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Motores e geradores I - Avaliação patrimonial, consultoria

1.
2. MB 749 NBR 06396 Motores alternativos de combust o interna n o veiculares e b NB 130 NBR 05477 Apresenta o do desempenho de motores de combust o interna alternativos de igni o por compress o Diesel De acordo com a nomenclatura brasileira NBR 06396 e Pot ncia efetiva cont nua n o limitada correspondente a DIN 6270 A a maior pot ncia efetiva garantida pelo fabricante que ser fornecida sob regime de velocidade conforme sua aplica o durante 24 horas di rias sem sofrer desgaste anormal e perda de desempenho A ajustagem dessa pot ncia no motor permite ainda uma sobrecarga Esta a ajustagem recomendada para grupos geradores A quantidade de inje o do combust vel bloqueada na bomba injetora para que uma sobrecarga em geral 10 da pot ncia efetiva cont nua do motor Diesel esteja dispon vel para a acelera o tal como requerido em caso de aplica o s bita de plena carga el trica e Pot ncia efetiva cont nua limitada correspondente a DIN 6270 B a maior pot ncia efetiva garantida pelo fabricante e que ser fornecida sob regime de velocidade angular especificado conforme sua aplica o continuamente durante um tempo limitado ou intermitentemente sob indica o do fabricante sem sofrer desgaste anormal e perda de desempenho A ajustagem dessa pot ncia no motor n o permite uma sobrecarga Como esta pot ncia para liga o de plena carga do consumidor n o possu
3. CUMMINS modelo EFC e Governadores Digitais Os governadores digitais utilizados atualmente embora possam oferecer recurso de comunica o via porta serial e fun es de controle PID Proportional Integral Derivate dependem de um atuador anal gico para comandar as corre es de RPM do motor o que os torna iguais em termos de resultados aos governadores eletr nicos anal gicos Governador Eletr nico Digital Woodward 2301D Load Sharing and Speed Control Nos grupos geradores assim como em outras aplica es a varia o de RPM fun o da varia o da carga e o tempo de corre o tamb m proporcional intensidade da mesma varia o No caso do ve culo que sobe uma ladeira o motorista aciona o pedal do acelerador para manter a rota o e vencer a subida Nos grupos geradores quem aciona o acelerador o governador de rota es Os governadores s o ditos is cronos quando asseguram rota o constante entre vazio e plena carga corrigindo no menor tempo poss vel as varia es de RPM Por mais is cronos que possam ser n o podem corrigir instantaneamente as varia es de rota o do motor devido in rcia natural do sistema necess rio primeiro constatar que houve uma varia o de RPM para em seguida efetuar a corre o O tempo de resposta ajustado at um limite m nimo a partir do qual o funcionamento do motor se torna inst vel por excesso de sensibilidade Neste ponto necess
4. 4 acumulador de alta press o Rail 8 filtro de combust vel 5 injetores 9 sensor do pedal do acelerador Esta nova tecnologia ainda n o est dispon vel para os motores utilizados nos grupos geradores Tudo indica que brevemente tamb m os motores estacion rios e industriais ser o incrementados com novos desenvolvimentos tecnol gicos Um indicativo importante do sucesso do sistema por exemplo o an ncio da Delphi Diesel de investimento de 2 bilh es de d lares no desenvolvimento das suas linhas de produ o para fabricar componentes Common Rail Com o advento destas inova es muda sensivelmente o perfil do profissional de manuten o de motores que dever adquirir conhecimentos tamb m de sistemas digitais e da utiliza o de ferramentas computadorizadas para diagn stico de falhas e corre o de defeitos 3 COMPONENTES DO SISTEMA DE INJE O e Bomba injetora A inje o do combust vel Diesel controlada por uma bomba de pist es respons vel pela press o e dosagem para cada cilindro nos tempos corretos Na maioria dos motores Diesel utiliza se uma bomba em linha dotada de um pist o para cada cilindro e acionada por uma rvore de cames que impulsiona o combust vel quando o mbolo motor pist o atinge o ponto de in cio de inje o no final do tempo de compress o Alguns motores utilizam bombas individuais para cada cilindro e h outros que utilizam uma bomba de press o e vaz o vari veis
5. regulado pelo n vel de carga das baterias devendo se evitar sobrecarga do alternador ao recarregar baterias completamente descarregadas A regula o de tens o feita por um regulador autom tico transistorizado A pot ncia do alternador determinada pelos receptores ilumina o ventilador parada etc e tamb m pelo tamanho da bateria a frequ ncia de faixas desvantajosas de velocidades no programa de marcha do motor no tr nsito urbano mais que 50 do tempo pode ser em marcha em vazio e ainda a frequ ncia de partidas Nos motores de m dio porte a pot ncia do alternador situa se entre 800 e 1 300 W 35 e 55 A Deve se evitar o funcionamento do alternador em vazio desconectado dos terminais das baterias pois nessas situa es o regulador autom tico de tens o n o atua e o alternador poder gerar picos de tens o capazes de danificar os retificadores Em alguns motores o alternador funciona como esticador da correia que aciona tamb m a bomba d gua Em outros casos o alternador acionado por uma correia independente Em todos os casos a tens o da correia deve ser verificada periodicamente e ajustada sempre que necess rio Sua pot ncia m xima est diretamente relacionada com a temperatura das bobinas do estator que n o deve ser superior a 90 C A l mpada piloto indicadora de carga da s bateria s existente no painel de instrumentos com o motor parado e a chave ligada permanece acesa Quando o alternador come a
6. Alguns motores Diesel especialmente os aplicados em grupos Diesel geradores s o dotados de um dispositivo el trico de parada em geral um solen ide que dependendo do fabricante e tipo do motor trabalham com alimenta o constante ou em alguns casos s o alimentadas somente no momento de parar o motor Diesel Este dispositivo na maioria dos grupos geradores est interligado a outros componentes de prote o que ser o vistos adiante H tamb m motores equipados com ventilador acionado por embreagem eletromagn tica que controlada por um termostato ligam quando a temperatura da gua aumenta Para manter as baterias em boas condi es de funcionamento necess rio repor a energia consumida pelo motor de partida solen ide de parada e demais consumidores Em alguns casos como nos grupos geradores de emerg ncia um carregador flutuador autom tico alimentado pela rede el trica local mant m as baterias em carga durante o tempo em que o motor permanece parado Nestas condi es as baterias estar o permanentemente carregadas Quando n o se disp e deste recurso a carga das baterias feita pelo gerador Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 47 de carga que nos motores atuais o alternador poss vel ainda se encontrar motores antigos que utilizam d namo para carregar as baterias O alternador um gerador de corrente alternada trif sica dotado de uma ponte retificadora O campo de excita o
7. gua e sedimentos Res duos de carbono Ponto de fulgor Ponto de N voa Corros o por enxofre ativo sobre l mina de cobre Teor de cinzas Destila o ASTM D 445 ASTM D 613 ASTM D 129 ou 1552 ASTM D 1796 ASTM D524 ou D 189 ASTM D 93 ASTM D 97 ASTM D 130 ASTM D 482 ASTM D 86 METODO DE TESTE EM LABORAT RIO 1 3 a 5 8 CentiStoke a 40 C No m nimo 40 exceto em clima frio e servi o em marcha lenta por per odos prolongados quando ser necess rio numero mais elevado N o deve exceder a 1 0 em peso N o deve exceder a 0 1 em peso N o deve exceder a 0 25 em peso em 10 de res duos 52 C 125 F m nimo Algumas sociedades classificadoras exigem ponto de fulgor mais elevado 12 C abaixo da temperatura esperada de opera o N o deve exceder o n 2 ap s 3 horas a 50 C N o deve exceder a 0 02 em peso A curva de destila o deve ser suave e cont nua 98 do combust vel deve evapora abaixo de 360 C Todo o combust vel deve evaporar abaixo de 385 C Os hidrocarbonetos n o carburados perdas na exaust o e por vazamentos nas veda es dos pist es o formalde do rea o parcial da mistura de combust vel e ar o mon xido de carbono os xidos n tricos rea o do ar com press o e temperaturas elevadas e todos os componentes de mau cheiro como a fuligem podem causar problemas A import ncia dos componentes carcin genos e t xicos nos gase
