quarta-feira, 7 de outubro de 2009
terça-feira, 6 de outubro de 2009
De Olho Na Correia Dentada
Correia Dentada
sexta-feira, 2 de outubro de 2009
Componentes dos Motores Endotérmicos - Parte II
No artigo passado, foi possível observamos alguns componentes que integram os motores endotérmicos. A nossa intenção é darmos continuidade a esse processo de aprendizagem, enfatizando outros elementos de estudo deste maravilhoso do mundo da tecnologia automotiva.
Prezados alunos, percebam que apesar da complexidade do funcionamento, dos vários nomes de componentes e das grandes relações de torque e potência; os motores endotérmicos ao serem estudados detalhadamente no tocante aos seus subsistemas ou subáreas, tornam-se muito mais fácil de serem mensurados e classificados.
Então, vamos de imediato aprender novos conceitos e funcionamento de novos componentes. Venham comigo:
Motor de Automóvel Lamborghini Gallardo - oito pistões.
Além de facilitar a manutenção do motor, a cabeça do motor é a chave para o bom desempenho, por determinar o formato da câmara de combustão, a passagem dos gases de admissão e exaustão, o funcionamento das válvulas e seu comando. Pode se elaborar um motor totalmente diferente em desempenho apenas alterando o cabeçote.
Usualmente é manufaturada no mesmo material do restante do bloco, ferro fundido ou, em motores de alto desempenho, ligas de alumínio. Como o restante do bloco, contém dutos separados para passagem de lubrificante e água da refrigeração.
Cabeçote de oito válvulas
Válvulas:
A válvula é constituída por uma cabeça em forma de disco(1), fixa a uma haste cilíndrica (2). A haste desliza dentro de uma guia (7) constituída por metal que provoque reduzida fricção( por. ex. ferro fundido, bronze).
O topo da haste está em contacto mecânico com um impulsor (4) que, accionado pelo excêntrico(5) da árvore de cames, provoca a sua abertura e a consequente entrada ou saída dos gases do motor.
Uma mola (3) assegura que a válvula regressa à sua posição de fecho mal deixe de haver pressão mecânica para a sua abertura. Em alguns motores este regresso da válvula à sua posição de repouso sobre o assento, também chamado "sede", da válvula (6) é conseguido por comandos pneumáticos e não mecânicos.
A cilindrada ou volume de deslocamento do motor é definido como o volume varrido pelo deslocamento de uma peça móvel numa câmara hermeticamente fechada durante um movimento unitário. Este conceito aplica-se em diferentes tipos de bombas e motores.
O movimento unitário corresponde a uma ida e volta no caso de um dispositivo linear como um pistão, ou a uma rotação no caso de um dispositivo giratório.
durante um ciclo completo de um motor de quatro
cilindros a quatro tempos.
Cálculo da Cilindrada:
O cálculo da cilindrada parte de dois dados normalmente conhecidos num motor a pistões: o diâmetro e o curso. A partir da fórmula da área do circulo em função do raio obtém-se a mesma em função do diâmetro:
Para determinar o volume do cilindro percorrido pelo pistão, também chamado volume deslocado ou cilindrada unitária, basta multiplicar a área do pistão pelo respectivo curso(C).
A cilindrada do motor resulta do produto da cilindrada unitária pelo número de cilindros do motor(N)
Ex: Motor de seis cilindros com diâmetro x curso de 84,0mm x 89,6mm (8,4cm x 8,96cm):
quinta-feira, 1 de outubro de 2009
Componentes dos Motores Endotérmicos - Parte I
O Motor Alternativo:
Máquinas alternativas possuem elementos que realizam movimentos repetitivos de translação. Nestes motores, o principais destes elementos são os pistões, cujo movimento altera o volume das câmaras de combustão, hora comprimindo os gases, hora sendo movimentado pelos gases.
