MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA

Transcrição

1 MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA Motogeradores e sistemas complementares JONEY CAPELASSO-TLJH GE-OPE/OAE-UTE-LCP/O&M

2 MOTOGERADORES Denominamos Motogeradores ao conjunto de MCI e gerador de corrente alternada, convenientemente montados, dotado dos componentes de supervisão e controle necessários ao seu funcionamento autônomo e destinado ao suprimento de energia elétrica. Em função dos consumidores de energia elétrica a que se destinam, os grupos geradores são construídos com características especiais que os tornam apropriados para diversas aplicações. JONEY CAPELASSO-TLJH UTE-LCP

3 MOTOGERADORES Existe uma variedade muito grande de motogeradores. Eles podem atender desde pequenas propriedades, hospitais, fábricas até seu uso direto no sistema energético (produção em termoelétricas). Podem utilizar como combustível: gasolina, gás natural, biocombustíveis, diesel, OC entre outros.

4 Tipos e aplicações de alternadores de motogeradores

5 Limitações

6 Influência exercida pela ligação de motores elétricos sobre os grupos geradores.

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11 TERMELÉTRICAS - MOTOGERADOR TEVISA Espírito Santo 20 maquinas 174MW.

12 TERMELÉTRICAS - MOTOGERADOR TERMOCABO 3 MÁQUINAS 50MW

13 TERMELÉTRICAS - MOTOGERADOR ENORTE2 36 MÁQUINAS 55MW

14 40 Máquinas 171MW

15 TERMELÉTRICAS - MOTOGERADOR Termoelétrica Arembepe-BA 60 máquinas 150MW

16 Principais cuidados de operação

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18 End

19 SISTEMAS COMPLEMENTARES São sistemas periféricos e/ou auxiliares do MCI que por sua vez são essenciais para bom funcionamento do conjunto contribuindo para a extração máxima de potência do moto ou turbogerador.

20 SISTEMAS COMPLEMENTARES: Sistema de lubrificação Sistema de refrigeração Sistema de aquecimento Sistema de combustível Sistema de partida

21 Sistema de lubrificação O sistema de lubrificação é parte integrante do motor e de vital importância para o funcionamento e vida útil dos componentes mecânicos móveis. Com a colaboração do sistema de lubrificação o motor pode atingir os graus de desempenho desejado. Seus principais componentes: Bomba de óleo Carter ou reservatório de lubrificante Filtro Interruptor/sensor de pressão de óleo Lubrificante

22 Bomba de óleo Um dos principais componentes é a bomba de óleo que tem papel importantíssimo no sistema, pois ela gera vazão para o óleo lubrificante percorrer o sistema pressurizado e lubrificar todos os componentes móveis do motor. A bomba de óleo pode estar ligada ao motor, pode estar num sistema independente da estrutura principal, ou estar presa diretamente no bloco do motor aproveitando-se do virabrequim e rotação do motor.

23 Carter ou reservatório de lubrificante O cárter serve de reservatório para o sistema de lubrificação, quando este não é em estrutura separada. Todo o sistema depende de uma quantidade de óleo mínima para manter a eficiência de lubrificação. Os navios de grande porte chegam a ter um sistema com 500 litros de óleo lubrificante. O cárter ainda contribui com o resfriamento do óleo. O sistema de lubrificação de uma TG GE6FA conta com um reservatório de aprox litros.

24 Filtro Tem como sua principal função eliminar resíduos é depósitos de atrito entre componentes do sistema ajudando a conservar as características originais do lubrificante. Interruptor/sensor de pressão de óleo São dispositivos mecânicos e/ou eletrônicos que monitoram, indicam e controlam as pressões e vazões do sist. de lubrificação atuando na proteção do MCI em caso de falha do sistema.

25 Lubrificantes para MCI e suas Características Físicas. Ao se especificar as características de um Lubrificante, as expectativas são via de regra substituir o atrito seco pelo viscoso, entre as superfícies com movimento relativo para diminuir o desgaste, retirar calor destas superfícies, retirar as partículas metálicas geradas pelo desgaste destas superfícies protegê-las de corrosão, além de auxiliar na vedação. No estudo da Mecânica dos Fluidos, são definidas várias destas características, que se aplicam genericamente. Todas são aplicáveis aos Lubrificantes, sendo uma forte tendência a concentração das atenções para a viscosidade. Entretanto é um conjunto de características que estabelece a aplicação de um lubrificante num dado caso.

26 LUBRIFICANTE Graças ao desenvolvimento da tecnologia de produção de lubrificantes, é possível, atualmente, triplicar a vida útil dos motores pela simples utilização do lubrificante adequado para o tipo de serviço. Os óleos lubrificantes disponíveis no mercado são classificados primeiro, pela classe de viscosidade SAE (Society Of Automotive Engineers) e a seguir, pela classe de potência API (American Petroleum Institute). A característica mais importante do óleo lubrificante é a sua viscosidade, que é a resistência interna oferecida pelas moléculas de uma camada, quando esta é deslocada em relação a outra. O API classificou os óleos lubrificantes, designando-os segundo o tipo de serviço.quanto maior a densidade menor é o Grau API.

27 ADITIVOS DE LUBRIFICANTES

28 Sistema de refrigeração A presença de um sistema de refrigeração é fundamental nos motores de combustão interna pois a queima do combustível nos cilindros liberta grande quantidade de calor o que conduziria à deformação e "gripagem" dos órgãos do motor; o rendimento máximo dos motores de ciclo Diesel é de ± 35% o que significa que ± 65% da energia é dissipada nos gases de escape e pelo sistema de refrigeração.

