 1C, ele se dilata da273 parte do volume que ocupava a 0C .

1- Todos os gases tm, entre 0 e 100C, o mesmo coeficiente de dilatao sobpresso constante. Quando se aquece um gs de 0 para 1C, ele se dilata da273 parte do volume que ocupava a 0C .

2- Esta dilatao independente da presso suportada pelos gases, devendo

esta permanecer constante.

2- Esta dilatao independente da presso suportada pelos gases, devendo

esta permanecer constante.


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Transformaes gasosas: presso, volume e temperaturaTransformaes gasosas: presso, volume e temperatura

As leis enunciadas por Gay-Lussac:As leis enunciadas por Gay-Lussac:

Taxa de compresso

Compresso lenta => isotrmica

Compresso rpida => adiabtica

Compresso lenta => isotrmica

Compresso rpida => adiabtica


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Taxa de compressoA compresso nos cilindros depende:A compresso nos cilindros depende:

1- Presso atmosfrica1- Presso atmosfrica 2- Temperatura do ar2- Temperatura do ar

4- Temperatura da compresso4- Temperatura da compresso

calor especfico em presso constante

5- Relao K ----------------------------------------------------

calor especfico em volume constante

K para o ar puro ..................= 1,40

K para mistura carburante ..= 1,33

Portanto,

calor especfico em presso constante

5- Relao K ----------------------------------------------------

calor especfico em volume constante

K para o ar puro ..................= 1,40

K para mistura carburante ..= 1,33

Portanto, P1 = PV + v

vK

Sendo:

P1 = > Presso de compressoP = > Presso atmosfricaV = > Volume total do cilindrov = > Volume da cmara de combusto

Sendo:

P1 = > Presso de compressoP = > Presso atmosfricaV = > Volume total do cilindrov = > Volume da cmara de combusto

3- Volume do ar3- Volume do ar


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Clculo da compresso

A relao entre os volumes de compresso em motores reais:A relao entre os volumes de compresso em motores reais:


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Clculo da compresso

O clculo da compresso nos motores reais:O clculo da compresso nos motores reais:


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Caractersticas dos motores de combusto Um motor aspirado de 4 cilindrosUm motor aspirado de 4 cilindros

- Tempo de admisso a 3000rpm dura 10 ms

- O tempo de admissoexerce resistncia mecnica

Um motor aspirado de 4 cilindrosUm motor aspirado de 4 cilindros

- Tempo de admisso a 3000rpm dura 10 ms

- O tempo de admissoexerce resistncia mecnica

Dinmica da troca gasosaDinmica da troca gasosa

- Em apenas 1 segundo

trabalhando a 3000 rpm ummotor aspirado consome 12vezes o seu prprio volume,descarrega na atmosfera ocorrespondente a 15 vezes.

Dinmica da troca gasosaDinmica da troca gasosa

- Em apenas 1 segundo

trabalhando a 3000 rpm ummotor aspirado consome 12vezes o seu prprio volume,descarrega na atmosfera ocorrespondente a 15 vezes.


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Como otimizar rendimentos?

Rendimento trmico

Minimizao dos atritos mecnicos

Eficincia volumtrica

Eficincia de combusto


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Ef

icincia volumtricaInjetor

Duto de

admisso

Vlvula de admisso fechada. O pisto

empurra os gases queimados para o

escapamento, enquanto que o

combustvel injetado

Mistura ar / combustvel (depois de abrir

a vlvula de admisso), arrastada

atravs do pisto que se desloca para

baixo)Regra: a potncia do motor cai aproximadamente 1% a cada 100 m de altitude.


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Ef

icincia volumtrica e de combusto

Seco transversal do cabeote do motor Turbo 5V de 1.8l

Duto de gases

de escape

Vela de ignio

Duto de admisso

Vlvula injertora

Transformador de ignio


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Curva de torque e potncia - motor aspirado


22/30

O turbo compressor


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O turbo compressor

Lado do compressor Cpsula de presso

Vlvula eletromagnticapara limitaao da pressode sobrealimentao N75

Filtro de ar

Vlvula de controle de rotaodo turbo na desacelerao

Radiador de arde sobrealimentao

Turbocompressorde gases de escape

Sentido da marcha


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O sistema sobrealimentador - componentes

Filtro de ar

Intercooler

Sensor damassa de ar

Turbocompressor

Vlvula eletromagntica

Vlvula decontrole darotao doturbo


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Eficinciavolumtrica

Capacidade volumtrica

Volume efetivo de enchimento


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O turbo pode atingir rotaes de at 230 000 rpm



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Waste gate

Fluxo de gases de escape do motor

Rotor

By passrVlvula reguladora da pressode sobrealimentao(cpsula de presso)


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O sistema sobrealimentador - gerenciamento

Sinal da unidade de comando da borboleta do acelerador Radiador do ar desobrealimentao(intercooler)

Vlvula eletromagnticapara alimentaoda presso desobrealimentao N75

Vlvula de controlede rotao do turbona desacelerao

Lado de admissoTurbocompressor

Sinal do medidor demassa de ar

Fluxo dos gasesde escape

Vlvula reguladora dapresso de sobrealimentao

(cpsula de presso)

Unidade de controledo motor


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O controle da queda de rotao no turbo

Vlvula borboletado aceleradorfechada

Vlvula de controlede rotao do turbona desacelerao

Circuito do compressor

Lado do compressor

Lado da admissoRotor do compressor

Rotor da turbina

Depressono coletorde admisso


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Curva de torque e potncia - motor turbo

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