5 Motores de Combustão Interna - Sistemas Complementares

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<p>1</p><p>Sistemas Complementares Sistemas Complementares</p><p>• Sistema de Válvulas</p><p>• Sistema de Alimentação</p><p>• Sistema de Arrefecimento</p><p>• Sistema de Lubrificação</p><p>• Sistema de Partida</p><p>Sistema de Válvulas</p><p>• Conjunto de mecanismos que tem como</p><p>função controlar a entrada e a saída dos</p><p>gases entre a câmara do cilindro e o</p><p>exterior.</p><p>• Duas (quatro) válvulas por cilindro</p><p>• Admissão</p><p>• Escape</p><p>Sistema de Válvulas</p><p>• Válvulas de controle fixo e controle</p><p>variável.</p><p>• Controle eletrônico que permite variar o</p><p>tempo de abertura e altura de</p><p>levantamento das válvulas.</p><p>• Até sete válvulas por cilindro.</p><p>• quatro de admissão e três de descarga</p><p>2</p><p>Sistema de Válvulas</p><p>Acionamento do Sistema de Válvulas</p><p>• Número de dentes da</p><p>engrenagem.</p><p>Sistema de Válvulas Balancins</p><p>Sistema de Válvulas</p><p>• As válvulas devem vedar o cilindro.</p><p>• Má vedação da válvulas:</p><p>• Admissão: perda de compressão.</p><p>• Escape:</p><p>• Perda de compressão.</p><p>• Escape da chama (explosão no cano de</p><p>descarga).</p><p>Sistema de Válvulas</p><p>• Eixo de cames</p><p>• No cabeçote ou no bloco do motor.</p><p>• Nos tratores agrícolas está localizado no</p><p>bloco.</p><p>• Transformam movimento de rotação em</p><p>movimento linear alternado das válvulas.</p><p>• aço forjado ou ferro fundido.</p><p>3</p><p>Sistema de Válvulas</p><p>• Tuchos</p><p>• Os tuchos ficam em contato direto com os</p><p>ressaltos e transmitem o movimento do eixo de</p><p>cames para as varetas.</p><p>• Aço forjado ou de fundição temperada →</p><p>revestimento de carbono para reduzir as</p><p>perdas mecânicas.</p><p>• Responsável por 20% da fricção total do motor</p><p>Sistema de Válvulas</p><p>• Varetas</p><p>• Transmitem o movimento do eixo de cames</p><p>localizado no bloco até o eixo de balancins</p><p>localizado no cabeçote do motor.</p><p>• Balancins</p><p>• O eixo de balancins tem como função inverter o</p><p>sentido do movimento linear das varetas.</p><p>• Aço estampado ou alumínio.</p><p>• Molas</p><p>• As molas pressionam as válvulas sobre suas sedes</p><p>no cabeçote.</p><p>• A pressão deve ser suficiente para manter as</p><p>válvulas fechadas.</p><p>Sistema de Válvulas</p><p>• Válvulas</p><p>• Regulam a entrada e saída de gases no cilindro.</p><p>• Aço, aço níquel ou cromo-níquel</p><p>• São maiores que as de descarga - entrada de gases</p><p>novos no cilindro e reduzir as perdas no tempo de</p><p>admissão.</p><p>• Resistir a altas temperaturas.</p><p>Sistema de Válvulas</p><p>Sistema de comando direto</p><p>• Neste sistema o eixo de cames está localizado no</p><p>cabeçote do motor.</p><p>• As válvulas recebem movimento direto dos tuchos.</p><p>• Menor nível de ruído que o sistema de comando</p><p>indireto.</p><p>• Não é utilizado em tratores agrícolas.</p><p>• As válvulas permanecem abertas é controlado</p><p>eletronicamente e não é proporcional à rotação do</p><p>motor.</p><p>• Bom desempenho em baixas e altas rotações do motor.</p><p>• Motores de tratores → rotação de trabalho é</p><p>constante durante.