Apresentacao Motor flex

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Motores Flex 
 
Universidade Federal de Ouro Preto 
Escola de Minas 
Departamento de Controle e Automação 
 Termodinâmica Técnica- CAT134 
 
 Ouro Preto, 14 junho de 2010. 
MÁQUINA TÉRMICA 
• Dispositivo que extrai energia do ambiente na forma de calor e 
realiza trabalho útil. No caso do motor a combustão, o ambiente em 
que o motor extrai energia é na câmara de combustão, 
transformando energia térmica em energia mecânica. Funcionando 
segundo um ciclo. 
MOTORES DE AUTOMÓVEIS 
• A maioria dos veículos atualmente usa 
motores que possuem Ciclo Otto que foi 
inventado em 1867 por Nikolaus Otto; 
• Os automóveis operam com 4, 6 ou 8 
cilindros; 
• A potência do motor é gerada, de acordo com 
a força exercida sobre o pistão pela energia 
liberada da combustão; 
 
 
MOTOR A COMBUSTÃO INTERNA DE 4 TEMPOS 
CICLO OTTO 
Admissão da mistura: 1° tempo 
Abertura da válvula de admissão → velocidade de avanço da mistura 
dos fluidos é praticamente igual à velocidade do pistão → pressão fica 
praticamente constante e o volume aumenta. 
CICLO OTTO 
O trabalho do pistão é convertido totalmente em energia interna da 
mescla dos fluidos que possuem a pressão e temperaturas elevadas → 
compressão adiabática→O volume diminui à medida que a pressão e a 
temperatura aumentam 
Compressão da mistura: 2° tempo 
CICLO OTTO 
Ocorre a explosão e não há variação de volume → ocorre um grande aumento 
da temperatura e pressão → o pistão desce com extrema rapidez,não 
havendo assim trocas de calor → expansão é considerada adiabática 
Explosão da mistura: 3° tempo 
CICLO OTTO 
Abertura da válvula no motor→ocorre a variação da pressão e da 
massa da mistura → não variação do volume→A exaustão dos gases 
ocorre no trecho (B-A)→ a massa do gás presente no cilindro diminui α 
 volume e é considerado isobárico. 
Escape dos gases: 4° tempo 
CICLO IDEAL 
•Ciclo completo do motor a combustão interna, que é 
denominado ciclo Otto; 
•Situações bem próximas do real; 
CICLO REAL 
1 – A admissão a pressão não 
permanece constante,pois o volume da 
mistura ar/combustível não acompanha 
o movimento do pistão. 
2- A explosão no processo não é 
perfeitamente isovolumétrico porque não 
acontece instantaneamente e ocorre com 
certa velocidade do pistão 
3- A exaustão isométrica vista no 
ciclo Otto ideal não chega a ocorrer 
no ciclo real, porque o cilindro 
inverte bruscamente sua velocidade 
(transmitida pelo eixo) e já empurra a 
mistura queimada para fora. 
4 - A exaustão real não é de fato 
isobárica porque o pistão tem 
velocidade inferior com relação à 
velocidade de escape do gás. 
TRABALHO REALIZADO NO MOTOR 
• A realização de trabalho W e o aumento da energia interna -
∆U devido à quantidade de calor –Q estão de acordo com o 
princípio de conservação de energia denominada Primeira Lei 
da Termodinâmica, expressa matematicamente pela equação: 
 
 
• O trabalho específico líquido num ciclo completo é utilizado 
para definir a pressão média efetiva: 
 
 
• O trabalho líquido realizado por um cilindro: 
 
 
 
 
 Q= ∆U+W 
 
wliq = ∫p dv = pmef ( vmax-vmin ) 
 
 
 
Wliq = mwliq = pmef ( Vmax – Vmin ) 
 
 
O RENDIMENTO DAS MÁQUINAS TÉRMICAS 
  O rendimento é função apenas da relação de compressão e são diretamente proporcionais; 
 Relação de compressão: rv = Vmax / Vmin 
 Rendimento Térmico: η= W/Q = Qh – Ql/ Qh = 1 - T1/T2 =
 
 k=(cp/cv ) 
 
 
 
 
 
 
1- 1/ (rv)
k-1 
• A taxa de compressão dos motores, varia em função do 
combustível, no motor flex, para que possam trabalhar tanto 
com gasolina quanto com álcool, opta-se por um valor 
intermediário. Esta taxa média pode variar segundo o motor; 
• Como o álcool proporciona um rendimento entre 25% e 30% 
inferior, não podem custar mais de 70% do preço da gasolina 
para ser compensatório; 
• Maiores relações de compressão é induzida pelo esforço de se 
obter maiores rendimentos; 
 Rendimento real de um motor  21% a 25% 
• No motor real a maior relação de compressão proporciona 
maior tendência de detonação do combustível ( detonação: 
queima de combustível extremamente rápida e ocorre fortes 
ondas de pressão no cilindro do motor – batidas); 
• Desenvolveram então gasolinas antidetonantes, com a adição 
de chumbo tetraetil. 
 
 
Módulo de Controle Eletrônico-UCE 
• UCE recebe as informações dos sensores e as utiliza 
para controlar os atuadores. 
RELAÇÃO ESTEQUIOMÉTRICA 
• MISTURA DE AR E COMBUSTÍVEL 
 
 A relação estequiométrica da gasolina é de 14,7 
partes de ar para 1 parte de combustível e escreve 
14,7:1; a do etanol, 9:1, por este conter uma 
molécula de oxigênio (fórmula molecular C2H5OH; a 
da gasolina é C8H18). 
 A relação estequiométrica adotada no motor flex é 
de 11,9:1 ( media ideal) 
Sonda Lambda 
 
 
 λ=mistura real / mistura ideal 
 
 
Esquema do Motor Flex 
 SFS – Software Flexfuel Sensor, um poderoso programa desenvolvido 
especialmente para o veículo flex e instalado em um chip no centro da UCE. 
• Mudanças na geometria e tratamento das peças para evitar corrosões; 
• O coletor de admissão é adaptado para dar partida a frio, como no álcool; 
• Peças como a bomba de gasolina, válvulas de escape e linha de alimentação 
da bomba são adaptados; 
• O tempo do fechamento e a abertura das válvulas são diferenciados; 
• Os bicos injetores e a bomba de combustível possuem maior vazão; 
• A parede do coletor de admissão de plástico está menos rugosa; 
 
FLEX versus COMUM 
O que difere no motor flex é o chip com o 
Software Flexfuel Sensor instalado na UCE e 
outras modificações conforme se apresenta 
logo abaixo: 
• A galeria de combustível de plástico (porque a acidez do álcool é revelada 
pela sua reação com os metais ativos, com a liberação de hidrogênio no 
estado gasoso); 
• O corpo da borboleta e o sensor de temperatura e pressão do ar passam a 
se localizar no coletor; 
• A bomba de gasolina juntamente com as válvulas de escape possuem 
revestimento anti-corrosivo; 
• Há um sistema de partida a frio com gasolina, com um orifício calibrado 
após o corpo de borboleta para a injeção da gasolina do reservatório, 
como no modelo a álcool; 
• O tempo de abertura e fechamento dos injetores é diferente do motor 
convencional; 
• As velas de ignição possuem três eletrodos de platina, com 
prolongamento maior para melhorar a queima na câmara de combustão; 
 
FLEX versus COMUM 
•Brasil pioneiro na tecnologia 100% FLEX 
 
• Álcool – Combustível Sustentável 
 
•Relação Álcool X Gasolina 
 
 
Considerações Finais