Capítulo 6 FORMA Ç ÃO DA MISTURA COMBUSTÍ VEL- AR
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Requisitos da Mistura e Motores com Ignição por Centelha
Otimização da mistura combust í vel vel-ar para fornecer potência requerida com m ínimo consumo de combustí vel, vel, controle de emissões e operação confiá vel e uniforme Controle de emissões pode exigir recircula ção dos gases de exaustão (EGR) Razão ar/combustí vel vel estequiométrica para misturas etanol-gasolina 8,7 ≤ ( A F )S ≤ 14,5
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Carburador
& ar = C DT AT (2 ρ ar , 0 ∆ par ) Φ m 12
κ −1 κ
κ ( pT p0 )2 − ( pT p0 )( Φ = κ 1 1 − ( pT p0 ) − κ
)
12
& F = C Dinj Ainj (2 ρ F , 0 ∆ p F ) m
12
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Sistemas de Injeção de Combustí vel vel Monoponto
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Sistema de Injeção de Combustí vel vel Multiponto
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Requisitos da Injeção Direta de Gasolina a Alta Pressão
Regulagem da pressão no sistema Sensor lambda linear que cubra a faixa de mistura estequiométrica e pobre Aumento na tensão para 80V e corrente para 10A para rá pida abertura dos injetores V álvula borboleta do acelerador com comando eletrônico Bomba para limpeza do canister de carbono
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Sistemas de Injeção para Motores Diesel
Sistemas de injeção com regulagem mecânica Sistemas de injeção com regulagem eletrônica
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Requisitos dos Sistemas de Injeção Diesel
Medição precisa da massa de combust í vel vel por ciclo de trabalho Adaptação da taxa de injeção às condições de operação Injeções múltiplas Mínima injeção de combustí vel vel Adaptação do tempo de inje ção Adaptação flexí vel vel às condições de operação e ambientais
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Características do Sistema de Injeção Direta Diesel “Common Rail”
Aplicá vel a motores diesel de alta rota ção Acumulador comum (“rail”) age como reservat ório de pressão e distribuidor aos eletro-injetores Disponibiliza pressões de inje ção de 150 a 2000 bar Pressão de inje ção produzida independentemente da rotação do motor Capacidade de operar sob regimes de rota ção do motor de até 6000 rpm Precisão volume injetado, pressão e in ício da inje ção adaptados a cada regime de rota ção Redução do consumo de combustí vel vel Redução do ní vel vel de emissões de poluentes
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Componentes do Sistema de Inje ção Direta Diesel “Common Rail”
Bomba de combustí vel vel elétrica de baixa pressão Bomba mecânica radial de alta pressão Regulador de pressão Acumulador comum (“rail”) Eletro-injetores Sistema de gerenciamento eletrônico composto por central eletrônica, sensor de pressão do acumulador, acelerador eletrônico, sensores e atuadores
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Sistema de Injeção Direta Diesel “Common Rail”
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Sensor Lambda
Célula de concentração de oxigênio com eletrólito sólido atrav és do qual corrente elétrica é carregada por íons de oxigênio Eletrólito é cerâmica de zircônio (ZrO2) estabilizado em ítria (Y 2O3) que separa duas câmaras de gás (o duto de exaustão e a atmosfera) com diferentes pressões parciais de oxigênio Voltagem de saí saída do circuito aberto da cé célula relacionada às pressões parciais do oxigênio atrav és da equação de Nernst Exaustão
Metal
pO′
Me
2
Cerâmica
Metal
ZrO2 , Y 2O3
Me
O 2 +4 Me ↔ 2O2−
V 0 =
Ar pO′′
2
pO′′ 4 F pO′
RT
ln
2
2
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Característica de um Sensor Lambda Binário 1.0
0.8
) V ( e g 0.6 a t l o V t s 0.4 n r e N
0.2
0.0 0.90
0.95
1.00
1.05
1.10
λ
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Fatores Gerais que Influenciam o Consumo de Combustí vel vel
Resistência do ar
Peso
F D = C D Aρ
V 2 2
F α = mg sin α F a = C i ma
Resistência ao rolamento
F R = f R mg f R = C 0 + C 1v + C 2 v 4
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Modificações no Motor para Redução do Consumo de Combustí vel vel
Redução de tamanho Operação com mistura pobre e inje ção direta Comando de v álvulas variá vel Ignição otimizada Interrupção de fornecimento de combust í vel vel para alguns cilindros sob carga parcial Relações de transmissão apropriadas Pressão de injeção elevada
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Homework 2
Tarefa 1: calcule o trabalho líquido de um ciclo Otto e de um ciclo Diesel ideal, estabelecendo pressões, temperaturas e volumes apropriados para os ciclos Tarefa 2: calcule a razão ar/combustí ar/combustí vel vel estequiomé estequiométrica e a concentração dos produtos para a combustão estequiométrica da gasolina com 20% de etanol anidro, etanol hidratado, g ás natural, óleo diesel e hidrogênio Tarefa 3: construa o gráfico da área mínima de escoamento para uma v álvula de geometria tí tí pica pica Tarefa 4: mostre graficamente a potência necessária para vencer a resistência aerodinâmica e a resistência ao rolamento para um veículo de produção na faixa tí pica pica de velocidades de operação Valor: 20 pontos Perí Período limite de envio: 2 semanas Endereço para envio:
[email protected]
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