SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL. PROFESSOR Daut Couras CARGA.HORARIA SEMANAL 04 PRE-REQUI5ITO

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1 SERVÇO PÚBLCO FEDERAL AMB0674 Má uinas Térmicas PROFESSOR Daut Couras.i;,.i CARGA.HORARA SEMANAL N"ºDE' i.h TEORCAtJ!i1PQATlCA lit;teq.rlqa-p,tatlcaj;is TQJ'Aa.; ~ CRÉDTOS)~!; M'. ~;;*~~;;~ L". 'r a PRE-REQU5TO Transferência. tnbc CARGA HORARA ".,,~,:r:ól'al*1cji+0;/:",;\.. 60 f de Calor,%0@bi9;b aluno deverá entender os principais conceitos a respeito de motores de combustão interna. Além disso, poderá identificar os principais componentes mecânicos dos motores. Estará apto para realizar os cálculos de eficiências e parâmetros relacionados aos motores de combustão interna. Ciclos de potência dos motores com pistão. Ciclo padrão a ar Otto, Ciclo padrão a ar diesel. Ciclo Stirling. Motor de combustão interna. Tipos principais e suas características. Rendimentos. Potência e pressão média efetiva. Valores práticos de projetos. Variáveis construtivas do motor. Teoria da combustão e da auto inflama ão. 1. Motores - classificação e princípios de funcionamento 1.1. introdução 1.2. Noção de máquina térmica Classificação dos motores 1.3. Princípio de funcionamento de um motor 1.4. Motor de ignição comandada 1.5. Motor de ignição por compressão(diesel) 1.6. Diagrama de distribuição Motor a 2 tempos 1.8. Motor rotativo Wankel 4 2. Análise teórica de ciclos Terminologia dos motores 2.2. Ciclo de Ar-Padrão Otto 2.3. Ciclo de Ar-Padrão Diesel 2.4. Ciclo Ar-Padrão Dual 2.5. Modelando instalações de potência com tu rbi nas a ás / "'L:'--" U.>-L-r<' \ 1\ rv /

2 2.6. Ciclo de Ar-Padrão Brayton 2.7. Turbinas a Gás Regenerativas 2.8. Turbinas a Gás Regenerativas com Reaquecimento e nter-resfriamento 2.9. Turbinas a Gás para Propulsão de Aeronaves Ciclo de Potência Combinado de Turbina a Gás e a Vapor 3. Parâmetros de funcionamento 3.1 Parâmetros básicos de motores Binário, Potência, Rendimento e Consumo específico Parâmetros Geométricos 3.2. Outros parâmetros Relação Ar-combustível, Excesso de ar e Riqueza da mistura Grandezas importantes Pressão média efetiva Velocidade média do pistão Potência específica Comparação entre motores Teoria da semelhança Rendimentos e Eficiências Rendimento de combustão Rendimento adiabático Rendimento teórico Rendimento relativo às propriedades dos fluidos Rendimento inerente Eficiência de bombeamento Rendimento mecânico Rendimento total Eficiência volumétrica Fórmula da Potência Efetiva 3.3. Ciclo indicado Pressão média indicada e de atrito 3.4. Curvas características do motor Curva do torque Curva da potência Curva do consumo específico Diagrama do desempenho Fatores de correção para potência e eficiência volumétrica Carga parcial Estabilidade do motor Desempenho dos veículos em função do torque e potência dos motores 3.5. Motor a 2 tempos Taxa de compressão Eficiências de enchimento 3.6. Motores de competição Motores de Fórmula Corridas de arranque 4. Descrição dos motores 4.1. Motores de Combustão interna Alternativos Estrutura do motor Bloco de cilindros, cabeçote do cilindro e cárter Bloco de cilindros V Cabeçote do motor Cárter do óleo Sistema biela-manivela Pistão Segmentos / " Biela Árvore de manivelas í ( i), c,<,,,,~ t:"i"\w \..eu..

