INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SÃO PAULO. CAMPUS SÃO JOSÉ DOS CAMPOS. Motor de Aeromodelismo 2 Tempos de combustão interna

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1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SÃO PAULO. CAMPUS SÃO JOSÉ DOS CAMPOS André Luiz da Silva Ferreira Luís Fernando Ramos de Oliveira Luiz Henrique da Silva Marco Antonio da Silva Motor de Aeromodelismo 2 Tempos de combustão interna Programa Integrador apresentado ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo Campus São José dos Campos, como requisito para obtenção do Título de Técnico em Mecânica sob orientação do Professor Me. Neimar Sousa Silveira São José dos Campos 2016

2 BANCA EXAMINADORA Projeto Integrador (PI) defendido e aprovado em de de 2016, pela banca examinadora constituída pelos professores: Prof. _Me. Neimar Sousa Silveira... Orientador (a) Prof._Eduardo Garcia Muñoz... Banca Prof._Viviane Teleginski... Banca Prof._César Mattana de Oliveira... Banca

3 Aos nossos pais e professores Com carinho Dedicamos este trabalho.

4 Agradecimentos: * Agradecemos a Deus, por tudo que conquistamos e pela força nos momentos de incerteza. * Agradecemos ao orientador Me. Neimar por auxiliar ao nosso projeto; * Agradecemos ao professor Carlos pelo apoio na elaboração de referências; * Agradecemos a loja Pilotmodelismo por nos disponibilizar o motor de aeromodelo. * Agradecemos ao Instituto Federal e seus colaboradores por nos disponibilizar os laboratórios para elaboração do projeto; * Agradecemos ao professor Éver pelo apoio e ideias de melhorias.

5 Não cruze os braços diante de uma dificuldade, pois o maior homem do mundo morreu de braços abertos. Bob Marley

6 SUMÁRIO RESUMO... 8 LISTA DE ILUSTRAÇÕES INTRODUÇÃO OBJETIVO GERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS JUSTIFICATIVA METODOLOGIA MATERIAL EQUIPAMENTOS E PROCESSOS SERRA FRESADORA TORNO MECÂNICO LIMA MORSA DE BANCADA DESANDADOR (VIRA MACHO) E MACHOS PAQUÍMETRO RESULTADOS E CONCLUSÕES REFERÊNCIAS... 21

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8 8 RESUMO Este trabalho tem o intuito de demonstrar a construção e funcionamento de motores de combustão interna com ciclo 2 tempos, que utiliza como fluido para sua combustão álcool e óleo. Dando ênfase na fabricação das peças através de máquinas e ferramentas cuja operação foi através do curso de mecânica. A abordagem desse tema apresenta não só a importância dos processos de usinagem quanto ao estudo dos materiais. Palavras chave: combustão interna, usinagem.

9 9 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1.1- Dugald Clerk criador do motor dois tempos...10 Figura1. 2- Motor ciclo dois tempos...11 Figura2. 1- Motor aeromodelismo...12 Figura 2.2- Aeromodelo...12 Figura 4.1- Bloco e virabrequim...14 Figura 4.2- Serra Fita...15 Figura 4.3- Fresadora...16 Figura 4.4- Torno Mecânico...17 Figura 4.5- Lima murça...18 Figura 4.6- Morsa de bancada...18 Figura 4.7- Desandador...19 Figura 4.8- Jogo de macho M Figura 4.9- Paquímetro quadridimensional cosa...20

10 10 1. INTRODUÇÃO Dugald Clerk ( ) foi um engenheiro britânico que inventou o motor de combustão interna a dois tempos, em Conforme figura (1.1). Figura 1.1- Dugald Clerk (global.britannica) Em 1970, o motor de dois tempos estava na moda. O motivo por serem populares é por terem uma característica incrível, pela alta potência que é capaz de produzir e por serem incrivelmente leves. O Processo de um motor 2 tempos realmente é simples possuindo assim algumas vantagens : Motor mais potente, motor mais leve, menos peças, pode trabalhar em qualquer posição, melhor custo benefício e processo de fabricação mais fácil. Mais apesar de todas as vantagens mostradas, ele também possui suas desvantagens como: consumo de combustível elevado, vida útil menor comparado a um motor 4 tempos e mais poluente. (fmxnaveia.wordpress.com)