Motores alternativos dividem-se pelo número de tempos em que completa uma sequência de processos. Neste caso, tempo é o percurso de um pistão, do ponto morto inferior ao ponto morto superior, o que equivale à meia volta da árvore de manivelas.
Os Principais Componentes:
O motor pode ser dividido em partes fixas e móveis. Partes fixas são as partes que não entram em movimento, quando o motor é colocado em funcionamento, em relação aos outros componetes do motor, por exemplo: bloco, cárter e cabeçote. Partes móveis são caracterizadas pelas partes que se movimentam quando o motor entra em funcionamento, tais como, árvore de manivelas, pistão, biela e comando de válvulas.
O Pistão:
O pistão ou êmbolo de um motor é uma peça cilíndrica normalmente feita de alumínio ou liga de alumínio, que se move longitudinalmente no interior do cilindro dos motores de explosão.
O pistão tem a forma de um copo cilíndrico invertido sendo a superfície direccionada para a câmara de combustão denominada fundo ou cabeça do pistão. A parte média, é normalmente chamada de corpo, onde existem dois orifícios circulares alojar o eixo do pistão que o une à biela. A parte mais afastada da cabeça é denominada a calça do pistão.
Os dois orifícios circulares que possui na parte média são reforçados e opostos e destinam-se a possibilitar a sua fixação ao pé da biela através de um eixo em aço conhecido como pino do pistão, eixo do êmbolo ou passador. Para que este eixo não se desloque pelos orifícios desgastando e deteriorando o cilindro do motor, é mantido em posição dentro do pistão através de retentores adequados(aneis travas) ou revestido de um material que não danifique a superfície do cilindro durante o movimento do pistão. Devido à fixação pistão-biela que oscila transversalmente ao motor, o pino do pistão tem um orientação longitudinal face ao motor, ou seja paralela à cambota(virabrequim).
A Biela:
Uma biela é toda a peça de uma máquina que serve para transmitir ou transformar o movimento rectilíneo alternativo em circular contínuo. Um exemplo de biela no interior de um motor de automóvel é a peça que liga o êmbolo (pistão) à cambota. A cabeça (a parte mais larga) é apertada à cambota por meio de parafusos e a extremidade oposta é trancada pela cavilha do êmbolo, no interior da sua saia. Enquanto esta extremidade se desloca para cima e para baixo (solidária com o movimento do pistão), a cabeça descreve um movimento circular. Não tem, portanto, qualquer mecanismo de atenuação do esticão do pistão aquando da explosão ou combustão, pelo que o movimento brusco seria transmitido directamente da cambota para o eixo com esta, por sua vez, sofrendo as consequências da explosão - vibrações. Esta função é assegurada pelos moentes de apoio da cambota e pelo volante do motor.
Algumas bielas dispõem de uma cabeça com ligação oblíqua, facilitando o acesso durante a montagem e desmontagem do motor.
A Biela é usinada geralmente na seguinte ordem:
1-Usinagem de desbaste dos olhais: A peça chega à essa operação no material bruto. Com uma retifica, desbasta-se a medida da espessura do olhal maior e menor
2-Separação de capa e corpo: Com uma serra separa-se o corpo da capa da peça
3-Brochamento: Com uma brochadeira, desbasta-se as áreas internas do olhal maior
4-Usinagem dos furos: Nessa operação usina-se os furos da capa e do corpo, inclusive o furo de desbaste do olhal menor. Também são fresados os topos da capa e é usinada a rosca que irá fixar capa e corpo novamente
5-Acabamento das faces de contato de capa e corpo: Com uma retífica usina-se em acabamento as faces de contato da capa e do corpo, para que não se formem faces irregulares que acabariam por prejudicar a usinagem nas operações seguintes
6-Junção da capa e corpo: Com uma apertadeira pneumatica, junta-se a capa e o corpo para que sejam usinados em conjunto novamente. Capa e corpo se separam novamente durante a montagem no motor
7-Usinagem de acabamento do olhal maior: Com uma retífica usina-se a medida final, com o acabamento final da espessura do olhal maior
8-Usinagem de desbaste interno dos olhais: Com uma mandriladora, mais uma vez desbasta-se a medida interna dos olhais.
