Máquinas e Mecanização Agrícola - Introdução

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Máquinas e Mecanização Agrícola
Máquina é um equipamento que possui motor responsável por produzir força. O trator é uma
máquina, mas por si só ele não executa trabalho, é necessário associar-se a um implemento.
O implemento por sua vez, para funcionar precisa estar acoplado ao trator. A união
trator-implemento é chamada de conjunto mecanizado.
Preparo do solo
1ª etapa: Aração
Revolvimento do solo, inversão de camadas.
Implementos: arado de disco; arado de aiveca; grade aradora/ grade pesada
2ª etapa: Gradagem
Destorroamento e nivelamento do solo.
Implementos: grade média; grade destorroadora/ niveladora.
Unidades de energia (si)
★ Potência (medida de quão rápido um trabalho é executado, relaciona-se com
tamanho do trator, tecnologia do motor, manutenção).
★ Força (Esforço em sentido retilíneo necessário para tracionar um peso, ex.
movimento do pistão).
★ Torque (Esforço em sentido giratório necessário para tracionar um peso, ex.
movimento do virabrequim).
★ Trabalho (aplicação de força (esforço) por uma determinada distância, ex.
conjunto mecanizado arando um talhão de 2 ha).
★ Massa (quantidade de matéria de um corpo, ex. tamanho do
trator/implemento).
★ Peso (massa * aceleração da gravidade, maior o implemento mais ele é
pesado).
★ Energia ( tempo que se consegue sustentar a dissipação da potência/quanto
trabalho se pode realizar, depende da qualidade da fonte,ou seja, combustível).
Saber as unidades de energia é essencial para compreender o funcionamento das
máquinas/implementos, além de ser importante para a compatibilidade dos mesmos
Tecnologia
A agricultura pôde evoluir por conta da evolução das máquinas e desenvolvimento dos
defensivos.
Agricultura de precisão: tecnologias digitais,melhoria nas etapas da produção: solo, clima,
insumo.
Agricultura 4.0: melhoria na A.P. tecnologia digital integrada conectada por meio de
so�ware,sistematização dos equipamentos, otimização da produção agrícola em todas as
etapas, sensoriamento remoto.
Agricultura 5.0: máquinas sem operadores, análise remota da qualidade do solo, avaliação de
sementes. Desafia o agricultor a aprender a utilizar, mudanças no hábito de trabalho.
Fábricas de tratores
★ CASE 1842, Racine, Wisconsin, EUA.
★ FORD 1903, Detroit, Michigan, EUA.
★ MASSEY FERGUSON 1847, Dulutum, Geórgia, EUA.
★ VALMET 1750, Finlândia.
★ VALTRA 1832, Suécia - 1951, Finlândia.
★ NEW HOLLAND 1895, Pensilvânia, EUA.
★ JOHN DEERE 1837, Moline, Illinois, EUA.
★ XCMG 1989, Xuzhou, Jiangsu, CHINA.
★ LS TRACTOR 1976, Jeonju-si CORÉIA DO SUL.
★ YANMAR 1912, Osaka, JAPÃO.
Princípios do funcionamento do motor de combustão interna
Princípios de Beau de Rochas para máxima eficiência do ciclo são:
1. Relação superfície-volume do cilindro deve ser a menor possível (objetiva reduzir a perda
de calor através das paredes do cilindro);
2. Processo de expansão deve ser o mais rápido possível (objetiva reduzir a perda de calor
através das paredes do cilindro);
3. Expansão máxima possível (considera que maior expansão produz maior trabalho);
4. Pressão máxima possível no início da expansão (considera que quanto maior a pressão
maior é o trabalho produzido na expansão).
Os motores de combustão interna são classificados em relação ao princípio de
funcionamento em dois tipos: Ciclo OTTO e Ciclo DIESEL. O ciclo de funcionamento é o
conjunto de transformações na massa gasosa no interior da câmara, desde a admissão até o
escape. Ambos os ciclos podem ser completados em dois ou quatro tempos.
Motores ciclo otto
Os motores de ciclo OTTO/ ignição por centelha utilizam a energia da centelha para dar
início a reação de combustão. Os motores de combustão interna são divididos em três
partes principais: cabeçote, bloco e cárter. Cada uma dessas partes possui uma função.
Cabeçote: parte superior do motor. Contém válvulas de escape
(saída de fumaça) e de admissão (entrada de energia química)
para cada cilindro, que controlam entrada e saída de gases no
cilindro. Câmara de combustão, coletor de admissão, coletor
de descarga. Eixo de comando de válvulas regula o movimento
que faz a válvula abrir/fechar (com auxílio de uma peça
chamada ressalto para cada válvula) recebe movimento do
virabrequim, gira com metade da velocidade deste.