</p><p>4</p><p>Sistema de Válvulas</p><p>Sistema de comando direto</p><p>Sistema de Válvulas</p><p>Sistema de comando indireto</p><p>1 - eixo de cames; 2 - tucho; 3 - vareta;</p><p>4 - balancim; 5 - mola; 6 - válvula.</p><p>Sistema de Válvulas</p><p>Sistema de comando indireto</p><p>Sistema de Válvulas</p><p>Sistema de comando indireto</p><p>5</p><p>Sistema de Alimentação</p><p>(Combustível)</p><p>• Objetivo: suprir a quantidade correta de</p><p>combustível ao motor de acordo com a</p><p>velocidade e a carga.</p><p>• Ciclo Otto – sistema de injeção (carburador,</p><p>Injeção Eletrônica e Estequiômetro ).</p><p>• Ciclo Diesel – Bomba Injetora e bicos</p><p>injetores.</p><p>Sistema de Alimentação Diesel</p><p>Pré-Filtro</p><p>• Localizado antes do filtro primário de</p><p>ar. Tem como função reter partículas</p><p>grandes contidas no ar.</p><p>Sistema de Alimentação Diesel</p><p>Circuito do Ar</p><p>Pré-filtro</p><p>• Filtragem de ar em banho de óleo</p><p>• Uma camada de óleo antes de atravessar o elemento</p><p>filtrante.</p><p>• O elemento filtrante é fabricado de palha de coco e</p><p>não é trocado, devendo ser limpo periodicamente.</p><p>Sistema de Alimentação Diesel</p><p>Circuito do Ar</p><p>6</p><p>Filtragem de Ar a Banho de Óleo</p><p>• Filtragem de ar em banho de óleo</p><p>Sistema de Alimentação Diesel</p><p>Circuito do Ar</p><p>• Filtragem de ar em banho de óleo</p><p>Sistema de Alimentação Diesel</p><p>Circuito do Ar</p><p>• Filtragem de ar seco.</p><p>• dois elementos filtrantes descartáveis: o</p><p>elemento primário de papel e o elemento</p><p>secundário de feltro.</p><p>Sistema de Alimentação Diesel</p><p>Circuito do Ar</p><p>7</p><p>Filtragem de Ar a Seco</p><p>Carcaça Ciclonizador</p><p>Elemento</p><p>filtrante</p><p>interno</p><p>Elemento</p><p>filtrante</p><p>externo</p><p>Válvula de</p><p>descarga</p><p>Filtragem de Ar a Seco</p><p>Elemento primário do</p><p>filtro de ar seco</p><p>Elemento secundário</p><p>do filtro de ar seco.</p><p>Filtragem de Ar a Seco Filtragem de Ar a Seco</p><p>8</p><p>Sistema de Alimentação Diesel</p><p>Circuito do Ar</p><p>Coletor de admissão</p><p>• Conduz o ar filtrado até os cilindros do motor.</p><p>• Aspirado</p><p>• Sob Pressão (turbina) → motores turbinados.</p><p>Sistema de Alimentação Diesel</p><p>Circuito do Ar</p><p>Turbocompressor</p><p>• Turbina, turbocharger, turboalimentador ou turbo.</p><p>• Energia cinética dos gases da descarga.</p><p>• Objetivo → aumentar a pressão do ar no coletor</p><p>de admissão → aumenta a massa de ar sem</p><p>aumento do volume.</p><p>• ↑ potência em torno de 35% e ↓ o consumo</p><p>específico de combustível em torno de 5%.</p><p>Sistema de Alimentação Diesel</p><p>Circuito do Ar</p><p>Turbocompressor</p><p>Sistema de Alimentação Diesel</p><p>Circuito do Ar</p><p>Intercooler</p><p>• O intercooler é um sistema de resfriamento de</p><p>ar para motores turbinados.</p><p>• Resfriar o ar proveniente do turbocompressor.</p><p>• Contribui para aumentar a massa de ar admitida.</p><p>• A tendência é que todos os motores diesel sejam</p><p>turbinados.</p><p>9</p><p>Sistema de Alimentação Diesel</p><p>Circuito do Ar</p><p>Intercooler</p><p>Sistema de Alimentação Diesel</p><p>Circuito de Combustível</p><p>• Conduzir o combustível deste o tanque de</p><p>combustível até o interior dos cilindros.</p><p>• É responsável pela dosagem e injeção do</p><p>combustível pulverizado.