9-Usinagem das chavetas de encaixe da bronzina: Com uma fresadora são usinadas as chavetas de encaixe das bronzinas
10-Brunimento doas olhais: Com uma brunidora, é dado o acabamento dos olhais
11-Lavagem: Com uma lavadora de peças, elimina-se os cavacos, borras e resíduos de óleo da peça
12-Inspeção final: Com auxilio de computadores de alta precisão, as peças são inspecionadas para verificação das medidas finais. Após isso as peças serão montadas no motor.
O Virabrequim:
A cambota ou veio de manivelas (virabrequim, eixo de manivelas ou árvore de manivelas no Brasil) é a componente do motor para onde é transferida a força da explosão ou combustão do carburante por meio da cabeça da biela (que, por sua vez, se liga com o êmbolo), transformando a expansão de gás em energia mecânica.
Na extremidade anterior da cambota encontra-se uma roldana responsável por fazer girar vários dispositivos como por exemplo, bomba da direção hidráulica, bomba do ar-condicionado,bomba de água etc. Na outra extremidade encontra-se o volante do motor, que liga à caixa de velocidades — cuja força-motriz será transmitida ou não, consoante a pressão da embreagem.
Os esticões provocados pela explosão ou combustão são suavizados pela inércia do volante motor e pelos apoios. Muitas vezes, ao realizar tuning num automóvel opta-se por reduzir ligeiramente o peso do volante motor, conseguindo assim obter uma maior aceleração. No entanto, esta alteração tem a desvantagem de aumentar as vibrações produzidas pelo motor.
quarta-feira, 30 de setembro de 2009
Motor Diesel
Aspectos Históricos:
Os primeiros motores tipo diesel eram de injeção indireta. Tais motores eram alimentados por petróleo filtrado, óleos vegetais e até mesmo por óleos de peixe.
Entre 1911 e 1912, Rudolf Diesel fez a seguinte afirmação:
“O motor a diesel pode ser alimentado por óleos vegetais, e ajudará no desenvolvimento agrário dos países que vierem a utiliza-lo... O uso de óleos vegetais como combustível pode parecer insignificante hoje em dia. Mas com o tempo irão se tornar tão importante quanto o petróleo e o carvão são atualmente.”
Um dos primeiros usos do óleo vegetal transesterificado foi o abastecimento de veículos pesados na África do Sul, antes da Segunda Guerra Mundial. O processo chamou a atenção de pesquisadores norte-americanos durante a década de 40, quando buscavam uma maneira mais rápida de produzir glicerina para alimentar, bombas, no período de guerra.
Após a morte de Rudolf Diesel, a indústria do petróleo criou um tipo de óleo que denominou de "Óleo Diesel" que, por ser mais barato que os demais combustíveis, passou a ser largamente utilizado. Foi esquecido, desta forma, o princípio básico que levou à sua invenção, ou seja, um motor que funcionasse com óleo vegetal e que pudesse ajudar de forma substancial no desenvolvimento da agricultura dos diferentes países. A abundância de petróleo aliada aos baixos custos dos seus derivados fez com que o uso dos óleos vegetais caísse no esquecimento. Mas os conflitos entre países e o efeito estufa foram elementos que marcaram de forma definitiva a consciência do Desenvolvimento Auto-sustentável pelos ambientalistas. Dessa maneira, a fixação do homem no campo e o aumento do consumo de combustíveis fósseis fez com que houvesse, mais uma vez, a preocupação com a produção de óleo vegetal para ser utilizado em motores.
Ciclo Termodinâmico:
Para o ciclo teórico, estão representadas nas figuras, as evoluções consoante as propriedades analisadas. A figura 1 mostra a evolução segundo a pressão e o volume específico, a figura 2, a relação entre a temperatura e a entropia. .
