Fundamentos Motor CapI

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JGCB - Julho de 2006 - Prancha *
FUNDAMENTOS EM MOTORES VOLTADO PARA APLICAÇÃO EMS
José Guilherme Coelho Baêta
José Eduardo Mautone Barros
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SUMÁRIO
Cap. 1 – Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna 
Cap. 2 – Parâmetros indicados, parâmetros efetivos e parâmetros de atrito 
Cap. 3 – Consumo horário, consumo específico, A/F, e F/A 
Cap. 4 – Determinação das eficiências de conversão, combustão e eficiência térmica
Cap. 5 – Termodinâmica aplicada (Ciclos ideais, reais)
Cap. 6 – Análise da combustão e transferência de calor a partir de dados experimentais
Cap.7 – Método de calibração e ajuste de softwares de controle motor 
José Eduardo Mautone Barros
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PARÂMETROS E CÁLCULOS DE GEOMETRIA DO MOTOR
Definição dos critérios iniciais para o projeto:
Faixa de operação e desempenho requerido;
Consumo de combustível / custos;
Custos de desenvolvimento e construção;
Confiabilidade, durabilidade e manutenção e impacto sobre os custos de operação.
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
- Volume da câmara de combustão
- Volume deslocado
- Diâmetro do cilindro
- Curso do pistão
 - Comprimento da biela
 - Raio da manivela
 - Altura do pino pistão ao centro virabrequim
 - Ângulo virabrequim
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Relação volumétrica de compressão
- Volume deslocado
- Volume da câmara de combustão
A definição da relação volumétrica de compressão deve levar em consideração a geometria dos demais componentes (turbulência), o combustível utilizado, a maximização da eficiência térmica nos regimes de operação do motor mais solicitados (De acordo com a aplicação).
Impacta diretamente sobre o ângulo da pressão máxima de combustão (avanço em MBT ou LDI).
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Relação curso / diamêtro
- Diâmetro do cilindro
- Curso do pistão
=1 (Quadrado)
>1 (Super-quadrado)
<1 (Sub-quadrado)
Valores típicos - Motores SI pequenos e médios de 0,8 a 1,2 
 - Motores CI grandes 0,5
Impacta diretamente no tamanho do motor, na eficiência térmica, no atrito, resistência e materiais, no torque disponível, na faixa de velocidade de operação e blow-by. 
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Relação biela / manivela
- Comprimento da biela
- Raio da manivela
Valores típicos - Motores SI pequenos e médios de 3 a 4.
 - Motores CI grandes 5 a 9.
Impacta diretamente no tamanho do motor, no atrito, resistência e materiais, no torque disponível, na faixa de velocidade de operação, balanceamento do conjunto (forças alternadas e centrifugas). 
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Cálculo volume instantâneo
- Volume instantâneo
Determinação do diagrama P x V ou indicado.
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Cálculo da área superficial da câmara / ângulo virabrequim
- Área superficial instantânea
- Área superficial volume morto
- Área superficial do pistão
Determinação da taxa de transferência de calor por ciclo em cada regime de operação
Impacta diretamente na eficiência térmica e possibilita a otimização do nível de turbulência no interior da câmara de combustão
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Cálculo da velocidade média do pistão
- Velocidade média do pistão
- Freqüência de rotação
Determinação da pressão média motorizada em cada regime de operação
Impacta na vedação, atrito, fluidodinâmica dos gases e inércia do trem de força
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Cálculo da velocidade instantânea do pistão
- Velocidade instantânea do pistão
- Freqüência de rotação
Determinação das acelerações e carregamentos instantâneos
Impacta no dimensionamento do trem de força e das relações geométricas
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Cálculo e análise
1-) Plote as curvas x , variando R 
de 3 a 4 com intervalo de 0,1 e de 10 
em 10 graus. Discuta os resultados.