8. mara separada da parte principal mediante um estreitamento O combust vel que em sua totalidade injetado na antec mara mediante uma bomba dosificadora a mbolo com funcionamento de exc ntrico com uma press o entre 80 e 120 at dependendo do projeto do motor inflama se e queima parcialmente ali a sobre press o instant nea assim formada sopra a mistura inflamada com um efeito de pulveriza o e turbul ncia violentas atrav s do canal de disparo at a c mara principal rica de ar As paredes da antec mara sobretudo o ponto de impacto do jato entrante s o mantidas com a temperatura mais elevada poss vel pois desta forma auxiliam na prepara o e igni o do combust vel Embora tenha a vantagem de produzir menos componentes de g s de escape prejudiciais sa de produz maiores perdas de calor devido a multiplica o de superf cies de permuta o o que resulta em maior consumo espec fico de combust vel e atualmente um processo pouco utilizado nos motores modernos Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 21 Ar E e A Es SEN 4 i iz Antec mara no cabe ote de um motor Diesel de 4 tempos A parte inferior da antec mara a quente porque se encontra separada das paredes refrigeradas pelo entreferro Descontinuidade da press o na antec mara e insufla o na parte principal da c mara de combust o mediante um canal injetor b tubula o de combust vel c igni o auxilia
9. medir a vaz o de ar n o muito f cil Existem processos que permitem medir quando necess rio a quantidade de ar consumida pelo motor Um processo normalmente utilizado o emprego de um reservat rio sob press o controlada que fornece ar ao motor atrav s de orif cios calibrados Sabendo se a vaz o permitida por cada orif cio sob a press o medida poss vel calcular a massa de ar que o motor aspira O m todo tem o inconveniente de permitir quedas de press o no coletor de admiss o na medida em que os orif cios somente s o abertos ap s constatada a necessidade de suprir mais ar ao motor uma vez que necess rio manter a press o de coletor constante Se um nico elemento medidor for usado a queda de press o no sistema e a press o no coletor de admiss o estar o sujeitas a varia es dependendo da velocidade de escoamento fun o direta da rpm do motor A utiliza o de v rios orif cios em paralelo seria um atenuante eficaz para as dificuldades citadas Para pequenas quantidades de ar um elemento apenas seria aberto sendo os demais progressivamente colocados na linha propor o que a quantidade de ar aumentasse tendo se aten o queda total de press o no sistema que deve ser mantida aproximadamente constante O tanque ou reservat rio de equil brio indispens vel pois se o ar for aspirado diretamente o escoamento ser pulsante levando a grandes erros nas medidas de press o atrav s dos orif ci
10. rio retroceder um pouco at que a rota o se estabilize Uma vez obtido o melhor tempo de resposta a quantidade de RPM que pode variar dentro deste tempo depende da solicita o da carga Uma grande varia o brusca na carga induz uma varia o Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 32 proporcional da RPM Al m da sensibilidade necess rio ajustar o valor m ximo que se pode permitir de queda ou de aumento de RPM entre vazio e plena carga que nem sempre pode ser zero RPM Esta varia o conhecida como droop e necess ria especialmente para grupos geradores que operam em paralelo mais de um grupo Diesel gerador alimentando a mesma carga Todos os governadores de rota o atualmente ajustam a quantidade de combust vel por meios mec nicos Utiliza se sempre um dispositivo atuador que nos governadores eletr nicos acionado eletricamente para fazer variar a quantidade de combust vel injetada e corrigir a rota o para o valor nominal CARACTER STICAS DE REGULA O O problema de manter constante a velocidade do motor o mesmo de qualquer sistema submetido a um controle para corre o Entrada Sa da Feedback Corre o Controle No grupo gerador ter amos Combust vel RPM Governador Com reguladores ou governadores ditos proporcionais as corre es das varia es acontecem de forma semelhante curva X RPM Nominal 0 0 5 1 15 2 Tempo Com
11. LUBRIFICA O DO MOTOR DIESEL O sistema de lubrifica o do motor Diesel dimensionado para operar com um volume de leo lubrificante de 2 a 3 litros por litro de cilindrada do motor e vaz o entre 10 e 40 litros por Cavalo hora conforme o projeto do fabricante Os componentes b sicos do sistema de lubrifica o encontrados em todos os motores Diesel s o e C rter de leo montado sob o bloco dotado de capacidade adequada pot ncia do motor e Bomba de circula o for ada geralmente do tipo de engrenagem acionada pela rvore de manivelas do motor e Regulador de press o geralmente uma v lvula na pr pria bomba e Trocador de calor do leo lubrificante e Filtro s de fluxo integral e de desvio e e Acess rios tais como sensores de press o pressostatos e man metro Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 37 Sistema de lubrifica o a c rter de leo b pescador com filtro de tela c bomba d linha de press o e v lvula para limita o da press o f filtro de fluxo total g linha de deriva o bypass para o filtro auxiliar h indicador de press o ou comutador de seguran a i trocador de calor e k linha para o motor Sistema de Lubrifica o do motor Cummins S rie N NTINTA 855 Bomba de leo Para o arrefecedor de leo Saindo do arrefecedor de leo Bico pulverizador de arrefecimento do pist o Galeria pr
12. a gerar corrente ela se apaga Durante o per odo em que se encontra acesa a pouca corrente el trica que flui atrav s do filamento alimenta o campo do alternador para que seja poss vel iniciar o processo de gera o de tens o uma vez que o magnetismo remanente do alternador muito baixo Portanto com a l mpada queimada o alternador n o ter a fonte externa de excita o inicial e poder n o funcionar A seguir esquemas do alternador Bosch tipo K1 E Pontas das 3 d bobinas defasadas eletricamente a 120 Circuito de Excita o Estator Carca a ROTOR DE P LOS TIPO GARRA Alternador BOSCH K1 Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 48 Alternador K1 A Vista explodida EA 7 j 10 ELEMENTOS PARA AN LISE DE DESEMPENHO COMPARA O DE MOTORES Para se comparar os desempenhos dos motores os seguintes elementos s o geralmente considerados 1 Consumo espec fico de combust vel Ilb HP h ou g CV h 2 Press o m dia efetiva lb in ou Kg cm 3 Rela o peso pot ncia peso do motor BHP 4 Pot ncia por unidade de cilindrada BHP in ou BHP cm A compara o depende do fim a que se destina o motor Para motores de avia o por exemplo os elementos 1 e 3 podem ser os mais significativos enquanto para um motor estacion rio o consumo espec fico de combust vel de import ncia fundamental Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 49
13. de carga e a in rcia da massa de ar fazendo cair o rendimento volum trico Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 28 Como a quantidade de combust vel injetada dosada pela bomba injetora por meio da varia o de d bito controlada pelo mecanismo de acelera o limita se a quantidade m xima de combust vel que pode ser injetada Dependendo do tipo de motor essa limita o feita por um batente do acelerador que n o permite acelerar o motor al m daquele ponto O mecanismo de acelera o por si s n o capaz de controlar a rota o do motor quando ela tende a cair com o aumento da carga ou a aumentar com a redu o da mesma carga necess rio ent o outro dispositivo que assegure controle da dosagem de combust vel em fun o das solicita es da carga Na maioria dos motores este dispositivo constitu do por um conjunto de contrapesos girantes que por a o da for a centr fuga atua no mecanismo de acelera o de modo a permitir o suprimento de combust vel sem varia es bruscas e respondendo de forma suave s solicita es da carga Conhecidos como reguladores ou governadores de rota es s o utilizados em todos os motores Diesel e dependendo da aplica o como visto no in cio deste trabalho tem caracter sticas distintas e bem definidas No caso espec fico dos motores para grupos Diesel geradores a regula o da velocidade um item particularmente cr tico uma vez que a frequ nci
14. fazendo a inje o diretamente pelo bico injetor acionado pela rvore de comando de v lvulas H ainda aqueles que utilizam bombas rotativas que distribuem o combust vel para os cilindros num processo semelhante ao do distribuidor de corrente para as velas utilizado nos motores de autom veis As bombas injetoras rotativas ou em linha para que funcionem s o instaladas no motor sincronizadas com os movimentos da rvore de manivelas Ao processo de instala o da bomba injetora no motor d se o nome de calagem da bomba Cada Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 25 fabricante de motor adota segundo o projeto de cada modelo que produz um processo para a calagem da bomba injetora Na maioria dos casos a coincid ncia de marcas existentes na engrenagem de acionamento da bomba com as marcas existentes na engrenagem acionadora suficiente para que a bomba funcione corretamente Em qualquer caso por m absolutamente necess rio consultar a documenta o t cnica fornecida pelo fabricante sempre que se for instalar uma bomba injetora pois os procedimentos s o diferentes para cada caso SISTEMA DE INJE O BOSCH ma Tubo de pressa 6 USS j i _ V lvula i Cilindro bo atenas Pist o Cremalheiro j PYY ve RA o E Ma bo TI Kas j 4 m l f a s a Pa r Manga de regulogem Asa do pist o Mola de pist o Prato de mol