11 11 Os motores denominados 2 tempos são encontrados em jet-skis, aeromodelos, motosserra, entre outros equipamentos. Eles não têm válvulas de admissão e escapamento, o que simplifica sua construção e reduz seu peso consideravelmente. Neste trabalho de conclusão de curso será estudado o funcionamento de um motor de ciclo 2 tempos em um motor real. Conforme figura (1.2). Figura Motor ciclo 2 tempos(aeroescolinha.blogspot) Para o funcionamento do motor, fazer girar o virabrequim e os pistões não foi necessário desenvolver um sistema de acionamento, já que, os cortes no bloco e nas camisas não proporcionam uma pressão grande, gerada pela compressão do fluido operante (ar e combustível). Desta maneira o motor pode ser girado de forma simples com baixa rotação. 2. OBJETIVO GERAL O objetivo deste trabalho será em construir um motor de combustão interna com ciclo dois tempos para aplicação em aeromodelismo. Conforme figura (2.1 e 2.2).

12 12 Figura 2.1- Motor de Aeromodelismo (sjc-aeromodelismo.blogspot) Figura Aeromodelo (aeromodelismocalifornia.blogspot) 2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Aplicar o conhecimento adquirido no curso técnico em mecânica. Utilizar vários recursos que o torno e a fresa oferecem. Usar cálculos de trigonometria para confecção das peças. Serão desenvolvidas na Fresa e no Torno operações de mandrilhamento, furações, rebaixos, oblongos, faceamento, desbastes e roscas.

13 13 3. JUSTIFICATIVA Em vista do desafio em se construir um motor de combustão interna, um apelo maior seria a apresentação do projeto em funcionamento e sua proposta de construção, que de forma a demonstrar a real capacidade do profissional, tanto na questão de desenvolvimento, quanto em trabalho em equipe. O fato de esse projeto ser inovador dentro do campus, a universidade de ciências aplicadas nesse projeto, agrega diversos assuntos abordados durante o período do curso, com destaque ao processo de fabricação, que requer não somente o conhecimento nas operações de máquinas, mas também o emprego da importância do uso dos parâmetros de corte. Outro ponto seria também fundamentos aplicados em motores de combustão interna, onde a questão de conceitos e funcionamentos é importante para a realização do projeto. No motor de combustão interna com bloco de alumínio o combustível é queimado no interior do motor. Podendo assim desenvolver elevada potência e ser ao mesmo tempo leve, o que é vantajoso para o uso aeronáutico. 4. METODOLOGIA A fabricação e a montagem serão realizadas no laboratório de mecânica do Instituto Federal São Paulo Campus São José dos Campos (Petrobras),através de máquinas operatrizes (Fresa, Torno, Furadeira e Bancada para atividade de ajustagens), o controle dimensional será realizado através de instrumentos de medição que se encontra no próprio campus e os materiais que serão utilizados para a fabricação das peças do motor são: latão, alumínio, ferro fundido e aço carbono. 4.1 MATERIAL Na fabricação do bloco será empregado o material Alumínio 1100 devido a sua alta resistência à corrosão e seu baixo peso específico.

