Carga, Velocidade e Taxa de Compressão

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Taxa de compressão, Carga e Velocidade
como influenciam na performance da eficiência?
TAXA DE COMPRESSÃO
- Relação matemática que indica quantas vezes a mistura ar/combustível ou simplesmente o ar aspirado (no caso dos diesel) para dentro dos cilindros pelo pistão é comprimido dentro da câmara de combustão antes que se inicie o processo de combustão.
Exemplo:
Um motor a gasolina que tenha especificada uma taxa de compressão de 8:1, indica que quando o pistão está posicionado no PMI o volume total da câmara é 8 vezes maior que o volume da câmara quando o pistão está no PMS.
- A taxa de compressão corresponde à relação entre : 
- Cilindrada do motor + Volume da Câmara de combustão/Volume da Câmara de combustão
TAXA DE COMPRESSÃO
- Do ponto de vista termodinâmico, a taxa de compressão é diretamente responsável pelo rendimento térmico do motor;
Quanto maior a taxa de compressão, maior será a eficiência energética do motor;
Uma alta taxa de compressão é o ideal para qualquer motor a combustão, pois ela permite uma maior temperatura final de combustão para uma determinada quantidade de combustível: a temperatura final de compressão será mais alta quanto maior for a razão de compressão.
Diferença entre Ciclo Diesel / Ciclo Otto
- Os motores diesel consomem menos que um similar a gasolina, funcionando com taxas de compressão altíssimas:
	● 17:1 em motores turbo diesel;
	● Até 22:1 nos motores diesel aspirados.
- Motores diesel geram a mesma potência dos motores a gasolina consumindo menos combustível.
Em relação a taxa de compressão, podemos observar que quanto maior temperatura, a velocidade de reação é maior, o que implica num maior curso útil, pois a força motriz da expansão dos gases acontece mais cedo e com isso o período de trabalho deste cilindro é maior. Trocando em miúdos, quanto maior for a razão de compressão, mais eficiente será o motor e maior será a sua potência para um determinado consumo de combustível. Melhor aproveitamento energético.
	 ● CICLO A PLENA CARGA
 O motor opera a vazão máxima de combustível na admissão;
	 ● CICLO A CARGA PARCIAL
O motor opera a vazão de combustível reduzida na admissão, resultando em uma mistura pobre; 
CARGA
CARGAS - CICLO DE OTTO
● CICLO A CARGA PARCIAL NO MOTOR DE INJEÇÃO DIRETA
Neste ciclo a admissão de ar permanece a mesma, mas a carga é diminuída pelo uso de menos combustível, resultando uma mistura mais pobre.
● CICLO A CARGA PARCIAL E MISTURA ESTEQUIOMÉTRICA (C/ TRABALHO NEGATIVO)
Neste caso temos o ciclo com duas áreas a ser considerar: 
Trabalho positivo e trabalho negativo;
VELOCIDADE
- A velocidade de propagação da chama em motores ciclo Otto é determinante das características do combustível, sendo fundamental seu conhecimento para um melhor ajuste do par motor/combustível;
- A maior velocidade de propagação da chama possibilita aumentar a potência com o aumento da rotação do motor;
VELOCIDADE
- Consequência da maior velocidade, pode-se inclusive atrasar o avanço de ignição, com isto, menor será o trabalho negativo necessário para comprimir a mistura já em combustão antes do Ponto Morto Superior, e, maior será a eficiência do ciclo;
- A velocidade de propagação da chama é fortemente influenciada pela relação de compressão, condição de mistura, turbulência e avanço de ignição.
VELOCIDADE
- A velocidade de deslocamento do pistão entre PMS e PMI depende do
curso do pistão e da rotação da árvore de manivelas.
É calculada pela Equação 
- A velocidade do Pistão interfere diretamente na Potência de de Frenagem, como é visto na equação abaixo.
Onde N é a velocidade de rotação do virabrequim.
Logo, 
Potência Bruta Indicada e dada por:
Onde a Potência de atrito são as perdas de energia do processo através de 
Calor, vibração e carga mecânica.
 
VELOCIDADE
- A velocidade média do pistão permite classificar os motores diesel como: 
Rápidos 
Vp = 12 – 14 m/s, N= 4000 a 5000 rpm. Caminhão, trem...
Semi-rápidos
Vp = 7 – 9 m/s, N < 1000 rpm
Lentos
Vp = 6 – 8 m/s, N<600 rpm
VELOCIDADE
- A tendência atual para os motores DIESEL, tanto os rápidos quanto os semi-rápido, está na marca de 11 m/s de Velocidade média do pistão.
VELOCIDADE
- O aumento da velocidade do motor aumenta o nível de turbulência que beneficia a combustão da mistura;
- Um aumento da velocidade implica uma elevação da velocidade de combustão;
- O aumento da velocidade do motor é superior ao da combustão , pelo fato que se deverá aumentar o avanço da ignição para velocidades mais elevadas;
- Sabendo que a duração da ignição é menor em velocidades mais elevadas e sendo a redução do tempo do ciclo mais significativa, é necessário que a mistura tenha um maior ângulo para a sua combustão. 
- O aumento da velocidade do motor é superior ao da combustão , pelo fato que se deverá aumentar o avanço da ignição para velocidades mais elevadas;
- Sabendo que a duração da ignição é menor em velocidades mais elevadas e sendo a redução do tempo do ciclo mais significativa, é necessário que a mistura tenha um maior ângulo para a sua combustão. 
SENTIDO DA VELOCIDDE
ROTAÇÕES ELEVADAS
- Em rotações elevadas uma carga reduzida eleva substancialmente a turbulência da mistura, pois a velocidade do ar aumenta ao nível da válvula de borboleta;
- A restrição à passagem da mistura nessa válvula aumenta tanto a velocidade e a turbulência que as gotas de combustível são atomizadas para ordens micros que permitem um elevado nível de preparação de mistura;
- A elevada rotação em baixa velocidade de combustão ocasiona um problema na baixa pressão existente no coletor de admissão, permitindo que gases de escape a maior pressão entrem no cilindro se misturando com os gases frescos;
Esta diluição, associada à baixa turbulência, aumenta a dispersão cíclica;
- Condições de pequena velocidade e baixa carga são problemáticas. 
- Em baixa rotação, a velocidade de passagem pelas válvulas é tão pequena que não se cria turbulência, resultando numa mistura mal homogênea e que vai queimar a baixa velocidade, aumentando a dispersão cíclica;
- A solução para baixas rotações será aumentar o nível de turbulência da mistura.
BAIXAS ROTAÇÕES