15. gerenciamento eletr nico assistidos por sensores e atuadores a comandos hidr ulicos el tricos e ou pneum ticos J se utilizam atualmente turbocompressores com capacidade para girar at 240 mil rpm Estes desenvolvimentos incluem novos sistemas de mancais com a utiliza o de rolamentos de esferas especiais e mancais a ar A plataforma de desenvolvimento principal ser o conceito atualmente conhecido como geometria vari vel VGT em que dependendo das varia es da carga aplicada ao motor faz se variar o fluxo de gases de escape sobre a turbina variando assim a energia fornecida e por consequ ncia a quantidade de ar enviada pelo compressor para os cilindros Al m do conceito de geometria vari vel h op es de multiest gios e a combina o de compressores centr fugos com compressores radiais O objetivo principal manter a rela o ar combust vel em qualquer situa o operacional do motor em propor es que propiciem o melhor aproveitamento poss vel da energia t rmica do combust vel reduzindo as emiss es de poluentes e produzindo ru dos em n veis reduzidos Nos motores atuais para grupos geradores as respostas s solicita es das cargas para manter constante a rota o do motor s o baseadas unicamente na dosagem do combust vel podendo ocorrer desequil brios e produ o de fuma a negra em virtude do turbocompressor s poder suprir a quantidade necess ria de ar quando impulsionado por uma quantidade c
16. o uso Laser trabalho comercial leve pesado m dio cont nuo e cont nuo Al m dos segmentos de aplica es os motores Diesel podem ser classificados pelo tipo de sistema de arrefecimento que utilizam normalmente a gua ou a ar e pelo n mero e disposi o dos cilindros que normalmente s o dispostos em linha quando os cilindros se encontram em uma nica fileira ou em V quando os cilindros s o dispostos em fileiras obl quas As diferen as b sicas entre os diversos tipos de motores Diesel residem essencialmente sobre os sistemas que os comp em Todos funcionam segundo as mesmas leis da termodin mica por m as altera es de projeto que se efetuam sobre os sistemas e seus Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 1 componentes resultam em caracter sticas de opera o que os tornam adequados para aplica es diferentes Os sistemas que constituem os motores Diesel s o e Sistema de Admiss o de ar e Sistema de Combust vel a se incluindo os componentes de inje o de leo Diesel e Sistema de Lubrifica o e Sistema de Arrefecimento e Sistema de Exaust o ou escapamento dos gases e Sistema de Partida O motor propriamente dito composto de um mecanismo capaz de transformar os movimentos alternativos dos pist es em movimento rotativo da rvore de manivelas atrav s da qual se transmite energia mec nica aos equipamentos acionados como por exemplo um gerador de corrente alterna
17. para medir a viscosidade Para os leos lubrificantes utilizados em motores adotado o Viscos metro Saybolt Universal O sistema Saybolt Universal consiste em medir o tempo em segundos do escoamento de 60 ml de leo determinada temperatura A indica o da viscosidade em SSU Segundos Saybolt Universal As temperaturas padronizadas para o teste s o 70 100 130 ou 210 F que correspondem respectivamente a 21 1 C 37 8 C 54 4 C e 89 9 C Em ess ncia consiste de um tubo de 12 25 mm de comprimento e di metro de 1 77 mm por onde deve escoar os 60 ml de leo 7 3 1 CLASSIFICA ES A SAE estabeleceu a sua classifica o para leos de c rter de motor segundo a tabela Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 40 N VISCOSIDADE E M nimo M ximo M nimo 5w 4 000 200 J sof o ot o A letra w Winter inverno indica que a viscosidade deve ser medida a zero grau Farenheit Observa se que o n mero SAE n o um ndice de viscosidade do leo mas sim uma faixa de viscosidade a uma dada temperatura exemplificando um leo SAE 30 poder ter uma viscosidade a 210 F entre 58 e 70 SSU O API classificou os leos lubrificantes designando os segundo o tipo de servi o As classifica es API encontradas nas embalagens dos leos lubrificantes s o ML Motor Light leos pr prios para uso em motores a gasolina que funcionem em serv
18. se pode ver que para cargas inferiores a 30 da capacidade nominal do motor h um crescimento acentuado do consumo em kg HPh www joseclaudio eng br CONSUMO ESPEC FICO DE COMBUST VEL T PICO 0 35 0 30 0 25 0 20 0 15 0 10 0 05 Consumo em kg HPh 0 20 40 60 80 100 120 PERCENTUAL DE CARGA Para os grupos geradores frequentemente o usu rio quer saber o consumo espec fico de combust vel em rela o aos kWh gerados da mesma forma como para o ve culo importante saber o consumo em termos de quil metros com um litro de combust vel Neste caso basta considerar o consumo espec fico de combust vel em g kWh do motor e dividir pelo rendimento do alternador 2 4 2 1 RENDIMENTO T RMICO a rela o entre a pot ncia produzida e a pot ncia calor fica entregue ou seja a efici ncia de transforma o de calor em trabalho para um ciclo n Pot ncia Produzida Pot ncia Calor fica Por defini o 1 HPh 2545 BTU A pot ncia calor fica do combust vel dada em Kcal kg BTU g ou unidades semelhantes sempre em quantidade de calor em rela o massa Chamando se o poder calor fico de Q em BTU 9 e o consumo espec fico de combust vel de b em g HPh tem se Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 13 Calor recebido bQ e o rendimento t rmico resulta 2545 n bx 2 4 3 RELA O AR COMBUST VEL Para a combust o completa de cada pa
19. sensores a unidade de comando pode captar a condi o atual de funcionamento do motor e do ve culo em geral Ela processa os sinais gerados pelos sensores e recebidos atrav s de cabos de dados Com as informa es obtidas ela tem condi o de exercer comando e regulagem sobre o ve culo e principalmente sobre o motor O sensor de rota o do eixo de comando determina com o aux lio do efeito Hall se o cilindro se encontra no PMS da combust o ou da troca de g s Um potenci metro na fun o de sensor do pedal do acelerador informa atrav s de um sinal el trico unidade de comando com que for a o condutor acionou o pedal acelera o O medidor de massa de ar informa unidade de comando qual a massa de ar atualmente dispon vel para assegurar uma combust o possivelmente completa Havendo um turbocompressor atua ainda o sensor que registra a press o de carga Com base nos valores dos sensores de temperatura do agente de refrigera o e de temperatura do ar De acordo com o ve culos s o conduzidos ainda outros sensores e cabos de dados at a unidade de comando para fazer cumprir as crescentes exig ncias de seguran a e de conforto Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 24 7 i i Pa Pa d T Giat e Ediz p us a 4 5 6 7 8 9 1 medidor de massa de ar 6 sensor de rota o do eixo da 2 unidade de comando manivela 3 bomba de alta press o 7 sensor de temperatura do motor
20. ultrapassar a 60 C A bateria deve ser colocada o mais pr ximo poss vel do motor de partida os cabos custam caro deve haver possibilidade de elimina o dos vapores cidos A densidade do cido sulf rico dilu do de 1 28 kg dm As baterias de a o alcalinas s o mec nica e eletricamente menos sens veis Sua descarga espont nea menor Tem a desvantagem de uma tens o de descarga inferior a 1 25 V comparada a 2 0 V sua tens o de carga de 1 7 at 1 75 V Seu pre o mais elevado necess rio verificar periodicamente o n vel do eletr lito das baterias e quando necess rio completar com gua destilada Em nenhuma hip tese adicionar gua comum ou cido para corrigir a densidade Quando a bateria trabalha com n vel baixo de eletr lito ocorre o empenamento de uma ou mais placas com perda total da mesma Os terminais das baterias devem ser mantidos limpos e untados com vaselina neutra para impedir a forma o de crostas de xidos Quando necess rio limpar os terminais com uma solu o de bicarbonato de s dio para remover os dep sitos de xidos O controle da densidade do eletr lito por meio de um dens metro fornece indica es quanto ao estado de carga das baterias Quando um dos elementos apresentar densidade mais baixa que os outros provavelmente este elemento est com uma placa empenada e a bateria torna se incapaz de se manter carregada devendo ser substitu da 9 2 COMPONENTES EL TRICOS
21. Centr fugo Elemento descart vel Filtros de lubrificante SCANIA 7 2 TROCADOR DE CALOR O trocador de calor ou radiador de leo tem a finalidade de transferir calor do leo lubrificante cuja temperatura n o pode ser superior a 130 C para o meio refrigerante utilizado no motor Nos motores refrigerados a ar o trocador de calor instalado na corrente de ar A transfer ncia de calor para o refrigerante de aproximadamente 50 Kcal CVh para os motores refrigerados a gua e de 100 Kcal CVh nos motores com refrigera o a ar Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 39 Radiador de leo SCANIA 7 3 LEO LUBRIFICANTE O leo lubrificante est para o motor assim como o sangue est para o homem Gra as ao desenvolvimento da tecnologia de produ o de lubrificantes poss vel atualmente triplicar a vida til dos motores pela simples utiliza o do lubrificante adequado para o tipo de servi o Os leos lubrificantes dispon veis no mercado s o classificados primeiro pela classe de viscosidade SAE Society Of Automotive Engineers e a seguir pela classe de pot ncia API American Petroleum Institute A caracter stica mais importante do leo lubrificante a sua viscosidade que a resist ncia interna oferecida pelas mol culas de uma camada quando esta deslocada em rela o a outra o resultado de um atrito interno do pr prio lubrificante Existem v rios aparelhos
