Mci 2014 tlr-antonio inacio ferraz

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  1. 1. Prof.Thiago Romanelli romanelli@usp.br 24 e 25/03/2014 Motores de Combusto Interna Parte I ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE BIOSSISTEMAS LEB332 Mecnica e Mquinas Motoras
  2. 2. O que um motor? Um motor um dispositivo que converte outras formas de energia em energia mecnica, de forma a impelir movimento a uma mquina ou veculo. O termo motor, no contexto da fisiologia, pode se referir aos msculos e a habilidade de movimento muscular, como em Coordenao Motora.
  3. 3. Motores de Combusto Interna Parte I Introduo Parte II rgos fundamentais Parte III Sistemas complementares
  4. 4. CONSTITUIO GERAL DE UM TRATOR AGRCOLA
  5. 5. Composio do trator Traciona Aciona mecnicae hidraulicamente
  6. 6. O CORPO HUMANO
  7. 7. Estrutura do corpo Clula Tecido rgo Sistemas Corpo
  8. 8. Sistema Nervoso Sistema sseo Sistema Muscular Sistema Circulatrio Figure 35-2 Human Organ Systems Part I Alguns sistemas Sistema Respiratrio Sistema Digestivo Sistema Excretor
  9. 9. Sistema Nervoso Sistema sseo Sistema Muscular Sistema Circulatrio Figure 35-2 Human Organ Systems Part I Sistema Respiratrio Sistema Digestivo Sistema Excretor Transformao de Energia qumica em trabalho
  10. 10. Liberao de energia Necessrio para queimar o combustvel; Glicose + gs oxignio Gs carbnico + gua +ENERGIA
  11. 11. Motor a combusto interna Motor Trabalho Calor
  12. 12. Origem do motor de combusto interna de mbolos
  13. 13. NOES BSICAS SOBRE MOTORES DE COMBUSTO INTERNA CONFIGURAO MOVIMENTOS RELATIVOS MATERIAL ETC PRINCPIOS TEORIAS FSICAS LEIS TERMODINMICAS FLUXO DE GASES TRANSFERNCIA DE CALOR
  14. 14. O que combusto?
  15. 15. O que combusto? Combusto ou queima uma reao qumica exotrmica entre uma substncia (o combustvel) e um gs (o comburente), geralmente o oxignio, para liberar calor.
  16. 16. O que trabalho?
  17. 17. O que trabalho? Uma das formas de transmisso de energia Trabalho (J) = Fora (N) x deslocamento (m) Fora (N) = massa (kg) x acelerao (v/t) Fora altera a velocidade de um corpo
  18. 18. O que potncia?
  19. 19. O que potncia? Capacidade de transmitir energia por tempo Transmisso de energia pode ser por Realizao de trabalho; e/ou Transmisso de calor Potncia utilizada mede o trabalho realizado por uma fora no intervalo de tempo
  20. 20. O que potncia? 1 Cavalo = 75 kg erguidos a 1 m em 1 s
  21. 21. PMS Ponto Morto Superior PMI Ponto Morto Inferior t POTNCIA P = f . d t P = POTNCIA f = INTENSIDADE DA FORA d = DISTNCIA PERPENDICULAR ENTRE O EIXO E A DIREO DA FORA t =TEMPO
  22. 22. TORQUE T = f x d T =TORQUE (mkgf) f = INTENSIDADE DA FORA (kgf) d = DISTNCIA PERPENDICULAR ENTRE O EIXO E A DIREO DA FORA.