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação do trabalho ou torque e da potência indicada
= pressão no interior do cilindro
= diferencial de volume
O trabalho líquido leva em consideração o trabalho do ciclo
O trabalho bruto leva em consideração apenas o trabalho de compressão e expansão
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação do torque e potência efetiva
= potência indicada bruta ou líquida
= trabalho indicado bruto ou líquido
= número de voltas do virabrequim para cada tempo motor
A potência indicada é essencial para a determinação da potência de atrito
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação do trabalho ou torque e potência efetiva
= Torque efetivo
= Distância de aplicação da força
= Força aplicada à célula de carga
O torque é definido como a medida da capacidade do motor produzir trabalho e a potência é a taxa em que este trabalho é realizado.
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação PME
Enquanto o torque é uma medida da capacidade do motor realizar trabalho, isso depende do tamanho do motor. Uma medida mais abrangente do desempenho de um motor é a PME levando em consideração o volume deslocado por ciclo.
ou
, Qualidade da PME =
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação da PMM e da
,
ou
A pressão média motorizada é caracterizada pela soma do atrito mecânico das partes móveis, dos acessórios e do bombeamento do fluido de trabalho. A eficiência mecânica leva em consideração a razão da potência efetiva ou da PME pela potência indicada ou PMEI.
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação da PMM e da
11:1
12,5:1
15:1
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação da PMM e da
Correlação de Barnes-Moss
Correlação de Bishop
Correlação de Chen-Flynn 
Correlação de Farinha 
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação da PMM e da
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação da eficiência volumétrica
= Massa de ar admitido
= Densidade do ar admitido
= Consumo horário de combustível
= Densidade de referência
= Relação ar/combustível
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação do SFC e da eficiência de conversão do combustível
= Vazão mássica de combustível 
= Poder calorífico inferior
Energia total disponível do combustível
A eficiência de conversão do combustível não depende apenas do SFC, mas também do PCI
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação da eficiência de combustão e eficiência térmica 
= Calor bruto liberado da combustão
CUIDADO SE ESTÃO CALCULANDO EFICIÊNCIAS INDICADAS OU EFETIVAS E SE O TRABALHO INDICADO É BRUTO OU LÍQUIDO
= Potência (i - indicada ou ef - efetiva)
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação da eficiência energética global e detalhamento do cálculo desempenho 
A Potência específica mede diretamente o sucesso do projeto independente do tamanho do motor
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação da relação estequiométrica de misturas 
Petróleo 83% a 87% de carbono em massa
 11% a 14% de hidrogênio em massa 
Para fins de simplificação do cálculo da equação de equilíbrio, a fração do ar que não é oxigênio é considerada como sendo nitrogênio, sendo que para cada mol de oxigênio tem-se então 3,76 moles de nitrogênio. 
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação da relação estequiométrica de misturas 
Gasolina
Considerando que a massa molecular do ar, Mar, é 29 kg/mol, e a da gasolina, Mgas, é 111 kg/mol, tem-se:
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação da relação estequiométrica de misturas 
Álcool etílico
Considerando que a massa molecular do ar, Mar, é 29 kg/mol, e a do álcool etílico, Malc, é 46 kg/mol, tem-se:
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação da relação estequiométrica de misturas 
GMV
Considerando que a massa molecular do ar, Mar, é 29 kg/mol, a do metano, Mmet , é 16 kg/mol, tem-se:
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação da relação estequiométrica de misturas 
Gasohol (25% E100 vv)
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Determinação do consumo de combustível através dos mínimos quadrados
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Cálculo e análise
2-) Baseado nos arquivos de dados para o E94 com a relação volumétrica de compressão de 11:1 e de 15:1 calcule e mostre graficamente: 
a-) A PMM experimental e compare com a correlação de Barnes-Moss, explique as diferenças entre 11:1 e 15:1. 
b-) A eficiência mecânica, a eficiência volumétrica e a eficiência energética global, discuta as diferenças encontradas e aponte as causas. Conclua sobre a eficiência térmica e de combustão para ambos os casos.