22. Diesel especialmente sujeitos a servi o pesado onde tanto as condi es do combust vel quanto as caracter sticas do motor se somam na tend ncia de provocar desgaste e formar res duos Com a finalidade de facilitar a escolha dos leos pelo consumidor leigo o API com a colabora o da ASTM e SAE desenvolveu o sistema de classifica o de servi o indicado pela sigla S para os leos tipo Posto de Servi o Service Station e C para os leos tipo comercial ou para servi os de terraplanagem Abaixo a classifica o de servi o AS Servi o de motor a gasolina e Diesel SB Servi o com exig ncias m nimas dos motores a gasolina SC Servi o de motor a gasolina sob garantia SD Servi o de motores a gasolina sob garantia de manuten o SE Servi o de motores a gasolina em autom veis e alguns caminh es CA Servi o leve de motor Diesel CB Servi o moderado de motor Diesel CC Servi o moderado de motor Diesel e a gasolina e CD Servi o severo de motor Diesel Tamb m as for as armadas americanas estabeleceram especifica es para os leos lubrificantes que s o encontradas nas embalagens comerciais como MIL L 2104 B e MIL L 2104C para motores Diesel As diferen as entre os diversos tipos de lubrificantes residem nas subst ncias adicionadas ao leo para dot lo de qualidades outras S o os Aditivos que n o alteram as caracter sticas do leo mas atuam no sentido de refor las Os aditi
23. MOTORES E GERADORES PRINC PIOS DE FUNCIONAMENTO INSTALA O OPERA O E MANUTEN O DE GRUPOS DIESEL GERADORES 1 MOTORES DIESEL S o m quinas t rmicas alternativas de combust o interna destinadas ao suprimento de energia mec nica ou for a motriz de acionamento O nome devido a Rudolf Diesel engenheiro franc s nascido em Paris que desenvolveu o primeiro motor em Augsburg Alemanha no per odo de 1893 a 1898 Oficialmente o primeiro teste bem sucedido foi realizado no dia 17 de fevereiro de 1897 na Maschinenfabrik Augsburg Segundo sua aplica o s o classificados em 4 tipos b sicos ESTACION RIOS Destinados ao acionamento de m quinas estacion rias tais como Geradores m quinas de solda bombas ou outras m quinas que operam em rota o constante INDUSTRIAIS Destinados ao acionamento de m quinas de constru o civil tais como tratores carregadeiras guindastes compressores de ar m quinas de minera o ve culos de opera o fora de estrada acionamento de sistemas hidrost ticos e outras aplica es onde se exijam caracter sticas especiais espec ficas do acionador VEICULARES Destinados ao acionamento de ve culos de transporte em geral tais como caminh es e nibus MAR TIMOS Destinados propuls o de barcos e m quinas de uso naval Conforme o tipo de servi o e o regime de trabalho da embarca o existe uma vasta gama de modelos com caracter sticas apropriadas conforme
24. O rebaixamento da temperatura da gua no radiador da ordem de 5 C As bolhas de vapor que se formam nos pontos de press o mais baixa antes da bomba devem ser eliminadas atrav s da linha i e chegando ao tanque de expans o a se condensam A Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 43 capacidade de press o da bomba centr fuga de 10 a 20 m de eleva o e a quantidade de gua em circula o proporcional velocidade O fluxo do meio de refrigera o controlado por v lvula s termost tica s SISTEMA DE REFRIGERA O OU DE ARREFECIMENTO DO MOTOR DIESEL T pico a reservat rio com tampa de alimenta o tanque de expans o b bomba centr fuga c bloco do motor d cabe ote s dos cilindros e radiador f trocador de calor g v lvula termost tica h v lvula manual para alimenta o i elimina o das bolhas de vapor As temperaturas em C de abertura das v lvulas termost ticas est o assinaladas nas circula es correspondentes Bomba d gua SCANIA Radiador e H lice SCANIA falsa a id ia de que a elimina o da v lvula termost tica melhora as condi es de refrigera o do motor Muitos mec nicos ao se verem diante de problemas de superaquecimento do motor eliminam a v lvula termost tica permitindo que o motor trabalhe abaixo das temperaturas ideais em condi es de poucas solicita es e quando sob regime d
25. Pa em mmHg e Ta em C Pa Press o barom trica do ar seco press o barom trica observada press o parcial de vapor levantada com aux lio da carta psicrom trica Ta Temperatura absoluta do ar aspirado medida a 15 cm da entrada da admiss o Este fator permite a corre o do torque da pot ncia e da press o m dia efetiva observados durante o ensaio N o deve ser aplicado ao consumo espec fico de combust vel pois sup e se que o motor receba a quantidade correta de combust vel a ser queimado com o ar aspirado Em motores Diesel funcionando com rela o ar combust vel constante o fator de redu o dado pela express o 736 T 273 p So Para Pa em mmHg e Ta em C ou a Ra Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 19 29 92 T 460 P 520 a Ri Para Pa em inHg e Ta em F NOTA Para motores Diesel em ensaios com fornecimento constante de combust vel limita o fixa da bomba injetora o m todo empregado para redu o dos resultados gr fico A descri o deste m todo pode ser encontrada na norma NBR 5484 da ABNT 2 5 COMBUST O NO MOTOR DIESEL e Processo por inje o O g s de combust o aspirado ou induzido sob press o t o comprimido temperatura entre 550 e 600 C que se d a auto igni o Uma parte do combust vel injetada em primeiro lugar queima rapidamente e o que injetado em seguida em maior quantidade queima a press o aproxima
26. a Tucho de roletes Eixo de comando Ressalto gt Bomba alimentadora A dosagem do combust vel feita pela posi o da cremalheira conectada ao acelerador por meio do governador de rota es D bito nulo D bito m dio D bito m ximo Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 26 Dosagem do combust vel Com o mesmo deslocamento vertical o pist o injeta mais ou menos combust vel em fun o da sua posi o O que muda o tempo final de d bito Bomba Injetora BOSCH Wista explodida Eu OCR P g 27 www joseclaudio eng br Eng Jos Claudio Pereira Bicos injetores Normalmente instalados nos cabe otes tem a finalidade de prover o suprimento de combust vel pulverizado em forma de n voa A agulha do injetor se levanta no come o da inje o devido for a exercia pela press o na linha de combust vel suprida pela bomba injetora Durante os intervalos de tempo entre as inje es se mant m fechado automaticamente pela a o de uma mola Uma pequena quantidade de combust vel utilizada para lubrificar e remover calor das partes m veis dos injetores retornada ao sistema de alimenta o de combust vel Os bicos injetores assim como as bombas s o fabricados para aplica es espec ficas e n o s o intercambi veis entre modelos diferentes de motores Em muitos casos um mesmo modelo de motor em decorr ncia de alguma evolu o introd
27. a dos distribuidores autorizados disponibiliza para os usu rios a op o de venda de remanufaturado a base de troca que al m de ser r pida tem a mesma garantia da pe a nova Em geral as oficinas que se dizem especializadas utilizam buchas de bronze em substitui o das buchas sinterizadas e usinam as carca as quando da realiza o de recondicionamentos e na maioria dos casos n o disp em do equipamento para balanceamento do conjunto rotativo fazendo com que a durabilidade de um turbocompressor recondicionado nessas condi es fique ainda mais reduzida O defeito mais frequente o surgimento de vazamentos de leo lubrificante que quando ocorre pelo lado do rotor frio compressor pode consumir o leo lubrificante do c rter sem que seja percebido Em geral o mau funcionamento do turbocompressor percebido pela perda de pot ncia do motor sob plena carga e pela presen a de leo lubrificante e fuma a preta na tubula o de escapamento Em alguns casos pode se perceber ru do anormal Filtro de ar obstru do tamb m uma causa frequente de defeito do turbocompressor O efeito da suc o do rotor do compressor no interior da carca a puxa leo lubrificante atrav s das veda es do eixo provocando defici ncia de lubrifica o e consumo excessivo de lubrificante NOVAS TECNOLOGIAS Para as pr ximas gera es de motores Diesel est o sendo desenvolvidos turbocompressores dotados de recursos para interatividade com
