CARATERÍSTICAS E PRESTAÇÕES DOS MOTORES ALTERNATIVOS UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "CARATERÍSTICAS E PRESTAÇÕES DOS MOTORES ALTERNATIVOS UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO"

Mateus César
4 Há anos
Visualizações:

1 CARATERÍSTICAS E PRESTAÇÕES DOS MOTORES ALTERNATIVOS

2 Potência motor O conceito de potência está associado ao de força e trabalho; o primeiro destes termos refere-se a tudo aquilo que é capaz de produzir movimento e/ou modificar a velocidade ou a direção do movimento. O trabalho resulta do produto de uma força pelo espaço percorrido na direção em que é aplicada. Potência = Trabalho Tempo Força * Espaço = = Força * Velocidade Tempo Fatores que influenciam a potência: - cilindrada, - a velocidade de rotação da cambota (regime), - a taxa de compressão; - tipo de motor (atmosférico ou sobrealimentado). A montagem de um turbocompressor, geralmente acompanhada de um sistema de arrefecimento do ar de admissão, permite aumentar a potência e o binário máximo de um motor, sem modificar a cilindrada ou o regime, e, ao mesmo tempo, melhorar o seu rendimento e consumo específico, sem diminuir a vida útil, e sem significativo aumento de peso.

3 Binário motor É o produto da pressão média exercida no topo dos êmbolos, designada por pressão média efetiva (p.m.e.) pelo braço da manivela da cambota. P = M * = M * 2 * * n 60 = * M * n - P é a potência motor, em W; - M é o binário, em Nm; - é a velocidade angular, em radianos por segundo; - n é a rotação do motor, em rpm. O valor do binário motor aumenta quando o regime, a partir do regime nominal (binário nominal) diminui, até ao regime a que se obtém o binário máximo, desde que não se diminua a alimentação do motor, ou quando, mantendo o regime constante, se aumenta a quantidade de combustível injetado, carregando no pedal do acelerador ou, automaticamente, por ação do regulador da bomba injetora. A força das "explosões" dentro de cada cilindro aumenta, aumentando também o binário. Reserva de binário: R (%) = binário máximo (N.m) - binário à potência máxima (N.m) binário à potência máxima (N.m) * 100

4 Pressão exercida no topo do êmbolo e transmissão da força à cambota 1- Pressão dos gases de combustão 2- Êmbolo 3- Biela 4- Cambota 4- Braço da cambota 6- Força

5 Representação da variação da pressão, em kg/cm 2, no interior do cilindro num motor a funcionar a 1/4 e plena carga

6 Consumo específico e consumo horário O consumo específico (g/kw.h) dos motores indica o consumo de combustível, em gramas por hora, para produzir 1 kw. O seu valor é dado por: Cs = * L/h * Mv P - L/h é o consumo horário, em L/H; - Mv é a massa volúmica, em kg/l; - P é a potência, em kw. Entre os vários fatores que influenciam a variação do consumo específico, destacam-se: - nos baixos regimes, a maior perda de calor através das paredes dos cilindros, a condensação do fluído, devido à sua maior riqueza em combustível e a oscilação da pressão nas condutas de admissão; - nos regimes elevados o aumento do consumo deve-se, principalmente, à diminuição do rendimento mecânico da transmissão do movimento. A taxa de compressão dos motores tem igualmente uma importância decisiva no consumo específico, pois quanto maior for o seu valor, maior é o rendimento térmico e, portanto, menor o consumo.

7 Consumo específico e consumo horário (cont) Num motor de aspiração atmosférica, é na zona de regime correspondente ao binário máximo que o rendimento energético é mais elevado. Num motor sobrealimentado, o aumento da taxa de enchimento dos cilindros, para uma mesma cilindrada, permite aumentar em cerca de 15 % a potência e o binário, bem como aumentar o rendimento energético em todos os regimes (sobretudo em carga elevada), o que se traduz numa diminuição do consumo específico em 15 a 25%. A introdução do "intercooler" (sistema de arrefecimento dos gases de admissão até à temperatura de ± 70 o C) permite aumentar até cerca de ± 40 % a potência máxima, e melhorar ainda mais o rendimento energético e o consumo específico do motor sobrealimentado. Os motores Diesel, comparados com os de ciclo Otto, em condições de carga máxima, apresentam consumos específicos mais baixos pois no sistema de injeção as perdas de calor são menores, o doseamento de combustível é mais rigoroso e as taxas de compressão são bastante superiores.

8 Variação do consumo específico segundo a carga e o regime

9 Curvas de consumo específico obtidas em banco de ensaios em função da pressão média efetiva, em motores de ciclo Diesel

10 Volume de combustível injetado O volume de combustível injetado, em mm 3 por ciclo operativo, apresenta, geralmente, uma ligeira diminuição à medida que o regime aumenta. Variações importantes verificam-se normalmente quando o regulador da bomba de injeção não se encontra nas melhores condições de funcionamento. Relativamente à determinação deste volume ele é efetuado a partir do consumo horário e da velocidade de rotação do motor e define a regulação da bomba de injeção.

11 Representação das curvas de potência e binário de um motor, medidas à tomada de força (TDF); relação TDF / motor = 13 / 50

12 Curva de binário de um motor A- Regime máximo B- Zona de ação do regulador C- Binário resultante da ação do regulador D- Binário nominal E- Binário resultante da carga do motor F- Binário máximo G- Reserva de binário

13 Representação das curvas caraterísticas num regime motor correspondente ao regime normalizado da TDF (carga parcial) e no regime máximo (plena carga).

14 Fatores que influenciam as prestações do motor: - rendimento volumétrico. É a quantidade de fluído admitido nos cilindros, ou seja, a relação entre a massa efetiva de fluído introduzida num cilindro, por unidade de tempo, e a massa que teoricamente deveria ser introduzida, durante o mesmo tempo, calculada com base na cilindrada e nas condições de temperatura e pressão. Esta relação designa-se por taxa de enchimento; - número de cilindros. Quanto maior for o número de cilindros, maior é o número de tempos motor por cada volta da cambota, ou seja, maior é a potência desenvolvida e mais regular é o funcionamento do motor; - regime motor. Quanto maior for o seu valor, maior será a quantidade de trabalho que se desenvolve por unidade de tempo; - atrito. As perdas de potência resultantes do atrito dependem da velocidade relativa dos elementos, que traduz o rendimento mecânico da transmissão, da dimensão da secção e forma das condutas, e da velocidade dos fluidos.

15 Representação da perda de potência resultante do atrito A- Potência nominal B- Potência efetiva C- Perda de potência por atrito

16 Links: Links: Sumários- MTA; TPA; MIF; APE; VitiViniAgron; Viti2-Enologia; Bibliografia Listagem dos CDs - CD_Aulas HomePage - Sites importantes:

Documentos relacionados

CARACTERÍSTICAS E PRESTAÇÕES DOS MOTORES ALTERNATIVOS 1996

CARACTERÍSTICAS E PRESTAÇÕES DOS MOTORES ALTERNATIVOS 1996 ÍNDICE 1- Introdução...1 2- Considerações gerais sobre as características e prestações dos motores agrícolas...1 2.1- Potência motor...1 2.2-