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.
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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.
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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;
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MOTOR A COMBUSTÃO INTERNA DE 4 TEMPOS
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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.
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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
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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
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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
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CICLO IDEAL
Ciclo completo do motor a combustão interna, que é denominado ciclo Otto;
Situações bem próximas do real;
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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.
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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 )
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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
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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.
 
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Módulo de Controle Eletrônico-UCE
UCE recebe as informações dos sensores e as utiliza para controlar os atuadores.
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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)
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Sonda Lambda
 
 		 λ=mistura real / mistura ideal
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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.
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• 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:
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 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
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Brasil pioneiro na tecnologia 100% FLEX
 Álcool – Combustível Sustentável
Relação Álcool X Gasolina
Considerações Finais