Em ambos os casos, a evolução é:
- 1 → 2 : Compressão isentrópica → W1,2
- 2 → 3 : Fornecimento de calor a pressão constante (isobárico) →q2,3
- 3 → 4 : Expansão isentrópica → W3,4
- 4 → 1 : Cedência de calor a volume constante → q4,1
Trabalho de ciclo: Wciclo = W1,2 + W3,4
Funcionamento Mecânico:
Na maioria das aplicações, os motores Diesel funcionam a quatro tempos. O ciclo inicia-se com o êmbolo no Ponto Morto Superior (PMS). A válvula de admissão está aberta e o êmbolo ao descer aspira o ar para dentro do cilindro.
O êmbolo atinge o Ponto Morto Inferior (PMI) e inicia-se então a compressão. A temperatura do ar dentro do cilindro aumenta substancialmente devido à diminuição do volume.
Pouco antes do PMS o combustível começa a ser pulverizado pelo ejector em finas gotículas, misturando-se com o ar quente até que se dá a combustão. A combustão é controlada pela taxa de injecção de combustível, ou seja, pela quantidade de combustível que é injectado. O combustível começa a ser injectado um pouco antes do PMS devido ao facto de atingir a quantidade suficiente para uma perfeita mistura (ar + combustível)e consequentemente uma boa combustão.
A expansão começa após o PMS do êmbolo com a mistura (ar + combustível) na proporção certa para a combustão espontânea, onde o combustível continua a ser pulverizado até momentos antes do PMI.
O ciclo termina com a fase de escape, onde o embolo retorna ao PMS, o que faz com que os gases de combustão sejam expulsos do cilindro, retomando assim o ciclo.
No caso dos motores a dois tempos, o ciclo é completado a cada volta, a admissão não é feita por válvulas mas sim por janelas.
sexta-feira, 25 de setembro de 2009
BIODIESEL
O Que É O Biodiesel?
Para se produzir biodiesel, o óleo retirado das plantas é misturado com álcool (ou metanol) e depois estimulado por um catalisador. O catalisador é um produto usado para provocar uma reação química entre o óleo e o álcool. Depois o óleo é separado da glicerina (usada na fabricação de sabonetes) e filtrado.
Existem muitas espécies vegetais no Brasil que podem ser usadas na produção do biodiesel, como o óleo de girassol, de amendoim, de mamona, de soja, entre outros.
As mistura entre o biodiesel e o diesel mineral é conhecida pela letra B, mais o número que corresponde a quantidade de biodiesel na mistura. Por exemplo, se uma mistura tem 5% de biodiesel, é chamada B5, se tem 20% de biodiesel, é B20. Hoje nos postos em todo o Brasil é vendido o biodiesel B2.
A utilização do biodiesel puro ainda está sendo testada, se for usado só biodiesel (100%) sem misturar com o diesel mineral, vai se chamar B100.
Por que usar biodiesel?
Cada vez mais o preço da gasolina, diesel e derivados de petróleo tendem a subir. A cada ano o consumo aumenta e as reservas diminuem. Além do problema físico, há o problema político: a cada ameaça de guerra ou crise internacional, o preço do barril de petróleo dispara.
O efeito estufa, que deixa nosso planeta mais quente, devido ao aumento de dióxido de carbono na atmosfera (para cada 3,8 litros de gasolina que um automóvel queima, são liberados 10 kg de CO2 na atmosfera). A queima de derivados de petróleo contribui para o aquecimento do clima global por elevar os níveis de CO2 na atmosfera.
Vantagens na utilização do Biodiesel
- É energia renovável. No Brasil há muitas terras cultiváveis que podem produzir uma enorme variedade de oleaginosas, principalmente nos solos menos produtivos, com um baixo custo de produção.
- O biodiesel é um ótimo lubrificante e pode aumentar a vida útil do motor.