14 14 Na fabricação do virabrequim será empregado o material Aço-Carbono 8640 que foi selecionado devido a sua fácil usinabilidade e boa temperabilidade. Conforme Figuras (4.1). Figura 4.1- Bloco do motor e virabrequim (xoomclips.com) Segue as especificações dos materiais conforme tabela abaixo: Tabela 1 Classificação das ligas Alumínio e Aço Carbono Outros Outros Liga ABNT \ ASTM Al (%) Si (%) Cu (%) Mn (%) Zn (%) Cada (%) Total (%) 99,00 0,95 0,05 0,05 0,10 0,05 0,15 Alumínio 1100 Min. (Si+Fe) 0,2 P S Liga ABNT \ SAE C (%) Mn Si Ni Cr Máx. Máx. 0,38 0,75 0,03 0,04 0,15-0,40-0,40- Aço-Carbono ,43 1,00 0,35 0,70 0, EQUIPAMENTOS E PROCESSOS SERRA Para o corte do material para fabricação do bloco de alumínio foi retirado as medidas em bruto de 2½ x 63mm e para fabricação do virabrequim foram retirados de uma barra cilíndrica de aço carbono 8640 as medidas em bruto de 1 ¼ x 80mm. Conforme figura (4.2).

15 15 Figura Serra de Fita FRESADORA Iniciando a fabricação do bloco, conferir medidas em bruto e remover rebarbas, realizar operações de fresamento prender a peça na morsa, esquadrejando, furando, alargando, mandrilando, rebaixando, oblongando seguindo coordenadas indicadas. Observar o ângulo de inclinação do cabeçote e da ferramenta ao fazer a furação, para um bom esquadrejamento iniciar roscas na máquina. Conforme figura (4.3).

16 16 Figura Fresa Veker / First, Modelo: SBS TORNO MECÂNICO As operações de torneamento feitas para fabricação do virabrequim exigiu alta técnica e precisão por se tratar de peças com tolerâncias H7. Conforme figura (4.4).

17 17 Figura Torno Veker, Modelo: TVK 1440ECO LIMA figura (4.5). Foi utilizado a lima murça para retirar rebarbas e cantos vivos. Conforme

18 18 Figura Lima murça MORSA DE BANCADA As operações de rebarbar e roscar serão realizadas na morsa de bancada, sendo presas com mordentes de proteção para não danificar o material. Conforme figura (4.6). Figura Morsa de bancada

19 DESANDADOR (VIRA MACHO) E MACHOS Foi utilizado jogo de macho M3 junto com desandador. Conforme figuras (4.7 e 4.8). Figura 4.7- Desandador Figuras Jogo de macho M3

20 PAQUÍMETRO O paquímetro foi utilizado para controle dimensional dos furos, rebaixos e demais operações. Conforme figura (4.9). Figura 4.9 Paquímetro quadridimensional Cosa de 150mm Todas as atividades foram realizadas com uso de EPI S adequados para cada operação. (óculos de proteção, protetor auricular, bota de segurança e jaleco). 5. RESULTADOS E CONCLUSÕES Durante esse período de aproveitamento estudantil, podemos ver na teoria e na prática muitas coisas que havíamos aprendido durante o curso técnico. Como por exemplo, a escolha eficaz do tipo de material utilizado no projeto, cálculos de parâmetros de corte e escolha da ferramenta adequada. Houve também uma maior

21 21 percepção quanto à segurança empregada nas atividades, aonde falhas são inúmeras. Chegamos à conclusão de que o aproveitamento na elaboração do projeto foi de grande importância e veio a somar positivamente, pois através dele podemos observar a influencia da teoria na sua pratica bem como variedades de métodos para solucionar os problemas, também podemos perceber as vantagens do trabalho em grupo e os diferentes métodos de segurança que cada atividade requer. 6. REFERÊNCIAS (acessado 20/03/2016) (acessado 27/04/2016) Demósthenes,2011,Blogg:aeroescolinha.blogspot.com.br/2011/01/regulagens-demotores-instalados-parte.html (acessado 30/04/2016) SILVA.E,2011,Blogg:sjc-aeromodelismo.blogspot.com.br(acessado 30/04/2016). JC, Cleber, Blogg: aeromodelismocalifornia.blogspot.com.br (acessado 30/04/2016) Vidal,V.A, 2014, prezi.com/fvkmh17boxm2/motor-2-tempos (acessado 30/04/2016) 30/04/2016)

22 22 Frico,Racing,2011, mach-iv html Instituto Federal de São Paulo Campus São José dos Campos (acessado de 01/04/2016 até 17/05/2016).