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MOTOR Motor de combustão externa: São aqueles onde a queima de combustível ocorre fora do motor. Ex.: Motor a vapor. Introdução: Motor de combustão interna é um conjunto de componentes que se combinam entre si com a finalidade de transformar energia calorífica da mistura de ar e combustível, em energia capaz de efetuar trabalho. Tipos: Ciclo Otto (Mistura ar + combustível antes do cilindro); Ciclo Diesel (Mistura é no cilindro) Motor de combustão interna: São aqueles onde a queima de combustível ocorre no interior do motor Motor Ciclo Otto Automóveis (Gasolina, Álcool e Gás natural) Operação: 2 tempos – Um explosão a cada rotação do virabrequim 4 tempos – virabrequim gira 2 x para realizar os 4 tempos (econômico) Funcionamento motor combustão interna https://www.youtube.com/watch?v=V9GjzQQCDa0 https://www.youtube.com/watch?v=V9GjzQQCDa0 Funcionamento motor 4 tempos Admissão: A válvula de admissão se abre enquanto o pistão desce ao PMI – Ponto Morto Inferior Compressão: As válvulas fechada, o pistão sobe em direção ao PMS – Ponto Morto Superior Combustão: Pouco antes do PMS, uma centelha elétrica inflama a mistura impulsionando o pistão para o PMI. Funcionamento motor 4 tempos Escapamento: Após a combustão e pouco antes do pistão atingir o PMI a válvula abre para exaustão dos gases queimados Funcionamento motor 2 tempos 1º Tempo: Aspiração e Compressão: O pistão desloca do PMI ao PMS após cobrir a janela de descarga, começa a comprimir a mistura na parte superior do cilindro. 2º Tempo – Combustão e Descarga: o pistão é empurrado para o PMI. O pistão descobre inicialmente a janela de descarga expulsando os gases da combustão. https://www.youtube.com/watch?v=- QJMDFJJ7LQ https://www.youtube.com/watch?v=-QJMDFJJ7LQ Motores ignição por compressão • Ciclo Diesel: • O combustível é injetado próximo ao final da fase de compressão e queima em virtude das altas temperaturas atingidas pelo ar. • Para acionamento é necessário um sistema de alimentação sob pressão (injeção supera 200 kgf.cm-²) (Bomba e bicos injetores) https://www.youtube.com/watch?v=L2li5Qftz WQ https://www.youtube.com/watch?v=L2li5QftzWQ Funcionamento motor Ciclo diesel Admissão: A válvula abre e o pistão desce ao PMI, gera uma depressão que aspira ar Compressão: Válvulas fechadas. O pistão sobre em direção ao PMS o ar, onde ar é comprimido. Combustão: Pouco antes do PMS o combustível é injetado no interior do cilindro e se inflama impulsionando o pistão para o PMI. Escapamento: Após a combustão e antes de atingir PMI a válvula de escapamento abre para exaustão dos gases queimados. Componentes do motor de combustão interna Mancal cabeçote • Parte superior do motor que contem as câmaras de combustão (velas, válvulas e acionamento); Bloco do motor Maior peça do motor, compondo a estrutura que contém os cilindros onde se movimentam os pistões. Apresentam diversas passagens internas para o líquido de arrefecimento e óleo. Alojamento e apoio do virabrequim • Na parte inferior do bloco contém um alojamento onde está situada a árvores de manivelas suportada os mancais; • O número de apoios depende do comprimento do virabrequim; • O Virabrequim é montado sobre casquilhos e fixados com capas de mancais. virabrequim • O virabrequim é uma peça fundamental dos motores de combustão, responsável por transformar a energia gerada pela “queima” do combustível em torque, portanto é a peça responsável pela conversão da força bruta produzida por um trator, que além de velocidade (de maneira mais moderada) se requer muita força. Mancais do virabrequim • Serve de superfície de rolamento para o virabrequim ou as bielas que são fixados na árvore. bielas bielas mancal carter • Parte inferior do motor age como reservatório do óleo lubrificante; • Captação de lubrificante que respinga e desce das partes superiores do motor Processo de combustão motor • A mistura ar combustível não é formada perfeitamente, deixando locais com excesso ou falta de oxigênio. • Variações de carga, rotação, temperatura do ar e do motor provocam alteração na combustão. • A gasolina pura são necessários cerca de 15 gramas de ar para cada grama de gasolina. • A gasolina brasileira – (13,28:1). • O álcool hidratado – (9:1) Combustão anormal • Detonação – ocorre qdo a centelha em frente a chama é formada e eleva a pressão no interior da câmara de combustão. • Qdo provoca uma nova onda de pressão em algum local sem faísca da vela. (ruídos metálicos se permanecer traz sérios danos aos motores) Combustíveis • O tipo de combustível influi não só em vários parâmetros do motor como eficiência, durabilidade e consumo. • A maioria dos motores funciona com combustíveis derivado do petróleo. • O álcool e os óleos vegetais são alternativas para substituição do petróleo. Índice de cetano • Os combustíveis por motores de ignição por compressão deve ser inflamados em contato com o ar superaquecido. • A facilidade que esse combustível inflama é indicada pelo índice de cetano da mesma forma que a octanagem o Índice de cetano é feito por comparação de dois hidrocarbonetos. • Cetano: Bastante inflamável e pouco resistente a compressão. • Alfa-metilo-naftalina – pouco inflamável diesel • Combustível utilizado na maioria dos veículos comerciais proporciona elevado rendimento. Suporta altas compressões. • Vantagens: – Confiabilidade e durabilidade –robustes dos componentes, ausência de sistemas elétricos de ignição. – Baixo consumo dos motores; – Menor vulnerabilidade à água. diesel Desvantagens: – Ruído e vibrações elevados; – Componentes e estruturas pesadas; – Faixa de Rotações limitadas; – Sistema de injeção de combustível complexo – Bomba injetora. – Maior emissão de alguns poluentes e fuligens; – Partida a frio difícil (Ta muitos baixas). Diesel – Índice de Cetano • Baixos valores de índice de cetano: • Dificuldades de partida a frio; • Depósito nos pistões: e • Mau funcionamento do motor. Diesel – Índice de Cetano • Altos de índice de cetano: • Permite aquecimento mais rápido do motor; • Reduz a possibilidade de erosão dos pistões; • Possibilita funcionamento do motor com baixo nível de ruído; • Minimiza a emissão de poluentes como hidrocarbonetos, monóxido de carbono e material particulado. • Um óleo diesel comumente empregado em motores térmicos tem o índice de cetano compreendido entre 40 e 60 • S 10 • S500 -antes de 2012 • Teor de enxofre
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