Engenharia Automobilistica

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Engenharia 
automobilística
Previsão do Comportamento 
de um motor instalado 
em um veículo
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Engenharia Automobilística
previsão do comportamento de um motor em um veículo
participantes
Profº Mário 
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Anderson Ap.Salata
R.A. 1299124190
Anderson L. GarciaRocha
R.A.1299124418
Roner Nunes Coelho de Oliveira
R.A. 2505068715
Thiago Graciano
R.A. 2557453446
Edson Ricardo
R.A. 7032504680
Wanderley C. Amaral Junior
R.A. 1299442776
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previsão do comportamento de um motor em um veículo
	O projeto de um veículo automotor sofre grande impacto das necessidades do uso de um veículo.
	Fatores como terreno, tipo de uso, finalidade são pilares de um projeto.
	Podemos citar alguns fatores que influenciam no comportamento.
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Forças atuantes em um veículo influenciam o seu comportamento.
Força de arrasto
Força de resistência ao rolamento
Força de rampa
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	Na prática é diretamente relacionada à:
Forma do veículo
A sustentação
Ao atrito na superfície
As interferências
Ao fluxo interno de ar
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-	Forma do veículo
	Interfere no arrasto de maneira direta, dependendo dos contornos básicos da carroceria e que acabam determinando a dificuldade do ar fluir pela carroceria, criando assim maiores ou menores pressões na frente do veiculo e também maiores ou menores depressões na traseira do veiculo.
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	Para medir esta dificuldade do ar fluir criou-se o coeficiente de arrasto: 
Tipo de carroceria
Coeficiente de arrasto típico
sedã
0,358
cupê
0,358
Station wagon
0,33
Fastback
0,315
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-	A sustentação
Essa resultante depende:
Da resultante da força de sustentação gerada pelo movimento
Da forma básica do veiculo
Dos fluxos de ar de grande velocidade e consequentemente baixa pressão
Da perturbação ao escoamento causado pelas diferenças das pressões entre as partes superior e inferior
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Atrito na superfície
	Como o próprio nome diz esse componente da força de arrasto diz a respeito do atrito do ar com a superfície do veiculo.
	Sendo assim e de se esperar que um melhor tratamento da rugosidade da superfície seja benéfico. Além disso a densidade do ar que flui pela carroceria também e capaz de criar alterações nesse tipo de arrasto
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As interferências
	È aquele gerado quando o ar passa por saliências na carroceria do veículo como retrovisores, aerofólios, quebra ventos.
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Ao fluxo interno de ar
	É gerado pela passagem do ar por dentro do veiculo como por exemplo em sistemas de arrefecimento, ventilação interna ou de janelas e teto solares abertos.
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Fatores que influenciam a força de resistência ao rolamento:
Pressão de enchimento do pneu
Tipo de material do pneu
Desenho da banda de rodagem 
Tipo de construção
Tipo de piso
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	O torque de um veículo é dado pela seguinte relação:
	
T=F.d
Onde: 
T = torque (kgfm, kpm, lbf.ft, J (Sistema Internacional = N.m) 
F = intensidade da força atuante, expressa em kgf, lbf, N 
d = distância perpendicular entre o eixo e a direção a força, em m, pés
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diesel
etanol hidratado
Metanol
gasolina e 22
massa específica(kg\L)
0,84
0,81
0,80
0,74
pci kcal\kg
10200
5970
4760
9400
pci (kcal\L)
8568
4836
3808
6556
TAI
250
420
478
400
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Dinamômetro
	É um aparelho destinado a medir a dinamometria (rpm) e o binário produzidos por um motor. Alguns aparelhos fazem o gráfico do binário e potência em função da rotação do motor
	
Dinamômetros hidráulicos
Dinamômetros elétricos
Dinamômetros mistos ou de corrente alternada 
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Dinamômetros hidráulicos
	O princípio de funcionamento é o mesmo do freio de prony porem seu método de medição e diferente. 
	É constituído de uma carcaça metálica estanque apoiada em dois mancais coaxiais com os mancais do eixo .
	Um rotor montado em seu eixo possui uma serie de conchas em ambas as faces laterais do mesmo.
		Nesse tipo de dinamômetro há alguma perda de liquido através dos retentores. Sua precisão não chega a ser afetada porem atualmente estão caindo em desuso.
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Dinamômetros elétricos
	De correntes parasitas
 	E constituído por um rotor em forma de uma engrenagem feita de material de alta permeabilidade magnética. O mesmo material é utilizado na fabricação de dois anéis solidários como o estator e separados por um pequeno espaço livre do rotor. No centro do estator existe uma bobina que é alimentada por corrente contínua.
	Quando energizada a bobina gera um campo magnético que é concentrado nos dentes do rotor e quando o rotor se move gera correntes parasitas e se aquecem .Este calor gerado e absorvido pelo estator e retirado pela água utilizada como fluido de resfriamento
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Dinamômetros elétricos
	Essas máquinas permitem :
Realização der testes cíclicos e rápidos 
Utilização para desenvolvimento de motores e componentes
 