  23. 23. Trabalho x Torque Trabalho = Fora x Deslocamento J = N x m Torque = Fora x raio x 2 Nm = N x m Pot =Torque x Rotao x 2 W = Nm x rps 2 x r = d
  24. 24. POTNCIA DO MOTOR Pm = 2..Tm.Nm Pm - POTNCIA DO MOTOR Tm - TORQUE DO MOTOR Nm - ROTAO DO MOTOR
  25. 25. PRINCPIOS DE FUNCIONAMENTO DOS MOTORES DE COMBUSTO INTERNA
  26. 26. Contedo Tipos de ciclo de funcionamento Motores do ciclo otto Motores do ciclo diesel Motores de 4 e 2 tempos Funcionamento bsico dos motores otto de 4 e 2 tempos Eficincia do ciclo dos motores
  27. 27. Motores de combusto interna Os motores de combusto interna (endotrmicos) utilizados nos veculos automveis, transformam a energia trmica gerada pela combusto da mistura comburente/combustvel em energia mecnica
  28. 28. Motores de movimento alternativo Disposio dos cilindros Os cilindros dos motores de movimento alternativo podem ter disposies diferentes Cilindros em linha Cilindros em V Cilindros opostos
  29. 29. Os diferentes tipos de motores Os motores apresentam-se sob formas construtivas e de funcionamento muito diversas, podendo classificar-se segundo o tipo de movimento em: - Motores de movimento alternativo - Motores de movimento rotativo
  30. 30. Motores de movimento alternativo Os motores de movimento alternativo, vulgarmente utilizados nos veculos automveis, tm como princpio de funcionamento, o movimento alternativo do mbolo no interior do cilindro que transmite, atravs da biela, um movimento circular arvore de manivelas. ADM
  31. 31. Motores de movimento alternativo Nmero de cilindros Os motores de movimento alternativo podem ser constitudos por apenas um cilindro (monocilndricos) ou por vrios cilindros (policilndricos).
  32. 32. Tipos de ciclos de funcionamento OTTO foi descrito por NIKOLAUS OTTO, 1876; DIESEL por RUDOLF DIESEL, 1893.
  33. 33. Motores do ciclo OTTO Ignio por centelha Utilizam energia eltrica para dar incio a reao de combusto.A centelha (fasca eltrica) produzida pela vela de ignio; O combustvel misturado com o ar fora da cmara de combusto; Pode ser de 2 ou 4 tempos.
  34. 34. Motores do ciclo DIESEL Ignio por compresso Utilizam o aumento da temperatura, devido a compresso da massa de ar admitida, para dar incio a reao de combusto; O combustvel misturado com o ar dentro da cmara de combusto.
  35. 35. Motores de movimento alternativo A sequncia de operaes admisso, compresso, expanso e escape realiza-se num ciclo de 4 movimentos do mbolo motor de 4 tempos, ou num ciclo de 2 movimentos do mbolo motor de 2 tempos.
  36. 36. O que um tempo do motor? TEMPOS DO MOTOR: MOVIMENTO DO MBOLO A CADA 180 DE GIRO DA RVORE DE MANIVELAS (ADMISSO, COMPRESSO, EXPLOSO-EXPANSO E EXAUSTO). TEMPO MOTOR: O DE EXPLOSO-EXPANSO, O NICO ONDE OCORRE ATRANFORMAO DA ENERGIA DO COMBUSTVEL EM MECNICA.
  37. 37. Motores de 4 Tempos Realizam o ciclo em quatro etapas; O ciclo equivalente a duas voltas (720o) na rvore de manivelas
  38. 38. Motores do ciclo otto de 4 tempos Os motores do ciclo otto de quatro tempos admitem mistura de ar e combustvel. rvore de manivelas Vela de ignio
  39. 39. Ciclo completo efetua 2 rotaes da ADM Admisso Compresso Expanso Escape O Ciclo de 4 tempos (motor de exploso mistura ar/gasolina
  40. 40. Funcionamento bsico dos motores de 4 tempos Primeiro curso:Admisso Ar + combustvel Admisso Descarga
  41. 41. Funcionamento bsico dos motores de 4 tempos Segundo curso: Compresso Admisso Descarga
  42. 42. Funcionamento bsico dos motores de 4 tempos Terceiro curso: Expanso Admisso Descarga
  43. 43. Funcionamento bsico dos motores de 4 tempos Quarto curso: Descarga Resduos da combusto Admisso Descarga
  44. 44. Motor Diesel O ar, que entra na cmara de combusto na fase de admisso, submetido a uma elevada compresso, seguindo- se a entrada de combustvel, que inflama, ao contactar com o ar quente comprimido. Este motor, inventado pelo engenheiro alemo Rudolf Diesel, , do ponto de vista estrutural igual ao motor a gasolina. Nestes motores, de ignio por compresso, a mistura ar/combustvel feita na cmara de combusto.