28. a antes de ser comprimida no interior dos cilindros A combust o da mistura provocada por centelha produzida numa vela de igni o o caso de todos os motores a gasolina lcool g s ou metanol que s o utilizados em geral nos autom veis Motores do ciclo Diesel s o aqueles que aspiram ar que ap s ser comprimido no interior dos cilindros recebe o combust vel sob press o superior quela em que o ar se encontra A combust o ocorre por auto igni o quando o combust vel entra em contato com o ar aquecido pela press o elevada O combust vel que injetado ao final da compress o do ar Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 3 na maioria dos motores do ciclo Diesel o leo Diesel comercial por m outros combust veis tais como nafta leos minerais mais pesados e leos vegetais podem ser utilizados em motores constru dos especificamente para a utiliza o destes combust veis O processo Diesel n o se limita a combust veis l quidos Nos motores segundo o processo Diesel podem ser utilizados tamb m carv o em p e produtos vegetais Tamb m poss vel a utiliza o de g s como combust vel no processo Diesel nos motores conhecidos como de combust vel misto ou convers veis que j s o produzidos em escala consider vel e vistos como os motores do futuro Para os combust veis l quidos as diferen as principais entre os motores do ciclo Otto e do Ciclo Diesel s o Motores de C
29. a d gua ventilador alternador de carga das baterias e para sincronismo da bomba de combust vel e da rvore de comando de v lvulas Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 2 e Se o traseira Onde se encontram o volante e respectiva carca a para montagem do equipamento acionado Todos os cuidados de manuten o preventiva se concentram sobre os sistemas do motor O mecanismo principal s recebe manuten o direta por ocasi o das revis es gerais de recondicionamento ou reforma quando totalmente desmontado ou se eventualmente necessitar de interven o para manuten o corretiva em decorr ncia de defeito ou acidente Os componentes internos est o sujeitos a desgastes inevit veis por m sua durabilidade e performance dependem unicamente dos cuidados que forem dispensados aos sistemas Turbocompressor Coletor de cl o V lvulas de Coletor d Admiss oe Balancins o Admiss o iltro de lt Comb st vel Pist o Biela Carter n E rvore de Cames Damper Camisa Arvore de Manivelas Comando de v lvulas Motor Diesel CUMMINS modelo 6CT8 3 visto em corte 2 PRINC PIOS DE FUNCIONAMENTO Os motores de combust o interna segundo o tipo de combust vel que utilizam s o classificados em motores do ciclo Otto e motores do ciclo Diesel nomes devidos aos seus descobridores Motores do ciclo Otto s o aqueles que aspiram a mistura ar combust vel preparad
30. a da tens o gerada no alternador necessita ser mantida constante ou seja o motor Diesel deve operar em rota o constante independente das solicita es da carga Isto significa que a cada aparelho el trico que se liga ou desliga o governador deve corrigir a quantidade de combust vel injetada sem permitir varia es da RPM o que quase imposs vel dado o tempo necess rio para que as corre es se efetivem Para solucionar o problema existem quatro tipos b sicos de governadores que s o e Governadores mec nicos Constitu dos por um sistema de contrapesos molas e articula es atuam no mecanismo de acelera o aumentando ou diminuindo o d bito de combust vel sempre que a rota o se afasta do valor regulado em geral 1800 RPM Tem tempo de resposta considerado longo e permitem oscila es em torno do valor regulado Dependendo da carga que for aplicada bruscamente permitem quedas acentuadas da RPM e na recupera o permitem ultrapassar o valor regulado para em seguida efetuar nova corre o de menor grau S o mais baratos e utilizados em grupos Diesel geradores que alimentam equipamentos pouco sens veis s varia es de frequ ncia Tem precis o de regula o em torno de 3 podendo chegar at 1 5 O tipo mais comum utilizado em grande numero de motores equipados com bombas injetores Bosch em linha o governador Bosch modelo RSV Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 29 Carca a do
31. alto ponto de igni o A pr combust o a tend ncia do combust vel auto igni o quando da inje o no motor Diesel e caracter stica importante para o desempenho do combust vel neste tipo de motor medida pelo ndice de cetana O leo Diesel uma mistura de hidrocarbonetos com ponto de ebuli o entre 200 e 360 C obtido por destila o do petr leo por hidrogena o s ntese ou craqueamento catal tico a baixas temperaturas Tem poder calor fico m dio ou calor de combust o de 11 000 Kcal Kg O leo Diesel comum ou comercial utilizado universalmente embora atenda aos requisitos b sicos em termos de caracter sticas f sicas e qu micas requer cuidado quanto ao manejo e utiliza o A gua presente em maior ou menor concentra o o principal contaminante e deve sempre ser removida por centrifuga o ou filtragem especial com decantadores Como os componentes das bombas e bicos injetores s o constru dos com folgas adequadas lubrifica o pelo pr prio leo Diesel a presen a de gua os danifica imediatamente Al m de gua todo leo Diesel tem um certo teor de enxofre que n o pode ser removido do qual resulta ap s a combust o compostos nocivos sa de S o as seguintes as caracter sticas e especifica es para o leo Diesel adequado Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 35 ROPRIEDADE ESPECIFICA O Numero de Cetana Teor de Enxofre Teor de
32. co que exerce a fun o de sensor de RPM 2 Regulador eletr nico propriamente dito ou unidade de controle e 3 Atuador A constru o pode variar conforme o fabricante mas todos funcionam segundo os mesmos princ pios O pick up magn tico uma bobina enrolada sobre um n cleo ferromagn tico e instalado na carca a do volante com a proximidade adequada dos dentes da cremalheira Com o motor em funcionamento cada dente da cremalheira ao passar pr ximo ao pick up magn tico induz um pulso de corrente el trica que captado pelo regulador A quantidade de pulsos por segundo frequ ncia comparada pelo regulador com o valor padr o ajustado Se houver diferen a o regulador altera o fluxo de corrente enviada para o atuador que efetua as corre es do d bito de combust vel para mais ou para menos conforme necessidade H atuadores que trabalham ligados haste de acelera o da bomba injetora como nos governadores hidr ulicos e outros que s o instalados no interior da bomba e atuam diretamente sobre o fluxo de combust vel Os atuadores externos mais conhecidos s o os fabricados pela Woodward governadores modelo EPG e os internos s o os utilizados nos motores Cummins governador EFC Unidade de Controle Governador Eletr nico WOODWARD modelo EPG 12 ou 24 Volts SE Maon tico Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 31 Sensor magn tico B Cabo da a Governador Eletr nico
33. constante que seria necess ria PRESS O no interior do cilindro durante o curso de expans o MEDIA EFETIVA para desenvolver uma pot ncia igual pot ncia no eixo E a press o hipot tica constante que seria necess ria no interior do cilindro durante o curso de expans o para desenvolver uma pot ncia igual pot ncia nominal PRESS O M DIA NOMINAL Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 5 a press o hipot tica constante que seria necess ria ER no interior do cilindro durante o curso de expans o Pr ATRITO para desenvolver uma pot ncia igual pot ncia de atrito B CONSUMO Consumo hor rio de combust vel Consumo espec fico de combust vel B P com o b ao ndice e pe a pot ncia efetiva e com o ndice 1 ESPEC FICO CI a refere se pot ncia nominal a raz o entre a pot ncia medida no eixo e a RENDIMENTO Pot ncia total desenvolvida pelo motor ou seja Nm MEC NICO m e P P P P ou ent o N P P P P Prop RENDIMENTO Ou rendimento econ mico o produto do rendimento Ne UTIL nominal pelo rendimento mec nico N Nn RENDIMENTO o rendimento nominal Rela o entre a pot ncia N INDICADO indicada e a pot ncia total desenvolvida pelo motor N Ae o rendimento calculado do motor ideal a rela o entre os rendimentos nominal e te rico Ne EFICIENCIA N NA RENDIMENTO a rela o entre as
34. da que denominamos ALTERNADOR Este mecanismo se subdivide nos seguintes componentes principais a Bloco de cilindros Onde se alojam os conjuntos de cilindros compostos pelos pist es com an is de segmento camisas bielas rvores de manivelas e de comando de v lvulas com seus mancais e buchas Na grande maioria dos motores constru do em ferro fundido e usinado para receber a montagem dos componentes Grandes motores navais tem bloco constru do em chapas de a o soldadas e alguns motores de pequeno porte t m bloco de liga de alum nio b Cabe otes Funcionam essencialmente como tamp es para os cilindros e acomodam os mecanismos das v lvulas de admiss o e escape bicos injetores e canais de circula o do l quido de arrefecimento Dependendo do tipo de constru o do motor os cabe otes podem ser individuais quando existe um para cada cilindro ou m ltiplos quando um mesmo cabe ote cobre mais de um cilindro c C rter o reservat rio do leo lubrificante utilizado pelo sistema de lubrifica o constru do em ferro fundido liga de alum nio ou chapa de a o estampada Em alguns motores o c rter do tipo estrutural formando com o bloco uma estrutura r gida que funciona como chassis da m quina como se v em alguns tratores agr colas d Se o dianteira a parte dianteira do bloco onde se alojam as engrenagens de distribui o de movimentos para os acess rios externos tais como bomb
