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Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 1 Motores de Combustão Interna Formação de mistura combustível-ar em MCI Prof. Maurício Assumpção Trielli Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 2 Injeção Diesel Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 3 Motor de Ignição por Compressão z Circuito básico de alimentação convencional Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 4 Motor de Ignição por Compressão z Bomba injetora com elementos dosadores individuais Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 5 Motor de Ignição por Compressão z Elementos dosadores Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 6 Motor de Ignição por Compressão z Injetor Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 7 Motor de Ignição por Compressão z Bico Injetor: injeção direta Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 8 Motor de Ignição por Compressão z Bicos Injetores: injeção indireta Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 9 Motor de Ignição por Compressão z Desenvolvimento da injeção em sistema convencional: Curvas de pressão no sistema de injeção e de levantamento de agulha do injetor Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 10 Motor de Ignição por Compressão z Bomba injetora rotativa ou distribuidora Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 11 Motor de Ignição por Compressão z Bomba injetora rotativa ou distribuidora Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 12 Motor de Ignição por Compressão z Sistema Eletrônico de Injeção - Common Rail Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 13 Motor de Ignição por Compressão Bico injetor com cristais piezelétricos z Sistema Common Rail Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 14 Atuação por cristal piezelétrico Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 15 Atuação por cristal piezelétrico Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 16 Motor de Ignição por Compressão Premissa básica: p~constante no “rail” Q: vazão volume de combustível pelos orifícios dos injetores (de área Ao e coeficiente de descarga Cd) dm/dt : vazão em massa ρ Δp 2CdAoQ e ρQm dt dm Daí, a taxa de fornecimento de energia ao motor pelo sistema de injeção de combustível é: PCIρKPCIm dt dE E z Sistema Common Rail Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 17 Motor de Ignição por Compressão Premissa básica: Q~ constante Portanto, têm-se: PCIρKPCIm dt dE E ' z Sistema Unit Pump System Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 18 Motor de Ignição por Compressão z Sistema de Alimentação Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 19 Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli Motor de Ignição por Compressão 20 Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 21 z Alternativas para uso de gás em substituição a derivados de petróleo y MIF : Misturadores mecânicos e eletrônicos y MIC: q Substituição parcial: Fumigação e Injeção a baixa pressão no cilindro q Substituição total: Injeção de gás liquefeito (por processos criogênicos) Motor a Gás Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 22 Motor de Ignição por Compressão z Exercício 1: Buscando manter próximas as potências máximas de funcionamento de um motor que tem seu combustível usual (óleo diesel) substituído por biodiesel, qual sistema de injeção é mais adequado? UPS ou CRS? Considere que rendimento global (g) seja mantido. Dados: ρD = 0,85 kg/L; ρB = 0,88 kg/L; PCI D = 42,3 MJ/kg; PCI B = 37,4 MJ/kg Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 23 Motor de Ignição por Compressão z Solução do exercício 1: • Para CRS: 1,11 37,4 42,3 0,88 0,85 PCI PCI ρ ρ N N B D B D B D • Para UPS: 1,09 37,4 42,3 0,88 0,85 PCI PCI ρ ρ N N B D B D B D Conclusão: O sistema UPS é mais adequado, pois a diferença de potência é menor. Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 24 Motor de Ignição por Compressão z Exercício 2: Um motor de ignição por compressão, de 4 tempos e de 6 cilindros produz 300 kW de potência efetiva ao operar a 2.200 rpm com óleo diesel ( = 830 kg/m3). Desprezando todos os vazamentos e deformações dos componentes do sistema de injeção, estimar o consumo de ar desse motor (em kg/s). Sabe-se que a relação combustível-ar mássica é 0,05 e que o sistema de injeção (exclusivamente mecânico) desse motor é composto por pistões dosadores individuais de 6 mm de diâmetro e que, nas condições de operação dadas acima, trabalha com curso efetivo de bombeamento de 8 mm. Resp: 0,413 kg/s Motores de Combustão Interna Maurício Assumpção Trielli 25 Motor de Ignição por Compressão z Exercício 3: Um sistema UPS – unit pump system de injeção diesel deve fornecer 140 mm3 de óleo diesel (ρ = 840 kg/m3) para cada cilindro quando o motor de injeção direta em que é instalado funciona a 1.800 rpm. Sabendo que cada injeção deve ocorrer durante um deslocamento angular de 50° do eixo de manivelas do motor e que cada injetor possui 3 orifícios de 0,2 mm de diâmetro, determinar a pressão média pm de alimentação do injetor durante a injeção. Admita que a pressão média no cilindro durante a injeção é de 12.500 kPa e adote 0,6 como coeficiente de descarga dos orifícios. Resp: 132.600 kPa
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