29 Sistemas de refrigeração: Tipos de sistemas de refrigeração são divididos conforme o fluído transportador de calor em: - por água; - por ar; - por óleo.

30 Refrigeração a água Nos motores refrigerados por água o bloco motor e a cabeça do motor apresentam cavidades, por onde circula a água, que estão ligadas a um radiador, por onde se perde a maior parte do calor; esta perda é acelerada pela corrente de ar promovida pelo ventilador e pela bomba de água que aumenta a velocidade de deslocamento desta (refrigeração por circulação forçada); o deslocamento da água provocado apenas pela diferença de temperatura não é suficiente.

31 Refrigeração a água

32 Sistema de refrigeração por ar Os sistemas de refrigeração por ar, em virtude da sua simplicidade, são utilizados geralmente em motores monocilíndricos, embora alguns construtores os utilizem em tratores de potências mais elevadas. Sua simplicidade resulta na maior segurança no funcionamento dos motores e na diminuição dos cuidados de manutenção. Nestes sistemas a necessidade de ar é cerca de 30 % inferior à dos sistema a água pois a transmissão do calor para o ambiente é mais direta.

33 Refrigeração por óleo A refrigeração por óleo utiliza-se geralmente para complementar a refrigeração por ar pois esta, especialmente para os motores mais potentes, não é suficiente para arrefecer o topo dos cilindros. Assim, embora o circuito de lubrificação já contribua significativamente para o arrefecimento do motor, este pode ser melhorado caso se faça circular o óleo em torno dos cilindros.

34 Sistema de refrigeração: No caso de Turbinas a gás a refrigeração se dá parte pelo ar captado pelo compressor e parte pelo óleo lubrificante como os mancais. Devido o grande volume de óleo hidráulico usado para o sistema de lubrificação e refrigeração, este é resfriado por um sistema de trocadores com água.

35 Sistema de aquecimento Os motores diesel comprimem o ar, atingindo valores de temperatura muito elevados. Quando submetido a temperaturas baixas, este tipo de motor tem durante a partida e após, um processo de trabalho menos favorável, visto que nestas condições há um aumento das forças de atrito mecânico, uma dissipação maior de temperatura da câmara e alem disto o ar aspirado está com uma baixa temperatura. Desta forma a auto ignição não tem as condições mais apropriadas para ocorrer. Portanto, se não houver um sistema de auxilio para o aquecimento do ar na admissão ou na própria câmara do motor, uma maior dificuldade de partida e pós partida seria constatado, principalmente durante a fase inicial de aquecimento, gerando fumaça azul.

36 Sistema de aquecimento Usualmente também se mantém aquecido o óleo lubrificante no reservatório através de resistência elétrica, assim garantindo viscosidade adequada.

37 SISTEMA DE COMBUSTÍVEL É o mecanismo responsável pelo fornecimento da mistura combustível para o MCI dentro dos parâmetros pré estabelecidos para a melhor eficiência do conjunto. Esta pode ser de 2 formas: Injeção indireta. Injeção direta.

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39 Injeção indireta

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42 SISTEMA DE COMBUSTÍVEL O sistema de injeção é basicamente formado pela bomba injetora, bicos injetores e seus controladores (governadores mecânico e ou eletrônicos).

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45 Bomba e bico injetor.

46 Governadores

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50 Sistemas de Partida Os dispositivos de partida do motor Diesel podem ser elétricos, pneumáticos ou a mola. A partida elétrica é empregada na maioria dos casos. Utiliza-se se a partida pneumática ou a mola, onde, por qualquer motivo, não seja viável a utilização de partida elétrica, que é o meio de menor custo.

51 Partida a Ar Comprimido. A partida a ar comprimido é feita por meio da descarga de certa quantidade de ar sob alta pressão em um cilindro predefinido, cujo êmbolo é posicionado próximo ao PMS para receber o primeiro impulso. Ao deslocar-se rapidamente em sentido descendente, faz com que em outros cilindros os êmbolos atinjam o PMS do tempo de compressão e recebam injeção de combustível, iniciando o funcionamento. Nos motores de menor porte, podese instalar um motor de partida a ar comprimido, que funciona de modo similar ao motor elétrico.

52 Sistema de Partida A potência do motor de partida para os motores Diesel varia de 0,6 a 1,2 CV por litro de cilindrada do motor Diesel. motores Diesel em boas condições, entre 80 e 120 rpm já há pressão de compressão suficiente para a auto-ignição e o início de funcionamento, embora existam motores que necessitam de até 350 rpm para partir. Ao iniciar o funcionamento, o motor aumenta a rotação por seus próprios meios.

53 MOTORES SOBREALIMENTADOS São motores cujo a eficiência é melhorada por uso de turbo compressor ou ainda supercharger, também sistemas de resfriamento de fluídos como intercoolers.

54 TURBO COMPRESSOR É um equipamento destinado a aumentar a potência de um motor de combustão interna. O ganho de potência se deve ao aumento de densidade do ar admitido devido a um aumento na pressão de admissão, causado por um compressor que é acionado por uma turbina, movida pelos gases de escapamento.

55 SUPERCHARGER Trata-se de um equipamento destinado a aumentar a potência de um motor de combustão interna. O ganho de potência se deve ao aumento de densidade do ar admitido devido a um aumento na pressão de admissão, causado por um compressor volumétrico,tipo parafuso, que é acionado pelo próprio motor de combustão interna.

56 INTERCOOLER Trata-se de um sistema de resfriamento de fluído (ar de admissão) que tem por função diminuir o volume deste fluído aumentando a massa admitida no MCI.

57 Efeito do Turbo compressor

58 Funcionamento do turbo compressor

59 Cuidados com a turbina End