35. damente constante A combust o n o ocorre inteiramente caso n o se sucedam no tempo certo o aquecimento do combust vel e a igni o A inje o come a antes do pist o atingir o PMS no tempo de compress o S se consegue uma boa combust o quando h a melhor mistura poss vel entre as got culas de combust vel e o ar necess rio combust o Para tanto faz se necess rio entre outras coisas a adequa o do jato de combust vel forma da c mara de combust o com ou sem reparti es Outras possibilidades um ou mais jatos disposi o dos jatos comprimento dos jatos sua for a tamanho das got culas turbilhonamento mais intenso do ar de combust o Forma do pist o c mara de combust o repartida com c maras de ar pr c maras ou c maras de turbilhonamento e tamb m fluxo de ar tangencial e Igni o Pode n o se dar uma sens vel vaporiza o do combust vel Diesel de elevado ponto de ebuli o devido rapidez do processo As got culas de combust vel que s o injetadas inflamam se ap s terem sido levadas temperatura de auto igni o pelo ar pr aquecido e comprimido no cilindro O intervalo de tempo entre a inje o e a igni o deve estar sincronizada com a calagem da rvore de manivelas correspondente a eleva o adequada de press o O retardo da igni o deve ser o m nimo poss vel caso contr rio chega c mara de combust o uma quantidade excessiva de combust vel n o queimado que i
36. de exaust o e de carga com menor poder calor fico e consumo de combust vel relativamente elevado carga calor fica consideravelmente mais elevada que num motor de quatro tempos de igual dimensionamento Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 7 2 4 TEORIA DO MOTOR O motor tem sua capacidade definida em termos de pot ncia em HP Horsepower ou CV Cavalo Vapor E a indica o da quantidade de trabalho que ele capaz de realizar na unidade de tempo Por defini o 1 HP a pot ncia necess ria para elevar a altura de um p em um segundo uma carga de 550 libras e 1 CV a pot ncia necess ria para elevar a altura de um metro em um segundo uma carga de 75 quilogramas Ou seja 1 HP 550 Ib ft seg e 1 CV 75 kgm seg Se a unidade de tempo utilizada for o minuto multiplicamos 550 x 60 e temos 1 HP 33 000 Ib ft min e 1 CV 75 x 60 4 500 kgm min 2 4 1 DEFINI ES DE POT NCIAS Embora existam normas brasileiras que definam o desempenho e as pot ncias dos motores Diesel as f bricas existentes no Brasil adotam as normas dos seus pa ses de origem Assim Scania Mercedes MWM Volvo e outras de origem europ ia adotam as normas DIN 6270 e 6271 para as defini es de pot ncias dos motores que fabricam enquanto as de origem americana tais como Caterpillar Cummins General Motors e outras adotam as normas IS08528 3046 AS2789 e SAE BS5514 As normas brasileiras que tratam dos motores s o a
37. dmiss o do g s de escapamento b sa da do g s de escapamento c admiss o do ar d sa da do ar e entrada do leo lubrificante f sa da do leo lubrificante g roda motriz da turbina h rotor da turbina i rotor da ventoinha k bucha flutuante de mancal Constitu do por um conjunto de dois rotores montados nas extremidades do mesmo eixo o turbocompressor acionado pela energia cin tica dos gases de escape que impulsiona o rotor quente ou turbina fazendo com que o rotor frio compressor radial na outra extremidade impulsione o ar para os cilindros O turbocompressor trabalha em rota es elevadas 80 000 a 100 000 RPM temperatura m xima do g s de escape at 790 C proporciona um ganho de pot ncia nos motores Diesel da ordem de 30 a 40 e redu o do consumo espec fico de combust vel no entorno de 5 Devido ao aumento da press o m xima de combust o exige se uma veda o s lida e uma maior press o da inje o O fluxo do leo para as guias das v lvulas deve ser garantido devido a sobrepress o do g s nos canais e o primeiro anel de segmento do pist o motor deve ser instalado em canaleta refor ada com suporte especial de a o ou ferro fundido O turbocompressor devido s altas rota es de opera o trabalha com o eixo apoiado sobre dois mancais de buchas flutuantes que recebem lubrifica o tanto interna quanto externamente Ao parar o motor durante um certo intervalo de tempo o t
38. do como pot ncia efetiva do motor difere de uma norma para a outra A norma ABNT mais rigorosa e prev que por exemplo as pot ncias de acionamento da bomba centr fuga e do ventilador dever o ser descontadas ao definir a pot ncia de um motor industrial normalmente equipado com estes acess rios As normas americanas estabelecem as condi es atmosf ricas padr o de acordo com a ISO3046 em 29 61 in Hg de press o barom trica equivalente a uma altitude de 300 ft acima do n vel do mar e adotam o mesmo conceito de sobrecarga de 10 como nas normas DIN Para os motores Diesel estacion rios destinados a aplica o em grupos geradores estabelecem regimes de opera o considerando fatores de carga e definem tr s regimes de trabalho Stand by Prime Power e Continuous O regime Stand by o que definimos como emerg ncia e estabelecido sobre a pot ncia efetiva cont nua limitada o regime Prime Power o que chamamos de cont nuo e estabelecido sobre a pot ncia efetiva cont nua n o limitada e o Continuous um regime definido como sendo uma pot ncia em que o motor pode operar 24 horas por dia com carga constante Embora as normas recomendem o contr rio todos os montadores de grupos geradores especificam seus produtos pela pot ncia intermitente ou de emerg ncia pot ncia efetiva cont nua limitada Se o usu rio pretender adquirir um grupo gerador deve conhecer bem suas necessidades e especificar de forma clara o regime d
39. e at que o operador libere a chave de partida o motor de partida ir girar em vazio Chop mogrn fico Alaanco da liga o Pah o Sopoto polar Hoban da esciln o ESen de camda ai iii Motores Diesel antigos utilizam dispositivos auxiliares de partida Os motores modernos s necessitam desses dispositivos quando operando em ambientes de baixas temperaturas menos de zero C S o v rios os recursos auxiliares de partida a frio O mais utilizado atualmente a inje o de produtos vol teis ter por exemplo no coletor de admiss o Mas Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 46 h motores que s o dotados de eletrodos incandescentes que s o alimentados pela s bateria s durante a partida para auxiliar o in cio de funcionamento 9 1 BATERIAS A pot ncia e a capacidade dependem do motor de partida da dura o e frequ ncia das partidas e dos dispositivos auxiliares que permanecem ligados tais como l mpadas de sinaliza o aparelhos de r dio calefa o etc A capacidade das baterias para motores Diesel varia de 84 a 270 Ah com 12 V 1 000 a 3 000 Wh referidos a um per odo de 20 horas com 27 C As baterias de chumbo tem um conte do de energia de 35 Wh kg 30 kcal kg ou 10 kpm kg A capacidade e a tens o de descarga diminuem rapidamente com a temperatura em decl nio A descarga espont nea de 0 5 at 1 0 da capacidade nominal por dia A temperatura da bateria n o deve
40. e maior rota o e carga n o disponha da quantidade suficiente de gua para troca de calor A press o interna do sistema controlada pela v lvula existente na tampa do radiador ou do tanque de expans o que em geral menor que 1 0 at Press es entre 0 5 e 1 0 at permitem o dimensionamento do radiador com menor capacidade entretanto com press es nesta faixa as juntas e veda es ficam submetidas a solicita es mais elevadas necess rio manter a pressuriza o adequada do sistema de refrigera o de acordo com as recomenda es do fabricante do motor pois baixas press es proporcionam a forma o de bolhas e cavita o nas camisas dos cilindros Os cabe otes devem receber um volume adequado de gua mesmo com temperaturas baixas para n o comprometer o funcionamento das v lvulas de admiss o e escapamento Normalmente a press o de trabalho do sistema de arrefecimento encontra se estampada na tampa do radiador Ao substituir a tampa necess rio utilizar outra de mesma press o Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 44 V LVULA TERMOST TICA PARA REGULA O DO FLUXO DE GUA DE REFRIGERA O a afluxo b sa da fria c sa da quente d prato da v lvula do lado quente com frestas de veda o para deixar escapar o ar durante o abastecimento e prato da v lvula lado frio f enchimento de cera g veda o de borracha o curso da v lvula depende da varia o de volume do material