- O biodiesel tem risco de explosão baixo. Ele precisa de uma fonte de calor acima de 150 graus celcius para explodir
- Tem fácil transporte e fácil armazenamento, devido ao seu menor risco de explosão.
- O uso como combustível proporciona ganho ambiental para todo o planeta, pois colabora para diminuir a poluição e o efeito estufa.
- A viabilidade do uso direto foi comprovada na avaliação dos componentes do motor, que não apresentou qualquer tipo de resíduo que comprometesse o desempenho.
- Para a utilização do biocombustível, não precisa de nenhuma adaptação em caminhões, tratores ou máquinas.
- O biodiesel é uma fonte limpa e renovável de energia que vai gerar emprego e renda para o campo, pois o país abriga o maior território tropical do planeta, com solos de alta qualidade que permitem uma agricultura auto-sustentável do plantio direto; topografia favorável à mecanização e é a nação mais rica em água doce do mundo, com clima e tecnologia que permitem a produção de duas safras ao ano.
- Por outro lado, o diesel do petróleo é um combustível não-renovável. O petróleo leva milhões de anos para se formar.
- Substitui o diesel nos motores sem necessidade de ajustes.
- O produtor rural estará produzindo seu combustível.
- Diminuição da poluição atmosférica.
- Redução de custos na propriedade.
- No caso do biodiesel Eco Óleo o produtor não compra o biodiesel, a comercialização será por meio de permuta, ou seja: troca de mercadorias como, por exemplo, o produtor entrega o girassol e recebe o Eco Óleo. Será o uso cativo.
- O produtor estará fazendo rotação de culturas em sua propriedade, incorporando nutrientes na sua lavoura.
- O biodiesel é usado puro nos motores, porém aceita qualquer percentual de mistura com o diesel, pois é um produto miscível.
- Outra grande vantagem é que, na formação das sementes, o gás carbônico do ar é absorvido pela planta.
- O calor produzido por litro é quase igual ao do diesel.
- Pouca emissão de partículas de carvão. O biodiesel é um éster e, por isso, já tem dois átomos de oxigênio na molécula.
- Na queima do biodiesel, ocorre a combustão completa.
- É necessária uma quantidade de oxigênio menor que a do diesel.
- É uma fonte de energética renovável, a exemplo de todos os produtos originários do ciclo produtivo da agroindústria. Nesse ciclo, a energia que está armazenada nos vegetais, no caso o grão da soja, é transformada em combustível e depois da combustão uma parte destina-se à operação de um sistema como um motor, e outra retorna para a nova plantação na forma de CO2, o CO2 combinado com a energia solar realimenta o ciclo.
- Não são necessárias alterações na tecnologia (peças e componentes) e de regulagem. Apenas é preciso que o biodiesel tenha uma qualidade definida. Por ser um produto natural e biodegradável, surgem problemas de degradação natural. Ao utilizar biodiesel você estará utilizando qualidade.
- Os óleos vegetais usados na produção do biodiesel podem ser obtidos do girassol, nabo forrageiro, algodão, mamona, soja, canola... Qualquer oleaginosa.
- É constituído de carbono neutro. As plantas capturam todo o CO2 emitido pela queima do biodiesel e separam o CO2 em Carbono e Oxigênio, neutralizando suas emissões.
- Contribui ainda para a geração de empregos no setor primário, que no Brasil é de suma importância para o desenvolvimento social e prioridade de nosso atual governo. Com isso, segura o trabalhador no campo, reduzindo o inchaço das grandes cidades e favorecendo o ciclo da economia auto-sustentável essencial para a autonomia do país.
- Muito dinheiro é gasto para a pesquisa e prospecção do petróleo. O capital pode ter um fim social melhor para o país, visto que o biodiesel não requer esse tipo de investimento.