</p><p>• Injeção é em torno de 2000 kgf.cm-2.</p><p>• Componentes: Tanque de combustível, copo de</p><p>sedimentação, bomba alimentadora, filtros de</p><p>combustível, tubulações de baixa pressão, bomba</p><p>injetora, tubulações de alta pressão, bicos injetores</p><p>e tubulações de retorno.</p><p>Sistema de Alimentação Diesel</p><p>Circuito de Combustível</p><p>Sistema de Alimentação</p><p>o Tanque combustível.</p><p>o Na sua maioria fabricados de polietileno</p><p>de alta densidade</p><p>o Capacidade suficiente para autonomia de</p><p>uma jornada de trabalho sem necessidade</p><p>de abastecimento.</p><p>o É difícil avaliar com precisão o consumo de</p><p>combustível de um trator →variações de</p><p>carga nos trabalhos de campo.</p><p>o Consumo de combustível → 0,25 a 0,30 L h-1.</p><p>10</p><p>Sistema de Alimentação</p><p>o Tanque combustível.</p><p>Sistema de Alimentação</p><p>o Copo sedimentador ou pré filtro.</p><p>o Localizado antes da bomba alimentadora.</p><p>o Pré-limpeza.</p><p>o Retira água e impurezas maiores →</p><p>drenagem dever ser feita todos os dias para</p><p>evitar que a água se misture com o</p><p>combustível.</p><p>o Bomba alimentadora.</p><p>o Bombear o diesel sob baixa pressão do tanque</p><p>para filtros e bomba injetora.</p><p>Sistema de Alimentação</p><p>o Filtro de combustível.</p><p>o Elimina partículas.</p><p>o Pode receber retorno dos bicos e bomba.</p><p>Sistema de Alimentação</p><p>o Bomba Injetora.</p><p>o Envia óleo sob alta pressão, de acordo com</p><p>a ordem de combustão, para os bicos</p><p>injetores.</p><p>o É a principal parte do sistema de alimentação</p><p>diesel</p><p>o Funções:</p><p>o Dosar o combustível de acordo com as necessidades do</p><p>motor.</p><p>o Enviar o combustível para os bicos injetores de acordo</p><p>com a ordem de ignição do motor.</p><p>o Promover pressão suficiente para pulverizar o combustível</p><p>na massa de ar quente na câmara de combustão.</p><p>11</p><p>Sistema de Alimentação Diesel</p><p>Bomba Injetora</p><p>Sistema de Alimentação</p><p>• Bicos injetores</p><p>• Injetam combustível sob alta pressão dentro</p><p>da câmara de combustão.</p><p>• Estão localizados no cabeçote.</p><p>• Após a injeção o bico fecha-se rapidamente</p><p>impedindo o retorno de gases da combustão.</p><p>• Tubulação de retorno</p><p>Exercícios</p><p>1. Explique o funcionamento do sistema de</p><p>válvulas.</p><p>2. Como acontece o acionamento do sistema de</p><p>válvulas.</p><p>3. Qual o objetivo do sistema de alimentação.</p><p>4. Detalhe como acontece à alimentação em</p><p>motores de ciclo diesel.</p><p>5. O que diferencia um filtro a banho de óleo de</p><p>um filtro seco utilizado nos motores.</p><p>6. Explique o funcionamento da turbina e</p><p>intercooler.</p><p>Sistema de Arrefecimento</p><p>12</p><p>Sistema de Arrefecimento</p><p>• É um conjunto de dispositivos</p><p>eletromecânicos que controla a</p><p>temperatura dos motores de combustão</p><p>interna.</p><p>• O rendimento da conversão do calor em</p><p>trabalho é de 25 a 35%.</p><p>• 65 a 75% é liberado ao ambiente por</p><p>radiação, gases de escapamento e sistema de</p><p>arrefecimento.</p><p>Sistema de Arrefecimento</p><p>Tipos de Sistema de</p><p>Arrefecimento</p><p>o Sistema a Ar de Circulação Livre ou Forçada.