41. e opera o Na maioria dos casos os grupos geradores s o de emerg ncia por m quando solicitados a operar na aus ncia do suprimento de energia da rede el trica local devem atender os consumidores pelo tempo que for necess rio suprindo a energia que for exigida A pot ncia que definimos como efetiva cont nua n o limitada permite um regime de trabalho com possibilidade de sobrecarga de 10 durante uma hora em cada 12 horas de opera o enquanto a pot ncia efetiva cont nua limitada n o admite sobrecargas Para medir a pot ncia do motor utiliza se o DINAM METRO O dispositivo mais antigo utilizado at os dias de hoje para medir a pot ncia do motor constitu do por um volante circundado por uma cinta conectada a um bra o cuja extremidade se ap ia sobre a plataforma de uma balan a O volante acionado pelo motor tem o seu movimento restringido pela press o aplicada cinta que transmite o esfor o ao bra o apoiado sobre a balan a A partir das leituras da balan a calcula se o esfor o despendido pelo motor Este dispositivo conhecido como FREIO DE PRONY nome devido ao seu inventor Gaspard Clair Francois Marie Riche De Prony 1755 1839 Embora atualmente existam equipamentos sofisticados o princ pio de determina o de pot ncia ao freio se mant m e os dinam metros modernos s o constru dos com o objetivo de opor uma resist ncia controlada e medida ao movimento de rota o da rvore de manivelas O fre
42. el stico cera durante a fus o ou solidifica o fe TAMPA DO RADIADOR COM V LVULAS DE SOBRE PRESSAO E DE DEPRESS O a v lvula de sobre press o b molas de a c tubo de descarga d v lvula de depress o e tampa 8 1 GUA DE REFRIGERA O A gua do sistema de refrigera o do motor deve ser limpa e livre de agentes qu micos corrosivos tais como cloretos sulfatos e cidos A gua deve ser mantida levemente alcalina com o valor do PH em torno de 8 0 a 9 5 Qualquer gua pot vel que se considera boa para beber pode ser tratada para ser usada no motor O tratamento da gua consiste na adi o de agentes qu micos inibidores de corros o em quantidade conveniente geralmente por meio de um filtro instalado no sistema conforme recomendado pelo fabricante A qualidade da gua n o interfere no desempenho do motor por m a utiliza o de gua inadequada a longo prazo pode resultar em danos irrepar veis A forma o de dep sitos s lidos de sais minerais produzidos por gua com elevado grau de dureza que obstruem as passagens provocando restri es e dificultando a troca de calor s o bastante frequentes gua muito cida pode causar corros o eletrol tica entre materiais diferentes O tratamento pr vio da gua deve ser considerado quando por exemplo for encontrado um teor de carbonato de c lcio acima de 100 ppm ou acidez com PH abaixo de 7 0 O sistema de arrefecimento periodica
43. ercharger turbocompressor sobrealimentador supercarregador turboalimentador ou simplesmente turbo o que mais importa s o os seus efeitos sobre o desempenho do motor No caso dos motores Diesel tem a finalidade de elevar a press o do ar no coletor de admiss o acima da press o atmosf rica fazendo com que no mesmo volume seja poss vel depositar mais massa de ar e conseq entemente possibilitar que maior quantidade de combust vel seja injetada resultando em mais pot ncia para o motor al m de proporcionar maior press o de compress o no interior do cilindro o que produz temperaturas de igni o mais altas e por conseq ncia melhor aproveitamento do combust vel com redu o das emiss es de poluentes Para melhorar os efeitos do turbo alimentador adiciona se ao sistema de admiss o de ar um processo de arrefecimento do ar admitido normalmente denominado de aftercooler ou intercooler dependendo da posi o onde se encontra instalado com a finalidade de reduzir a temperatura do ar contribuindo para aumentar ainda mais a massa de ar no interior dos cilindros A tend ncia para o futuro que todos os motores Diesel sejam turbo alimentados Nos motores turbo alimentados o rendimento volum trico em geral maior que 1 Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 15 Turbo alimentador acionado pelos gases de escape para motor Diesel Turbina de g s de escapamento com fluxo de fora para dentro a a
44. flama r pida e simultaneamente com o s bito aumento de press o Al m disto durante a igni o na fase fluida se formam per xidos com um indesej vel car ter explosivo Estas batidas d o aos carburantes um maior retardamento de igni o impr prio para motores Diesel A temperatura dos gases tem como limite superior a resist ncia das pe as alta temperatura e a qualidade do leo lubrificante e como limite inferior a temperatura da atmosfera O limite superior de press o dado pelo fato de que um aumento de compress o mesmo que pequeno acarreta um aumento nas for as do motor e consequentemente um aumento de resist ncia s seria poss vel com um aumento no seu peso As limita es de Volume s o consequ ncia da necessidade de se evitar expans es demasiado grandes pois s se consegue uma pequena vantagem de pot ncia com a desvantagem de um motor muito grande e pesado Para avaliar o n vel da convers o de energia no motor h processos de c lculo que permitem determinar as limita es acima 2 5 1 TIPOS DE INJE O O ponto mais importante a forma o da mistura mediante a inje o do combust vel antes e durante a auto igni o e combust o na carga de ar fortemente comprimida No desenvolvimento dos motores Diesel ao longo dos ltimos cem anos foram encontradas v rias solu es que em parte coexistem ainda em nossos dias e Inje o indireta Uma pequena parte da c mara de combust o antec
45. governadores digitais PID Proportional Integral Derivate as corre es s o semelhantes curva Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 33 x RPM Nominal Tempo Alguns exemplos de ajustes de governadores eletr nicos e digitais Velocidade 2 Corre o inadequada com sobrevelocidade Adicionar na partida e oscila es de corre o Carga Ajuste de sensibilidade muito alto Oscila es i Remover Carga Tempo Performance tima com pequeno Velocidade overshoot na partida Tempo Velocidade Performance tima na partida com pequeno aumento do tempo de corre o das varia es Tempo Velocidade Tempo de corre o muito longo Tempo Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 34 DROOP a varia o percentual entre as velocidades nominal em vazio e a final com aplica o Por exemplo Rota o nominal em vazio 1800 RPM Com 100 de carga 1740 RPM Droop 1800 1740 1800 0 0333 ou 3 3 100 Is crono o 1 i Droop RPM Carga gt 50 100 9 Para os motores das pr ximas gera es n o ser o mais necess rios governadores de rota es uma vez que bastar programar a ECU do sistema de inje o eletr nica para operar em rota o constante sob qualquer condi o de carga ou com o droop desejado 5 O COMBUST VEL Motores Diesel precisam para a auto igni o e queima perfeita de combust veis de
46. i o leve tais motores n o dever o ter caracter sticas construtivas que os tornem propensos forma o de dep sitos ou sujeitos corros o dos mancais MM Motor Medium leos pr prios para motores a gasolina cujo trabalho seja entre leve e severo tais motores poder o ser sens veis forma o de dep sitos e corros o de mancais especialmente quando a temperatura do leo se eleva casos em que se torna indicado o uso de leos motor medium MS Motor Severe leos indicados para uso em motores a gasolina sob alta rota o e servi o pesado com tend ncia corros o dos mancais e forma o de verniz e dep sitos de carbono em virtude n o s de seus detalhes de constru o como ao tipo de combust vel DG Diesel General leos indicados para uso em motores Diesel submetidos a condi es leves de servi o nos quais o combust vel empregado e as caracter sticas do motor tendem a n o permitir o desgaste e a forma o de res duos DM Diesel Medium S o leos pr prios para motores Diesel funcionando sob condi es severas usando al m disso combust vel tendente a formar res duos nas paredes dos cilindros sendo por m as caracter sticas do motor tais que o mesmo menos sens vel a o do combust vel do que aos res duos e ao ataque do lubrificante DS Diesel Severe Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 41 leos pr prios para motores
47. i reserva suficiente para o processo de recupera o do governador de rpm em princ pio ela n o deveria ser utilizada para grupos geradores Caso contr rio grandes quedas de velocidade em que em casos extremos a velocidade normal n o mais possa ser alcan ada tem que ser previstas para o caso de uma aplica o s bita da carga no limite de pot ncia por exemplo devido a altas correntes de partida de motores el tricos As pot ncias acima definidas ser o consideradas pot ncias teis se todos os dispositivos auxiliares necess rios opera o do motor por exemplo bomba injetora ventilador e bomba d gua estiverem sendo acionados pelo pr prio motor Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 8 A norma brasileira NBR 06396 n o somente estabelece os conceitos de pot ncia e consumo de motores de combust o interna mas indica tamb m como as pot ncias e os consumos de combust veis devem ser convertidos para condi es atmosf ricas particulares As normas DIN e ABNT tomam como padr o as mesmas condi es atmosf ricas isto uma press o barom trica de 76 mm Hg equivalente a uma altitude de cerca de 270 m acima do n vel do mar temperatura ambiente de 20 C e umidade relativa do ar de 60 H entretanto uma diferen a fundamental entre as normas DIN e ABNT que necess rio ressalvar a defini o dos acess rios que devem ser acionados pelo motor e cujo consumo de pot ncia n o deve ser calcula