- Podemos prever claramente os efeitos positivos do biodiesel, analisando os benefícios da adição do etanol na gasolina. O etanol vem da indústria do álcool, uma indústria forte e que faz circular um grande volume de capital, gera empregos e ainda gera dinheiro para o governo através dos impostos, ajudando a reduzir o déficit publico.
- A maior parte dos veículos da indústria de transporte e da agricultura usam atualmente o diesel. O biodiesel é uma alternativa econômica, tendo a vantagem de ser confiável, renovável e fortalecer a economia do país gerando mais empregos.
- Como combustível já é uma realidade em expansão.
- Beneficia os agricultores e contribui para o crescimento econômico dos municípios, pois reduz a exportação de divisas e permite a redução de custo desse insumo.
- preservar o interesse nacional;
- promover o desenvolvimento, ampliar o mercado de trabalho e valorizar os recursos energéticos;
- proteger os interesses do consumidor quanto a preço, qualidade e oferta dos produtos;
- proteger o meio ambiente e promover a conservação de energia;
- utilizar fontes alternativas de energia, mediante o aproveitamento econômico dos insumos disponíveis e das tecnologias aplicáveis
- Redução da emissão de poluentes locais com melhorias na qualidade de vida e da saúde pública
- Possibilidade de utilização dos créditos de carbono vinculados ao Mecanismo de Desenvolvimento Limpo decorrentes do Protocolo de Kioto
- Sedimentação da tecnologia de produção agrícola e industrial
- Lubricidade otimizada
- Número de cetano mínimo 51
- Sem a presença de aromáticos (benzeno)
- Estável e com boa atividade
- Ajuda na eficiência de catalisadores
- tecnologia atual permite aos veículos Diesel atender a norma EURO III, dispositivos de retenção de particulados - filtros regenerativos (com B100 poderão operar melhor pela ausência de enxofre e material particulado)
- Perspectiva de exportação de Biodiesel como aditivo de baixo conteúdo de enxofre, especialmente para a União Européia onde o teor de enxofre está sendo reduzido paulatinamente de 2000 ppm em 1996, para 350 ppm em 2002, e 50 ppm em 2005.
- Melhora o número de cetano (melhoria no desempenho da ignição) e lubricidade (redução de desgaste, especialmente do sistema de ignição).
- Ampliação da vida útil do catalisador do sistema de escapamento de automóveis.
- O biodiesel é uma alternativa tecnicamente viável para o diesel mineral, mas seu custo hoje, de 1,5 a 3 vezes maior, o torna não competitivo, se externalidades positivas, como meio ambiente local, clima global, geração e manutenção de emprego, balanço de pagamentos não forem consideradas. Esses custos já consideram todos os créditos por subprodutos (uso da torta residual; glicerina). Não são previstas possibilidades de reduções significativas no custo de produção, para os óleos vegetais usados na Europa para biodiesel. Trata-se de processos agrícolas e industriais muito conhecidos, “maduros” e eficientes. O custo de referência, de diesel mineral, sem impostos, utilizado nesta análise é de US$ 0.22/ litro;
- Os grandes volumes de glicerina previstos (subproduto) só poderão ter mercado a preços muito inferiores aos atuais; todo o mercado de óleo-químicos poderá ser afetado. Não há uma visão clara sobre os possíveis impactos potenciais desta oferta de glicerina.
- No Brasil e na Ásia, lavouras de soja e dendê, cujos óleos são fontes potencialmente importantes de biodiesel, estão invadindo florestas tropicais, importantes bolsões de biodiversidade. Embora, aqui no Brasil, essas lovouras não tenham o objetivo de serem usadas para biodiesel, essa preocupação deve ser considerada.
Desvantagens:
domingo, 20 de setembro de 2009
Álcool ou Gasolina: Quem Polue Mais?
Álcool combustível:
Gasolina:
Contudo, será que os motores Flex Power estão preparados para trabalhar com os dois combustíveis e preservar a baixa quantidade de emissões poluentes?
Reflita e aguarde os próximos artigos.