Realização de testes com baixo custo de operação 
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Dinamômetros mistos ou de corrente alternada
 
	É o mais indicado para pesquisa por ser sensível e também poder agir como acionador do motor podendo assim mensurar seu atrito interno durante seu funcionamento.
	Este aparelho é uma máquina elétrica de corrente alternada que pode funcionar como motor ou gerador. 
	
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Dinamômetros mistos ou de corrente alternada
 
	Dinamômetro de rolo- no meio automobilístico e amplamente usado para medir a potencia e o torque disponíveis nas rodas do veículo assim como suas curvas e características. Nesse tipo o automóvel e preso sobre dois rolos fixados ao solo e é acelerando transmitindo assim a força do motor as rodas e ao dinamômetro.
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previsão do comportamento de um motor em um veículo
Formas de melhoria do conjunto de um veiculo
	Como visto durante este
trabalho, um motor a combustão sofre influências do veículo em que está instalado, que podem dificultar o bom rendimento do conjunto.
	E foco de grandes esforços a diminuição desses fatores com a adoção de novas tecnologias em todo o veículo. 
	Apenas para facilitar a análise, dividiremos essas melhorias em :
Carroceria
Mecânica
Eletrônica embarcada
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Carroceria
	A grande influência da aerodinâmica em um veículo motiva o estudo das formas gerais da carroçaria visando diminuir sua influencia no desempenho do veículo.
	O uso de formas arredondadas ou fluidas se sobrepõe as basicamente quadradas, agregados presos a carroçarias só são usados se necessário a proposta do veículo e mesmo assim tem em seu projeto a preocupação com a baixa resistência ao ar.
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Carroceria
	Com a evolução da área de materiais pode-se por exemplo fabricar painéis externos de veículos em materiais muito leves e resistentes facilitando assim uma boa relação peso potência.
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Mecânica
	O uso de materiais mais nobres como por exemplo alumínio, fibra de carbono entre outros favorecem o bom rendimento. Conforme visto anteriormente grandes perdas ocorrem devido ao atrito entre anéis e pistões e o bloco do motor, sendo assim anéis menores, mais finos, com perfis que reduzem o atrito são costumeiramente usados.
Motor AP ~97 CV
Motor AMG ~360 CV
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Mecânica
	Na região da saia do pistão aplicações de materiais redutores de atrito como grafite causam menor atrito gerando assim menor desgaste, menor aquecimento e prolongando sua vida util. 
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Fatores alvos de melhorias mecânica
Perda por atrito
Perda por calor
Perda por bombeamento.
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Mecânica
	Atualmente junto com esses avanços o termo downsizing tem tido grande notoriedade. Motores pequenos com grande tecnologia e geralmente sobrealimentados são usados até em veículos populares tendo grande potência específica, economia de combustível, baixos níveis de poluentes e grande durabilidade.
	Outro fato que tem se tornado cada vez mais comum é a diminuição do numero de cilindros sem haver perda de potencia o que evidencia melhor aproveitamento da mistura. O motor da figura acima é atualmente um dos mais potentes .Com apenas 2L de cilindrada gera 360cv. 
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Mecânica
	Swirl: Movimento do fluxo em forma de rotação ao longo do eixo do cilindro utilizado em motores MIF e Diesel .Tende a melhorar a eficiência em carga parcial e prevenir detonação em plena carga.
	Tumble: rotação perpendicular ao eixo do cilindro usado principalmente em motores de alto rendimento. Cria alta potência específica.
	Squish: jato provocado pelo esmagamento da mistura no fim da compressão geralmente direcionado para a vela ,gerando grande turbulência acelerando a velocidade da combustão. 
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Eletrônica embarcada
	A  injeção eletrônica é um sistema de alimentação de combustível e gerenciamento eletrônico de um motor de um veículo.
	Esse sistema permite um controle mais eficaz da mistura admitida pelo motor, (ar / combustível), isso se traduz em maior economia de combustível e também melhora o desempenho do motor.
	O sistema faz a leitura de diversos sensores espalhados em pontos estratégicos do motor, examina as informações e com base em outras informações gravadas em sua memória envia comandos para diversos atuadores espalhados em pontos estratégicos do motor. 
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Eletrônica embarcada
