ZÍZIMO MOREIRA FILHO VINÍCIUS RODRIGUES BORBA

Transcrição

1 ZÍZIMO MOREIRA FILHO VINÍCIUS RODRIGUES BORBA

2 1680 Holandês Huygens propôs o motor movido à pólvora; 1688 Papin, físico e inventor francês, desenvolve motor à pólvora na Royal Society de Londres. O motor utilizava o efeito da expansão do ar e o vácuo no resfriamento, conhecido como princípio atmosférico, para movimentar um pistão; 1712 O ferreiro e mecânico inglês Newcomen desenvolve o primeiro motor atmosférico a vapor, 1860 O engenheiro Belga Lenoir desenvolve um motor que, utilizando gás, realiza duas explosões por rotação, sendo uma em cada lado do pistão; 1866 Os alemães Otto e Langen desenvolvem o motor de pistão livre com consumo 50% menor que o desenvolvido por Lenoir; 1859 O coronel Drake no dia 25 de agosto perfura nos Estados Unidos o primeiro poço de petróleo para produção em larga escala; 1861 O francês Beau de Rochas desenvolve o princípio dos 4 tempos de funcionamento de um motor (admissão, compressão, expansão e escapamento), e conclui em estudos que a compressão antes da ignição é necessária para máxima expansão; 1876 Otto desenvolve um novo motor, dessa vez bastante silencioso, três vezes mais eficiente funcionando em 4 tempos;

3 1877 é patenteado o motor 2 tempos; 1879 é desenvolvido o primeiro protótipo de um motor 2 tempos; 1884 o alemão Daimler patenteia um motor de alta rotação para a época (500 a rpm); 1889 Daimler desenvolve um motor de elevado rendimento e rotação com 2 cilindros dispostos em V; 1890 O inglês Akroyd Stuart patenteia o motor de ignição por compressão; 1890 O alemão Rudolf Diesel idealizou que a mistura queimaria espontaneamente na Câmara de combustão ocupada pelo ar após a fase de compressão; 1892 é produzido o primeiro motor por ignição a compressão. Possuía uma taxa de compressão de 3:1 o que era insuficiente para inflamar a mistura. A eficiência desse motor era semelhante ao de Otto cerca de 15%; 1892 Diesel patenteia a sua idéia; 1893 o primeiro motor Diesel é fabricado com uma eficiência de 26%.

4 Conceito: É uma máquina capaz de transformar energia calorífica em energia mecânica. O calor é gerado após a queima de uma mistura de ar e combustível comprimida na câmara de combustão. Com a queima, a pressão aumenta substancialmente, empurrando o pistão para o ponto morto inferior.

5 Motor a vapor

6 ½ volta Admissão: O pistão desce para o PMI provocando queda de pressão dentro do cilindro. Com a válvula de admissão aberta, a mistura é aspirada para dentro do cilindro. ½ volta Compressão: O pistão sobre para o PMS. A válvula de admissão fecha e a mistura é comprimida. ½ volta Explosão: Ao final da compressão, a pressão está alta em função a diminuição do volume e então a vela de ignição solta uma centelha iniciando a combustão. Com a combustão da mistura, a pressão aumenta consideravelmente empurrando o pistão para o PMI. ½ volta Descarga: Após a combustão, o pistão sobre para o PMS, a válvula de descarga abre e os gases queimados são empurrados para fora do motor através do escapamento.

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8 ½ volta Admissão e compressão: O pistão sobre para o PMS comprimindo um volume de mistura que já havia sido admitida e em função da subida do pistão, a pressão no carter diminui, aspirando a mistura por ele. Nessa condição, a mistura é composta por uma porção de óleo lubrificante para lubrificar as partes girantes da árvore de manivelas. ½ volta Explosão e descarga: após a combustão da mistura, a pressão resultante da expansão dos gases, empurra o pistão para baixo. Na descida, a meia altura, é aberta a janela de descarga e os gases queimados são liberados pelo escapamento.