Bloco: parte central do motor. Contém cilindro, câmara d’água (condutores circulação de
água de resfriamento dos cilindros), virabrequim, volante do motor (extremidade posterior
do virabrequim), engrenagem, que engrena diretamente/intermédio da correia dentada ao
eixo de comando de válvulas. Pistão apresenta ranhuras na parte superior para fixação dos
anéis de segmento (vedação: impedem passagem dos gases de compressão e os queimados
para o cárter, mantendo pressão constante sobre a c
cabeça do pistão; lubrificação: lubrifica e raspa excesso de óleo na parede do cilindro,
removendo-o para o cárter.), biela ( transmite movimento linear do pistão para o
virabrequim), entre a biela e o virabrequim são colocados os casquilhos para evitar desgaste
do virabrequim.
Cárter: parte inferior do motor. Nos motores 4 tempos é reservatório de óleo lubrificante.
Contém a bomba de óleo lubrificante.
Motor de ciclo otto quatro tempos
Realiza o ciclo em quatro cursos, o que implica duas voltas (720°) no virabrequim.
1º Admissão: pistão PMS→PMI. O²+ Combustível (Gasolina, etanol, gás). O volume admitido
é o volume de cilindrada parcial do motor. Válvula de admissão aberta e válvula de escape
fechada.
2º Compressão: PMS←PMI. Redução do volume de admissão para volume da câmara de
combustão. Válvulas de admissão e escape fechadas.
3º Expansão: PMS→PMI. Ocorre a combustão devido ao contato do ar em alta temperatura
com a centelha, liberada pela vela de ignição.A força produzida desloca o pistão realizando
trabalho.Válvulas de admissão e escape fechadas.
4º Escape: PMS←PMI. Eliminação dos resíduos da combustão.Válvula de admissão fechada e
a válvula de escape aberta
Motor de ciclo otto dois tempos
Realiza o ciclo em dois cursos do pistão, ou seja, uma volta (360°) do virabrequim. A
lubrificação do motor é feita através da mistura de óleo lubrificante no combustível. Não
possuem sistema de válvulas sendo a admissão feita em duas etapas: primeiro no cárter e
depois no cilindro.
1º Compressão e Admissão: PMS←PMI. Ocorre a compressão e admissão no cárter através
da janela de admissão.
2º Expansão, admissão e escape: PMS→PMI. A renovação da mistura é chamada de
lavagem do cilindro, ou seja, a mistura nova que estava no cárter é admitida no cilindro e
expulsa os resíduos da combustão.
Motor de ciclo diesel quatro tempos
Motor de ignição por compressão pois utilizam o aumento da temperatura devido a
compressão de uma massa de ar para dar início a reação de combustão. Realiza o ciclo em
quatro cursos, o que implica em duas voltas (720°) no virabrequim.
1º Admissão: pistão PMS→PMI. Apenas O² é admitido. Válvula de admissão aberta e válvula
de escape fechada.
2º Compressão: PMS←PMI. Compressão do ar na câmara de combustão produz elevação da
temperatura. Válvulas de admissão e escape fechadas.No fim da compressão para a relação
volumétrica de 18:1 e a temperatura é de aproximadamente 800°C. No final da compressão, o
combustível é dosado e injetado na câmara de combustão.A injeção do combustível na
câmara de combustão é feita pelo bico injetor. Imediatamente após a injeção, o combustível
se inflama devido ao contato com o ar aquecido, iniciando-se a combustão.
3º Expansão: PMS→PMI. Expansão do O². Válvulas de admissão e escape fechadas.A medida
que o combustível é injetado, vai se inflamando, aumentando a temperatura dos gases que
tendem a se dilatar cada vez mais. Durante a expansão o pistão é acionado pela força de
expansão dos gases transformando a energia térmica em mecânica.A força vinda da expansão
dos gases é transmitida para o virabrequim através da biela, promovendo assim o movimento
de rotação do motor. A expansão é o único curso que transforma energia. Parte da energia
transformada é armazenada no virabrequime no volante do motor que será consumida
durante os outros três cursos.
4º Escape: PMS←PMI. Eliminação dos resíduos da combustão.Válvula de admissão fechada e
válvula de escape aberta.
Fases e Tempos
Fases são as ações que ocorrem no cilindro necessárias para a produção da força (admissão,
compressão, expansão, escape).
Tempos são os intervalos de movimento (giro) de 180° do virabrequim (0°-180°;180°-360°;
360°-540°; 540°-720°).
Cilindrada
É o volume de deslocamento do pistão do PMS para o PMI multiplicado pelo número de
cilindros.
Equilíbrio térmico e dinâmico
O equilíbrio térmico é o instante da fase de compressão em que o pistão comprime até o
extremo as moléculas de O² e do combustível fazendo com que estas sofram atrito e
produzam calor e pressão.
O equilíbrio dinâmico é o instante da fase de expansão, em que a mistura sofre a combustão,
gerando expansão, que movimentará o pistão produzindo a força que dará movimento ao
virabrequim (que produz o torque proporcionando tração às rodas).