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Cálculo e análise
3-) Baseado no arquivo relativo aos dados brutos de consumo aquisitados para o E94 faça: Trate os dados experimentais relativos ao cálculo do consumo de combustível, aplique a metodologia “Spike” e determine o consumo para todos regimes de rotação, trace o gráfico de consumo horário deste motor.
4-) Balancear a equação da combustão estequiométrica para 40% de álcool etílico na gasolina C (gasohol) e calcular o valor da mistura estequiométrica.
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Fatores que afetam o desempenho - Análise global
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Fatores que afetam o desempenho - Análise global
José Eduardo Mautone Barros
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Parâmetros e cálculos de geometria de motores à combustão interna
Relações geométricas fundamentais
Fator lambda para obtenção do torque ótimo
Os fatores ótimos dependem das características físicas do motor
Valores usuais
(GNV) λ = 0,97; A/F = 16,7
(E25) λ = 0,88; A/F = 11,6
(E94) λ = 0,92; A/F = 8,3
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Ciclo de Carnot
Máquina térmica ideal
Processos:
1-2 expansão isotérmica
2-3 expansão isentrópica
3-4 compressão isotérmica
4-1 compressão isentrópica
W
Q
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Processos de compressão e expansão
Isentrópico (entropia constante, n = γ = cp/cv)
Isotérmico (temperatura constante, n = 1)
Isobárico (pressão constante, n = 0)
Isocórico (volume constante, n = -∞)
Politrópico (real)
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Ciclos termodinâmicos
Ciclo Otto (queima a volume constante)
Motores de ignição a centelha
Processos:
0-1 admissão isobárica
1-2 compressão isentrópica
2-3 queima isocórica
3-4 expansão isentrópica
4-1 expansão isocórica
1-0 exaustão isobárica
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Ciclo Diesel (queima a pressão constante)
Motores de ignição por compressão
Processos:
0-1 admissão isobárica
1-2 compressão isentrópica
2-3 queima isobárica
3-4 expansão isentrópica
4-1 expansão isocórica
1-0 exaustão isobárica
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Ciclo Misto (Sabathé ou Sieliger)
Motores Otto e Diesel
Processos:
0-1 admissão isobárica
1-2 compressão isentrópica
2-3 queima isocórica
3-4 queima isobárica
4-5 expansão isentrópica
5-1 expansão isocórica
1-0 exaustão isobárica
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Comparação entre ciclos
Para ciclos com a mesma razão
de compressão, o ciclo mais eficiente é o ciclo Otto (quant. calor menor, maior expansão)
γ = 1,3 rc = 12
Q/(cvT) = 8,525
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Comparação entre ciclos
Para ciclos Otto e Diesel com a mesma pressão máxima de operação, o ciclo mais eficiente é o ciclo Diesel (quant. calor menor, maior expansão)
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Comparação entre ciclos
A taxa de compressão do ciclo Otto é limitada pela detonação do combustível
Para o ciclo de Diesel e Sabathé foi considerado um valor de α = β = 2
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Ciclos termodinâmicos
Outros ciclos
Ciclo Stirling (Motor de combustão externa) 1-2 e 3-4 são processos isotérmicos
Ciclo Brayton (Turbina a gás) ciclo aberto (4-1)
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Ciclos termodinâmicos
Ciclo Otto real
Ciclo indicado para o motor FIRE FLEX 1.3 8V, queimando E94, com taxa de compressão de 11:1, ECU Motec M4 a 2500 rpm
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Ciclo Otto real 
Diferenças:
A – Perda de calor pelas paredes
B – Queima finita
C – Abertura antecipada da válvula de exaustão
D – Perdas de bombeamento
Plena carga
Carga parcial
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Ciclo Otto real
Efeito da abertura das válvulas de admissão e exaustão
Efeito do avanço de ignição
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Outros ciclo Otto ideais 
Considerando carga parcial
Considerando uso de um sobrecarregador (turbo ou compressor)
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Ciclo Otto real
Curva de pressão no cilindro em um ciclo do motor de ignição por centelha
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Ciclo Diesel real
Diferenças:
A – Perda de calor pelas paredes
B – Queima finita (tipo Sabathé)
C – Abertura antecipada da válvula de exaustão
D – Perdas de bombeamento
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Ciclos termodinâmicos
Índices de eficiência
Velocidade média de rotação (rpm)
Massa de ar na admissão ideal (kg) - é a massa máxima que poderia ser admitida no cilindro (r0.Vd).