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15 Também conhecido como bloco de cilindros. É assim chamado por que os cilindros são fundidos em um único bloco. É fabricado normalmente em ferro fundido devido ao baixo custo e a facilidade de produção, porém é comum encontrar blocos fabricados em alumínio, principalmente nos motores atuais e de pequeno porte mas na linha comercial, o cilindro é fabricado em ferro fundido. Esses bloco de motores são conhecidos por bloco com camisa molhada.

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18 As dimensões do cilindro fornece o volume interno também conhecido como cilindrada e é calculado pela fórmula: C ou VC = Π. D². S. I 4 D = Diâmetro do cilindro S = Curso do pistão I= Nº de cilindros

19 É um valor de referência para comparação entre a eficiência de motores. É encontrado dividindo-se a potência máxima do motor (em CV) pela cilindrada em litros.

20 É uma espécie de tampa do motor contra a qual o pistão comprime a mistura, no caso do ciclo Otto, ou o ar, no caso do Diesel. Geralmente possui furos com roscas onde são instaladas as velas de ignição ou os bicos injetores e onde estão instaladas as válvulas de admissão e escape com os respectivos dutos

21 No cabeçote dos motores de quatro tempos existe para cada cilindro, uma válvula de descarga, uma válvula de admissão, uma câmara de combustão, um coletor de admissão, um coletor de descarga. Em alguns casos o eixo de comando de válvulas pode ser encontrado no cabeçote.

22 Os cabeçotes nos motores modernos são fabricados em alumínio fundido e em uma grande parcela de motores de alto rendimento possuem mais de duas válvulas por cilindro

23 Nos motores atuais de alto rendimento, o eixo de comando de válvulas é instalado no cabeçote acionando a válvula diretamente ou através de um sistema da balanceiros. Podemos encontrar também mais de um eixo de comando, sendo um para cada conjunto de válvulas. Um para as de admissão e outro para as de descarga

24 A parte inferior do cabeçote mais a parte superior do pistão constituem a câmara de combustão. A relação entre o volume do cilindro e o volume da câmara de combustão é chamada de taxa de compressão e á demonstrada pela fórmula: Especifica quantas vezes a mistura é comprimida durante a fase de compressão. TC = vol. Cilindro + vol. Câmara de combustão Vol. Câmara de combustão

25 O rendimento de um motor é proporcional à sua taxa de compressão, porém esta é limitada à capacidade do combustível resistir à compressão, medida pela octanagem. Motores à gasolina - entre 9:1 e 11:1; Motores à álcool e gás natural veicular (GNV) - cerca de 12:1; Motores a Diesel em torno de 20:1.

26 Quanto maior a quantidade de mistura admitida, maior é a potência que pode ser fornecida por um mesmo motor na mesma rotação; A relação entre a mistura admitida e o volume deslocado pelos pistões é indicado como a eficiência volumétrica de um motor (ην %).

27 O cárter é a parte inferior do motor. Nos motores de quatro tempos é basicamente o reservatório de óleo lubrificante. A bomba de óleo lubrificante está localizada na parte superior do cárter, no bloco.

28 O pistão do motor é uma peça que fica localizada no interior dos cilindros, na verdade cada cilindro possui um pistão. Este componente que na maioria das vezes é fundido em ligas leves movimenta-se retilineamente em dois sentidos, para cima e para baixo, e tem por principal função receber, em toda sua área superior, a explosão da mistura de ar e combustível. A explosão da mistura de combustíveis gera um deslocamento de massa de gases dentro da câmara de combustão e o pistão recebe esta força e passa a diante. De diferentes tamanhos, geometrias e formas os pistões têm diversas aplicações dependendo do tipo de motor onde é instalado.

29 O pistão de um motor de combustão interna funciona em condições particularmente desfavoráveis: Para um regime de 3600 rpm, ele pára 120 vezes por segundo; Entre cada curso ele varia de velocidades que podem atingir 70 km por hora até 0 km por hora; No momento da explosão, ele recebe um impulso de mais ou menos N (2000 kg),e isto, 30 vezes por segundo; A sua temperatura sobe a 620 K (350 C), no centro da cabeça, e cerca de 420 a 450 K ( C) na extremidade final da saia.

30 O pistão é fechado na parte superior e aberto na inferior. Apresenta ranhuras na parte superior para fixação dos anéis de segmento.