3 Motores multicilíndricos Variação da taxa de compressão Sistema de distribuição Árvore de cames Válvulas Variação da abertura das válvulas e da geometria da admissão Sistemas não-convencionais de controle da distribuição Sistema de arrefecimento Arrefecimento a ar Circulação líquida forçada Lubrificação Sistema de aspersão Sistema por pressão e aspersão Sistema por pressão de óleo Sistema sob pressão a cárter seco Bombas de óleo Filtros de óleo Tipos de óleo 4.2. Motores de ignição comandada Carburadores Combustíveis Princípio de funcionamento do carburador Correção da mistura Sistema de injeção Princípio de funcionamento njeção mecânica njeção Eletrônica Analógica njeção Eletrônica Digital njeção Monoponto Carburadores Eletrônicos njeção Direta Sistema de gnição Sistema de Bateria Convencional gnição Eletrônica Analógica gnição Eletrônica Digital Vela 4.3. Motores de gnição por Compressão Sistemas de njeção Componentes dos Sistemas Tradicionais Bomba de njeção njetores Outros Componentes 4.4. Motores a 2 Tempos Tipos de Lavagem Lavagem transversal Lavagem em laço Lavagem unidirecional Compressão de Cárter Válvula rotativa Lamelas Outras Geometrias e Componentes Alteração do eixo do cilindro Motores com válvulas de tulipa Válvula de escape Escape Carburadores e : "[1;SJ,

4 njeção de combustível Catalisador 4.5. Sobrealimentação Tipos de compressores Compressores Comprex Compressão do Ar Turbo-Compressor Motores de gnição Controlada (4 tempos) Motores gnição por Compressão (4 tempos) 4.6. Sensores Usados nos Motores Velocidade do Motor e Posição do Volante v Pressão do Coletor de Admissão Posição da Borboleta do Acelerador Vazão de Ar Concentração de Oxigênio (sonda A) Temperatura "Knock" (sensor de detonação) Outros 5. Termodinâmica da Combustão 5.1. Ar e Combustíveis 5.2. Reação entre o Combustível e o Ar Coeficiente de Excesso de Ar Poder Calorífico do Combustível Poder Calorífico da Mistura 5.3. Cálculos em Combustão Cálculo da Quantidade de Ar Cálculo dos Produtos de Combustão Combustão ncompleta Dissociacão 4 V 6. Combustão nos Motores 6.1. Combustão nos Motores de gnição Comandada Caracterização da Combustão Normal 6.2. Parâmetros da Combustão nos Motores C Turbulência Taxa de Compressão Avanço da gnição Qualidade da Faísca Riqueza da Mistura Nível de Preparação da Mistura Carga e Velocidade do Motor Temperatura, Pressão e Umidade do Ar Características do Combustível 6.3. Câmaras de Combustão nos Motores de C Câmaras em "L" e em "T" (válvulas 10 laterais) Câmara de Turbulência Câmara em Banheira Câmara em Cunha ou Triangular Câmara Hemisférica Câmara Trapezoidal ou "Sem Câmara" Câmara ou Pistão Câmara de 4 válvulas (pent-roof) Câmara de 4 válvulas radiais Câmara com mais de 4 válvulas 6.4. Combustão Anormal Pré-gnição Auto-ignição "Knock" (grilar) Detonação Parâmetros Relativos ao "Knock"