Eficiência volumétrica (%) - definida como a massa de ar admitida no motor pela massa de ar na admissão ideal. Massa de ar admitida no motor no ciclo (kg)
Vazão mássica ideal de admissão (kg/h)
Vazão mássica média admitida (kg/h) 
Massa de gás retida no cilindro no final do ciclo (kg)
Eficiência de retenção (hex) (Trapping efficiency) (%) - definida como a massa de ar retida no cilindro pela massa de ar admitida no cilindro. 
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Índices de eficiência
Razão estequiométrica ar/combustível, em massa
Razão ar/combustível, em massa - é a razão entre a massa total de ar admitida e massa total de combustível injetada.
Fator lambda
Razão de compressão volumétrica
Razão de compressão efetiva - é a pressão máxima atingida dentro do cilindro durante um ciclo sem combustão.
Pressão atmosférica (Pa) 
Pressão máxima no cilindro no ciclo (Pa)
Pressão média no cilindro no ciclo (Pa)
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Ciclos termodinâmicos
Índices de eficiência
Pressão média efetiva (PME) (Pa) - é a pressão média que deveria ser exercida sobre o pistão durante a fase de expansão para que fosse gerado o mesmo torque médio. A equação que a define é, para motores de quatro tempos:
Torque máximo indicado em um ciclo (N.m) – é o torque máximo sem considerar as perdas de atrito (indicado)
Torque médio indicado em um ciclo (tid)(N.m) 
Potência média indicada desenvolvida no ciclo (Pid) (kW)
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Índices de eficiência
Poder calorífico inferior do combustível (PCI) (J/kg) - é definido como o calor de combustão da mistura estequiométrica combustível/oxigênio com o sinal trocado, nas condições padrão de temperatura e pressão e considerando a combustão completa gerando apenas CO2(g) e H2O(g).
Calor padrão de combustão do combustível (Dhc0) (J/kg) - é definido como o calor de combustão da mistura combustível/ar, nas condições padrão de temperatura e pressão e considerando a composição de equilíbrio para os gases de combustão. 
Calor de combustão do combustível (Dhc) (J/kg) - é definido como o calor de combustão da mistura combustível/ar, nas condições locais de temperatura e pressão e considerando a composição de equilíbrio para os gases de combustão.
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Índices de eficiência
Energia ideal disponível na combustão (DHc0) (J) – é a energia calculada multiplicando o PCI pela massa de combustível admitida.
Energia total disponível na combustão (DHc) (J) – é a energia é calculada multiplicando o calor de combustão do combustível (Dhc) pela massa de combustível admitida. 
Energia total perdida para o sistema de resfriamento (Ql) (J)
Eficiência da combustão (hb) (%) - é definida como a razão entre a energia total disponível na combustão pela energia ideal disponível na combustão
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Índices de eficiência
Eficiência térmica padrão (ht0) (%) - é definida como a razão entre o trabalho útil pela energia ideal disponível na combustão
Eficiência térmica termodinâmica (ht) (%) - é definida como a razão entre o trabalho útil pela energia total disponível na combustão
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Índices de eficiência
Eficiência exergética (hex) (%) - é definida como a razão entre o trabalho útil pelo trabalho útil máximo obtido pela análise de ciclo baseada na 2ª Lei da Termodinâmica, (Gallo, 1990)
	onde, Mad é a massa de mistura admitida no ciclo, exig é a disponibilidade dos gases na ignição, ex720º é a disponibilidade dos gases no fim do ciclo e é a temperatura média do gás dentro do cilindro.