  45. 45. Motores do ciclo diesel de 4 tempos Os motores do ciclo diesel de quatro tempos admitem somente ar. Bico injetor rvore de manivelas
  46. 46. Motor Diesel (4 tempos) O mbolo ao descer aspira ar para dentro do cilindro atravs da vlvula de admisso aberta. A vlvula de admisso fecha-se e o mbolo ao subir, comprime o ar, aquecendo-o. O combustvel injetado. O combustvel inflamado pelo ar que aqueceu explode e empurra o mbolo para baixo. A vlvula de escape abre-se e o mbolo ao subir, expele do cilindro os gases de combusto. 1Tempo-admisso 2Tempo-compresso 3Tempo-expanso 4Tempo-escape
  47. 47. Motores de 2 Tempos Realizam o ciclo em dois cursos; O ciclo equivalente a uma volta (360o) na rvore de manivelas
  48. 48. Funcionamento bsico dos motores do ciclo otto de 2 tempos Os motores do ciclo otto de dois tempos admitem mistura de ar,combustvel e leo lubrificante.
  49. 49. O Ciclo de 2 tempos - (motor de exploso) Ciclo completo efetua 1 rotao da ADM 1Tempo Expanso/Admisso 2Tempo Escape/Compresso
  50. 50. O Ciclo de 2 tempos - (motor de exploso) 1Tempo Expanso/Admisso A mistura gasolina-ar explode e empurra o mbolo para baixo, uma nova mistura entra no crter pela janela de admisso. O mbolo empurra a mistura nova para a janela de transferncia e comea a abrir a janela de escape.
  51. 51. O Ciclo de 2 tempos - (motor de exploso) 2Tempo Compresso/Escape A janela de transferncia aberta, passando a mistura para a parte superior do cilindro o que ajuda a expulsar os gases. O mbolo sobe, fechando a janela de escape e comprimindo a mistura. Na vela salta a fasca.
  52. 52. Motor Wankel Este motor, de movimento rotativo, menos usual do que os anteriores, realiza em cada rotao do rotor uma sequncia de quatro operaes admisso, compresso, exploso e escape.
  53. 53. Admisso Compresso Exploso Escape Motor Wankel
  54. 54. Prof. Thiago Romanelli romanelli@usp.br 31/03 e 01/04/2014 Motores de Combusto Interna Parte II - RGOS FUNDAMENTAIS ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE BIOSSISTEMAS LEB332 Mecnica e Mquinas Motoras
  55. 55. RGOS FUNDAMENTAIS 1. BLOCO, 2. CILINDRO, 3. CABEOTE, 4. CARTER, 5. MBOLO, 6. ANIS DE SEGMENTO, 7. PINO DO MBOLO, 8. CASQUILHOS, 9. BIELA, 10.RVORE DE MANIVELAS (ADM), 11.VOLANTE.
  56. 56. 1. Bloco Constitui o suporte s demais partes constituintes do motor. Geralmente construdos em ferro fundido. Automveis mais modernos em alumnio.
  57. 57. Bloco Sistema de arrefecimento 1. Bloco de cilindros externos arrefecimento a ar 2. Bloco de cilindros internos arrefecimento a gua
  58. 58. Cilindros em linha Cilindros em V Cilindros opostos Bloco Arranjo dos cilindros
  59. 59. 2. Cilindro Onde ocorre a combusto, sob altas presses e temperaturas. Em geral so tubos removveis, denominados cami