5 Avanço da gnição Combustível Taxa de Compressão Turbulência Carga mposta Riqueza da Mistura Velocidade do Motor Temperatura e pressão de admissão Temperatura do Motor Câmara de combustão Preparação da mistura Recirculação de gases de escape ( EGR) Índice de Octano Outras condições que originam alterações de 10 requerido por um motor Combustíveis "Backfire" 6.5. Combustão nos Motores de gnição por Compressão (PC) Características da Combustão Preparação da Mistura Tipo de combustão Combustíveis As fases da Combustão nos Motores de PC Atraso da inflamação Combustão explosiva (cinética) Combustão progressiva (difusiva) Combustão por difusão 6.6. Parâmetros da Combustão no Motores de PC Sistema de njeção Atomização Penetração do "spray" Distribuição dos tamanhos das gotas Avanço da injeção Carga ou quantidade de massa injetada Turbulência Taxa de Compressão combustíveis Outros Parâmetros Pressão e temperaturas de admissão Sobrealimentação Velocidade do motor Câmaras de Combustão dos Motores PC Câmaras de njeção Direta Câmaras de njeção ndireta 6.7. Variabilidade da Combustão Valores Experimentais de VAR pmi 6.8. Motores com diferentes Processos de Combustão Motores de Carga Eestratificada CA("Controlled Auto gnition") Motores HCC (Homogeneus Charge Cornoression cnltion) V 7. Características de Funcionamento e Cálculo 7.1. Rendimentos 6

6 TOTAL Rendimento de Combustão Dissociação Preparação da Mistura Turbulência Modelo de Liberação de Calor Cálculo da taxa de liberação de calor Rendimento Adiabático Transferência de calor para as paredes da câmara de combustão Motores adiabáticos nfluência das condições de funcionamento Rendimento Teórico Rendimento relativo às propriedades dos fluidos Riqueza da mistura Calor específico do ar Propriedade dos gases intervientes Rendimento nerente Cálculo da transferência de calor num motor Calor (latente) da vaporização do combustível Eficiência de bombeamento Passagem nas válvulas Número de Mach e Índice de Mach Pressão média de bombeamento Gases residuais Passagem na válvula limitadora de ar (acelerador) Rendimento Mecânico Pistão, segmentos e cilindro Chumaceiras Sistema de distribuição A. Acessórios Atrito total Medição da perdas de atrito Eficiência volumétrica Modelos de Cálculo dos fluxos de gás no motor Efeito de sintonia e inercial dos gases de admissão e escape Cálculo de escape do motor a 2 tempos Calor latente de vaporização do combustível Temperatura do motor 7.2. Balanço de Energia do Motor 7.3. Cálculo da energia descarregada nos gases do escape 704. Cálculo da riqueza da mistura Métodos de Cálculo Riqueza da Mistura e Coeficiente de Excesso de Ar 7.5. Controle do Motor Sistema de njeção gnição "Ralenti" Tempo de Resposta 60

7 METODOSt ~,~ClJRSOS QJ QA;nc.QS Exposições dialogadas Quadro branco Aulas mediadas por construções grupais Visita Entrevistas Palestras a empresas Retroprojetor Produção textual Datashow TV e Vídeo Textos Apresentação oral e/ou escrita de trabalho " M i"" REFERENCAS BBUOGRAFCASi, BBLOGRAFA BÁSCA:,.. MARTNS, J. Motores de Combustão nterna. 2a edição. Porto: Publindústria, BOSCH, R. Manual de tecnologia automotiva. 25a edição. São Paulo: Edgard Blücher, MORAN, Michael J...[et a.]. Princípios de Termodinâmica para Engenharia. Rio de Janeiro: LTC, BBLOGRAFA COMPLEMENTAR: WYLEN, Gordon J. Van; SONNTAG, Richard E.; BORGNAKKE, Claus. Fundamentos da termodinâmica. 6a edição. São Paulo: Edgar Blücher, KUO, Kenneth K. Principies of combustion. 2nd ed. Hoboken, N.J.: John Wiley & Sons, p. SBN (enc.). TAYLOR, Charles F; AMORELL, Mauro Ormeu Cardoso. Analise dos motores de combustão interna. Sao Paulo: Edgard Blücher, /04/2012 Data ~R.O" Nº da Reunião (1;5 / ali /2012 CONSEPE Ass. do Chefe do De artamento U~SA \ A ~~~:~ Lüã;;a f.l fiêsgo mes 'nr( u(~~g~/sgóarbg~os Coleglados NO 0432/2008 Data ASS. DA SECRETÁRA DO CONSEPE