José Eduardo Mautone Barros
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Ciclos termodinâmicos
Índices de eficiência
Eficiência térmica ideal (hti) (%) - é definida como a razão entre o trabalho útil e o calor liberado na combustão, definidos pelo ciclo Otto ideal
Consumo de combustível (kg/h)
Consumo específico combustível (kg/kW/h)
Temperatura média de exaustão (K)
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Depuração de medições de pressão no cilindro (ciclo Otto)
Procedimento experimental
Instalar um sensor de pressão piezocapacitivo (resposta rápida) com faixa de medição adequada (0 a 150 bar)
Ajustar o condicionador de sinal, tipo integrador de carga
Ajustar a aquisição da pressão para uma freqüência para no mínimo 14400 amostras em 2 ciclos de rotação (0,05º de resolução angular da posição do virabrequim)
Sensor na vela de ignição - AVL
José Eduardo Mautone Barros
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Depuração de medições de pressão no cilindro (ciclo Otto)
Procedimento experimental
Aquisitar o sinal do sensor de rotação e de fase (se instalado) com uma freqüência mínima de 10 amostras por sinal do dente da roda fônica (Nrpm*10) juntamente com o sinal de pressão (se existir o sensor de fase a taxa de aquisição pode se reduzida para Nrpm*3)
Reduzir a filtragem de ruído a um mínimo necessário sem cortar freqüências de detonação (20-40 kHz)
Aquisitar o sinal de zero do sensor e a pressão atmosférica, temperatura e
umidade local
Aquisitar o sinal para o motor rodando somente com o motor de partida
José Eduardo Mautone Barros
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Depuração de medições de pressão no cilindro (ciclo Otto)
Procedimento experimental
Aquisitar o sinal para o motor rodando sem queima no cilindro instrumentado
Aquisitar o sinal para o motor com queima
O tempos de aquisição deve ser suficiente para adquirir no mínimo 10 ciclos de pressão (10*2*60/Nrpm)
José Eduardo Mautone Barros
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Depuração de medições de pressão no cilindro (ciclo Otto)
Procedimento de depuração
Ler do arquivo de aquisição os dados: tempo, pulsos do sensor da roda fônica e pressão
Converter a coluna de dados de pressão de Volts para Pascal de acordo com o ganho do sistema de aquisição e corrigir a tendência (“offset”) 
Quadrar em 0 e 5 volts (TTL) o sinal de pulso detectando o ponto de passagem por zero do sinal 
Localizar os pulsos mais largos, referentes à falta de dois dentes na roda fônica 
José Eduardo Mautone Barros
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Depuração de medições de pressão no cilindro (ciclo Otto)
Procedimento de depuração
Localizar o primeiro PMS de compressão do cilindro 1 pela curva de pressão versus tempo 
Calcular a posição angular entre 0 e 720 graus baseado nos pulsos TTL da roda fônica e pela posição do PMS do cilindro 1. Observar que se deve usar Zero graus para o início da aspiração e não o PMS de compressão que faria a curva de pressão ficar partida no primeiro terço
Determinar a curva Pressão versus Ângulo do Virabrequim (Teta), mais representativa, ou seja, a curva cuja pressão máxima é a mais próxima da média de todas as pressões máximas medidas 
José Eduardo Mautone Barros
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Depuração de medições de pressão no cilindro (ciclo Otto)
Procedimento de depuração
Criar uma tabela como os seguintes dados: Índice, Tempo (s), Teta (graus), Teta (rad), Velocidade Angular (rad/s), Velocidade Angular (rpm), Pressão (Pa), DPressãoDTeta (Pa/rad), DPressãoDTempo (Pa/s)
Onde, as derivadas de teta e da pressão são calculadas numericamente
A velocidade angular permite verificar a magnitude da variação da rotação ao longo de um único ciclo
José Eduardo Mautone Barros
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Depuração de medições de pressão no cilindro (ciclo Otto)