	Esse sistema possui vários componentes, o principal é a Central, onde ficam gravadas as informações do veículo e os seus parâmetros de fábrica.
	Os outros componentes podem
 ser divididos em dois grupos:
Sensores: 
	São componentes que captam informações para a central, transformando movimentos, pressões, e outros, em sinais elétricos para que a central possa analisar e decidir qual estratégia seguir.
Atuadores:
	Os atuadores são componentes responsáveis pelo controle do motor, recebendo os sinais elétricos da central eles controlam as reações do motor.
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Eletrônica embarcada
Sensores:
Sensor borboleta
Sensor de temperatura do ar
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	Este sensor informa à central a posição instantânea da borboleta. Ele é montado junto ao eixo da mesma, e permite à central identificar a potência que o condutor esta requerendo do motor, entre outras estratégias de funcionamento.
	Este informa à central a temperatura do ar que entra no motor. Junto com o sensor de pressão, a central consegue calcular a massa de ar admitida pelo motor e assim determinar a quantidade de combustível adequada para uma combustão completa.
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Sensor de rotação
	Informa a central a rotação do motor e na maioria dos sistemas a posição dos êmbolos, para a central realizar o sincronismo da injeção e ignição. Na maioria dos projetos ele é montado acima de uma roda magnética dentada fixada no virabrequim, mas pode ser encontrado em outros eixos também.
Sensor de velocidade
	Informa a velocidade do automóvel, essencial para varias estratégias da central.
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Sensor de temperatura do motor
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	Informa à central a temperatura do líquido de arrefecimento, o que é muito importante, pois identifica a temperatura do motor. Enviando um sinal a unidade de comando. que por sua vez altera o tempo de injeção, avanço de ignição, entrada de ar no coletor e até uma dose extra de combustível pelo injetor de partida à frio.
Sensor de 
oxigênio
	Este sensor fica localizado no escapamento do automóvel, ele informa a central a presença de oxigênio nos gases de escape, é responsável pelo equilíbrio da injeção, pois ele tem a função de enviar a informação de qual é o estado dos gases á saída do motor (pobres/ricos) e é em função desta informação que a unidade do motor controla o pulso da injeção. Nos automóveis que podem rodar com mais de um combustível ou com uma mistura a central consegue identificar o combustível utilizado, ou a mistura entre eles, através do sinal deste sensor.
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Eletrônica embarcada
Atuadores
Injetores
Bobinas
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	Responsáveis pela injeção de combustível no motor, a central controla a quantidade de combustível através do tempo que mantêm o injetor aberto . Esses podem ser classificados por seu sistema de funcionamento: monoponto: com apenas um injetor para todos os cilindros e multiponto: com um injetor por cilindro.
	Componente que fornece a faísca (centelha) para o motor. Os sistemas antigos (ignição convencional) utilizam uma bobina e um distribuidor para distribuir a faísca a todos os cilindros, já os sistemas modernos (ignição estática) utilizam uma bobina ligada diretamente a dois cilindros ou até uma bobina por cilindro. 
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Eletrônica embarcada
Atuadores
Motores de Passo
Bomba de Combustível
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	Utilizado para permitir uma entrada de ar suficiente para que o motor mantenha a marcha lenta, indiferente as exigências do ar-condicionado, alternador e outros que possam afetar sua estabilidade. 
	Responsável
por fornecer o combustível sob pressão aos injetores. Na maioria dos sistemas é instalada dentro do reservatório (tanque) do automóvel, ela bombeia o combustível de forma constante e pressurizada, passando pelo filtro de combustível até chegar aos injetores.
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Eletrônica embarcada
Atuadores
Eletroventilador
Luz Avaria do Sistema
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Posicionado atrás do radiador, ele é acionado quando o motor encontra-se em uma temperatura alta, gerando passagem de ar pelo radiador mesmo quando o automóvel estiver parado. Nos sistemas modernos ele é desativado se o automóvel estiver acima de 90 km/H..
	Permite a central avisar ao condutor do automóvel que existe uma avaria no sistema da injeção eletrônica, ela armazena um código de falha referente ao componente.
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Obrigado
Pela
atenção
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