</p><p>o Sistema a Água de Camisa aberta ou por</p><p>evaporação</p><p>o Sistema Ar e Água de Termossifão e de</p><p>Circulação Forçada</p><p>Meios Arrefecedores</p><p>o Ar</p><p>o Projeto do motor mais simples.</p><p>o Não corrosivo e não deixa inscrustações.</p><p>o Não evapora ou congela.</p><p>13</p><p>Meios Arrefecedores</p><p>• Água</p><p>• Maior calor específico.</p><p>• Uniformiza temperatura do motor.</p><p>• O período de aquecimento é reduzido.</p><p>Arrefecimento a Ar e Água</p><p>• Água absorve calor dos cilindros.</p><p>• O calor é transferido ao ar por meio de</p><p>um radiador.</p><p>Radiador Radiador</p><p>14</p><p>Arrefecimento</p><p>Termossifão</p><p>Arrefecimento</p><p>Circulação Forçada</p><p>Arrefecimento Arrefecimento</p><p>80° C a 90° C, a válvula termostática começa a abrir,</p><p>permitindo que o líquido seja enviado para o</p><p>radiador. 93~103° C, a válvula aberta.</p><p>15</p><p>Arrefecimento Arrefecimento</p><p>Arrefecimento</p><p>Água pura 50/50</p><p>C2H6O2/Água</p><p>70/30</p><p>C2H6O2/Água</p><p>Ponto de</p><p>congelamento 0º C -37º C -55º C</p><p>Ponto de ebulição 100º C 106º C 113º C</p><p>Radiador: Mistura de água e etileno-glicol (C2H6O2)</p><p>*etileno-glicol (C2H6O2)</p><p>Arrefecimento</p><p>16</p><p>Arrefecimento Arrefecimento</p><p>Sistema Elétrico dos</p><p>Motores</p><p>Funções do Sistema Elétrico</p><p>• Diferente para Ciclo Otto e Diesel;</p><p>– Nos motores do Ciclo Otto controla e produz</p><p>centelha elétrica para combustão;</p><p>– Nos motores do Ciclo Diesel não faz parte</p><p>do processo de combustão.</p><p>• Tem como função auxiliar na partida dos</p><p>motores.</p><p>• Controlar a iluminação do trator.</p><p>17</p><p>Componentes Básicos do Sistema</p><p>Bateria</p><p>Motor de Partida</p><p>Alternador</p><p>Bateria</p><p>• Tem como função acumular energia elétrica</p><p>suficiente para assegurar a partida do motor e</p><p>iluminação do trator.</p><p>1. Pasta de vedação;</p><p>2. Pino polar negativo;</p><p>3. Barra de acoplamento dos</p><p>elementos do acumulador;</p><p>4. Ponto polar (de montagem das</p><p>placas de sinal idêntico);</p><p>5. Bujão;</p><p>6. Pino polar positivo;</p><p>7. Tampa da bateria;</p><p>8. Cuba;</p><p>9. Calço de madeira (separador);</p><p>10.Placa positiva;</p><p>11.Suporte;</p><p>12.Placa negativa.</p><p>Componentes da Bateria</p><p>Componentes da Bateria</p><p>18</p><p>Motor de partida</p><p>• Tem como função acionar o volante para dar início</p><p>ao funcionamento do motor;</p><p>• São motores elétricos que recebem energia da</p><p>bateria;</p><p>• Entra em contato com o volante, girando a árvore de</p><p>manivelas até que ocorra combustão em um dos</p><p>cilindros do motor</p><p>• A mistura é queimada e o motor entra em</p><p>funcionamento.</p><p>Alternador</p><p>• Gerador de energia elétrica;</p><p>• Transforma a energia mecânica em energia</p><p>elétrica;</p><p>• Tem como função suprir a bateria com energia</p><p>elétrica suficiente para partida do motor e</p><p>iluminação do trator.</p><p>Alternador Árvore de</p><p>manivelas</p><p>Ventoinha</p><p>Exercícios</p><p>1. Qual a função do sistema de arrefecimento.</p><p>2. Quais são os componentes do sistema</p><p>arrefecimento.</p><p>3. Como funciona o arrefecimento termossifão</p><p>e a circulação forçada.</p><p>4. Explique o funcionamento do sistema</p><p>elétrico.</p><p>5. Quais são os componentes do sistema</p><p>elétrico.</p>