Procedimento de depuração
Calcular para cada Teta o valor do Volume no cilindro e sua derivada, usando as equações:
Vcc é o volume fixo da câmara de combustão D é o diâmetro do cilindro Lb é a distância entre centros da biela
 Rb é o raio do virabrequim (centro a centro)
José Eduardo Mautone Barros
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Depuração de medições de pressão no cilindro (ciclo Otto)
Procedimento de depuração
Construir o diagrama indicador, ln(Pressão) versus ln(Volume). A fase de aspiração ficará sem muita definição devido a grande faixa de medição do sensor
A Taxa Aparente de Liberação de Calor versus Teta é determinada por:
 é a razão de calores específicos do gás (1,4) 
José Eduardo Mautone Barros
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Depuração de medições de pressão no cilindro (ciclo Otto)
Procedimento de depuração
A Fração Queimada da Mistura versus Teta é determinada pela seguinte seqüência:
Calcular a taxa de variação da fração queimada em função de teta, entre os ângulos da ignição (ig) e o de fim de queima (b), usando : 
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Depuração de medições de pressão no cilindro (ciclo Otto)
Procedimento de depuração
A Velocidade de Queima do Combustível é determinada pelo seguinte processo. Calcular o volume da fração queimada versus o tempo, usando : 
O raio da chama (rb) é calculado interpolando numa tabela de volume da fração queimada (Vb) em função do raio de chama e ângulo do virabrequim 
José Eduardo Mautone Barros
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Depuração de medições de pressão no cilindro (ciclo Otto)
Procedimento de depuração
 A velocidade de queima (Vch) é a derivada numérica do raio de chama em função do tempo, portanto, é importante conservar a base de tempo (coluna de tempo) durante todo o processo de depuração 
José Eduardo Mautone Barros
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Depuração de medições de pressão no cilindro (ciclo Otto)
Procedimento de depuração
 É possível calcular o fator de turbulência na velocidade de queima (ft) desde que sejam conhecidas: a velocidade de queima laminar da mistura (Vl) em função do fator lambda, a pressão e temperatura médias da mistura no final da compressão e o tipo de combustível 
A temperatura média do gás pode ser obtida por: 
Média do gás queimado e do gás não-queimado
Gás não-queimado
José Eduardo Mautone Barros
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Depuração de medições de pressão no cilindro (ciclo Otto)
Procedimento de depuração
 Não existem dados confiáveis sobre a combustão do etanol e de suas misturas com gasolina
A linha da gasolina C foi calculada por média ponderada de composição etanol / isooctano 
José Eduardo Mautone Barros
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Depuração de medições de pressão no cilindro (ciclo Otto)
Procedimento de depuração
Fazer uma análise FFT (transformada rápida de Fourier) do sinal de pressão versus tempo e do sinal de rotação versus tempo para levantar freqüências importantes no funcionamento do motor 
José Eduardo Mautone Barros
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Bibliografia
Barros, J. E. M. Estudo de motores de combustão interna aplicando análise orientada a objetos. Belo Horizonte: Tese de Doutorado, Engenharia Mecânica, UFMG, 2003.
Ferguson, C. R., Internal combustion engines: applied thermosciences. New York, John Wiley & Sons, 1986. 
Giacosa, D. Motori Endotermici. Milano: Hoepli, 15ª ed., 2000.
Heywood, J. B. Internal combustion engine fundamentals. New York: McGraw-Hill, 1988.
Oates, G. C. Aerothermodynamics of gas turbine and rocket propulsion. AIAA Education Series. Washington, DC: AIAA, 1988. 
Wark, K. Thermodynamics. New York: McGraw-Hill, 1977.
José Eduardo Mautone Barros