48. iado a GW volume constante at a 478 Qua O trabalho obtido a rea hachurada com limites Cells a abcd O calor absorvido fornecido a press o constante ao longo da linha bc e o cedido o que V se remove durante da N o h troca de calor nas V V V transforma es adiab ticas ab e cd wwwjoseclaudio eng br Das defini es do item 2 1 temos que Pe Press o m dia efetiva em psi libra in ou em kg cm A rea da cabe a do pist o em in ou cm s Curso do pist o em pol ou cm z N mero de cilindros do motor n N mero de revolu es por minuto rpm e Vy Cilindrada total do motor em in ou cm Consideremos x N mero de rota es por cilindro entre dois cursos de expans o Para motores de quatro tempos x 2 A rela o n x ser o n mero de vezes por minuto que ocorre um curso de pot ncia ou tempo motor em cada cilindro Trabalho Sabendo se que Pot ncia Tempo e que Trabalho For a x deslocamento gt For a pex A e deslocamento s podemos escrever Pot ncia p x A x s x z x n x em unidades homog neas Como Vp A xs xz resulta Pot ncia p x Vy x n x donde conclu mos que _ Pot ncia x x Va xn Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 11 O termo Pot ncia na f rmula acima ser P quando a press o considerada for pe e analogamente P quando se tratar de p e P para p A press o m dia efetiva uma vari vel muito expressiva n
49. ico os diversos resultados e tra ar uma curva de consumo para o motor em prova Em geral a curva de consumo espec fico do motor apresenta os pontos mais favor veis de menor valor com carga em torno de 80 da pot ncia nominal e onde s o medidos os valores de torque mais elevados O consumo hor rio dado por B Massa Tempo Em Kg h ou Ibfh Medindo se o consumo hor rio sob regime conhecido de carga pode se determinar o consumo espec fico que uma vari vel importante a ser considerada na aplica o do motor De posse desses valores a Massa ser igual ao produto do Volume pela sua Densidade M pv Para o leo Diesel o valor da densidade tomado habitualmente como p 0 854 kgllitro embora algumas varia es para mais ou para menos possam ser verificadas Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 12 Massa pxv Pot ncia x Tempo Pxt Onde p Densidade do combust vel v Volume de combust vel consumido P Pot ncia do motor em HP t Tempo O consumo espec fico de combust vel um par metro de compara o muito usado para mostrar qu o eficientemente um motor est transformando combust vel em trabalho O emprego deste par metro tem maior aceita o que o rendimento t rmico porque todas as vari veis envolvidas s o medidas em unidade padr o Tempo Pot ncia e Peso Tipicamente para uma dada rota o o consumo espec fico apresenta se como na curva abaixo onde
50. incipal de leo Buchas da rvore de comando Lubrifica o para a parte superior do motor Mancais principais O 106 Gs ONA DD Passagem para lubrifica o das bielas 10 Linha sinalizadora da press o do leo na galeria principal Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 38 7 1 FILTROS Os filtros na maioria dos casos s o do tipo cartucho de papel descart vel e devem ser substitu dos a cada troca do leo lubrificante nos per odos recomendados pelo fabricante do motor Atualmente o tipo mais utilizado o spin on atarrachante O filtro de fluxo integral dotado de uma v lvula acionada por press o diferencial que em caso de entupimento do elemento abre se deixando circular o leo sem filtrar n o permitindo que o motor trabalhe sem circula o de lubrificante Nem sempre vantajoso utilizar o elemento de filtro mais barato Aparentemente todos os elementos de filtro dispon veis no mercado e s o muitos s o iguais Entretanto h diferen as impercept veis que devem ser consideradas Como n o poss vel para o consumidor fazer testes de qualidade dos filtros aplicados nos motores que utiliza recomend vel que se adquiram somente elementos de filtro que sejam homologados pelos fabricantes de motores os quais j efetuarem os testes de qualidade apropriados S o conhecidos como marcas de primeira linha e em geral equipam motores que saem da linha de montagem Filtro
51. io de PRONY ainda utilizado atualmente para determina o da pot ncia de pequenos motores el tricos Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 9 Barra Sapata z R E r a E E 177 A f N Edi mn Atrito s A n srei Cinta F Neo Volante BALAN A wumwjoseclaudio eng br A determina o da pot ncia do motor se faz considerando Rota o do motor n em rpm Comprimento do bra o R em m ou ft Leitura da balan a F em Ib ou Kg Com os elementos acima sabendo se que a periferia do volante percorre no intervalo de uma rota o a dist ncia 27xr contra a for a de atrito f aplicada pela cinta ent o em cada rota o tem se Trabalho 2 nr f O conjugado resistente ao atrito formado pelo produto da leitura F da balan a pelo valor do comprimento do bra o de alavanca R e ser exatamente igual ao produto r vezes f conjugado que tende a mover o bra o Logo rf FR e em uma rota o Trabalho 2 m F R O produto FR tamb m conhecido como TORQUE do motor Se o motor funcionar a n rpm o Trabalho por minuto ser dado por t 2 m F Rn A express o acima define a pot ncia desenvolvida pelo motor que pode ser expressa em HP Horsepower ou em CV Cavalo vapor dependendo das unidades empregadas Assim 2rFRn FRn E KRO ARR BIIN P lib HP 33 000 HP 5959 ara F em libras R em p s e n em rpm ou 2rFRn FRn Para F em Kg R em metros en em rpm z g
52. isitos para a utiliza o dos motores Diesel levaram ao desenvolvimento de diversos sistemas de inje o adequados s respectivas exig ncias O sistema de inje o de press o modulada Common Rail para motores de inje o direta abre perspectivas completamente novas Ampla rea de aplica o para ve culos de passeio e utilit rios leves com pot ncia de at 30 kw I cilindro para utilit rios pesados chegando at a locomotivas e navios com pot ncia de at 200 kw cilindro Alta press o de inje o de at cerca de 1400 bar In cio de inje o vari vel Possibilidade de pr inje o inje o principal e p s inje o Volume de inje o press o no Rail e in cio da inje o adaptados a cada regime de funcionamento assim como Pequenas toler ncias e alta precis o durante toda a vida til O sistema de inje o de press o modulada Common Rail produ o de press o e inje o s o acoplados A press o de inje o produzida independente da rota o do motor e do volume de inje o e est no Rail acumulador de combust vel de alta press o pronta para a inje o Momento e qualidade de inje o s o calculados na unidade de comando eletr nica e transportados pelo injetor unidade de inje o em cada cilindro do motor atrav s de uma v lvula magn tica ativada Com o injetor e a alta press o sempre iminente obt m se uma curva de inje o muito precisa Com a ajuda dos
53. izam chegaram a desenvolver composi es de leos que hoje s o encontradas a venda no mercado A Caterpillar desenvolveu o leo que hoje comercializado com a classifica o denominada S rie 3 que indicado para uso em motores Diesel turbo alimentados e supera todas as classifica es API A Cummins desenvolveu um leo fortemente aditivado com componentes sint ticos que denominou de Premium Blue cuja licen a de fabrica o nos Estados Unidos j foi concedida Valvoline Sua principal caracter stica a alta durabilidade Atualmente a melhor indica o para lubrifica o dos motores Diesel que operam em temperaturas superiores a 14 F 10 C recai sobre os leos multiviscosos 15w40 ou 20w40 que mant m durante o funcionamento do motor a viscosidade praticamente constante e s o aditivados para preservar suas caracter sticas durante um maior numero de horas de servi o 8 REFRIGERA O OU ARREFECIMENTO O meio refrigerante na maioria dos casos gua com aditivos para rebaixar o ponto de congelamento por exemplo etileno glicol recomendado para utiliza o em regi es mais frias e para proteger contra a corros o leos emulsion veis ou compostos que em contato com a gua tendem a formar pel culas pl sticas A quantidade do meio refrigerante pequena de 3 a 6 litros para poder chegar rapidamente temperatura de servi o eventual reserva feita no radiador e tanque de expans o
54. leo Diesel se dispersa e apenas uma parcela transformada em pot ncia til Para os motores Diesel de pequeno porte e alta rota o em m dia o rendimento t rmico se situa entre 36 e 40 o que para m quinas t rmicas considerado alto Abaixo vemos um diagrama de fluxo t rmico para um motor Diesel de grande cilindrada diagrama Sankey onde se pode ter uma id ia de como o calor aproveitado Pot ncia Efetiva 41 5 Gases de Escape 36 1 Ed Grupo de Alimenta o 2 65 leo Lubrificante 0 35 Refrigera o A dos pist es A Diagrama de fluxo t rmico de um motor Diesel 4 0 Refrigera o de grande cilindrada com turbocompressor Refrigera o o acionado pelos gases de escape e refrigera o as camisas d 14 0 for ada Calor aduzido de 1508 Kcal CVh com pe 8 kp cm V se que 41 5 do calor transformado em pot ncia til 22 4 trocado com a gua de refrigera o e 36 1 sai com os gases de escape 0 10 20 30 40 50 6 70 80 90 100 k 100 1 508 Kcal CVh www joseclaudio eng br 2 4 9 CORRE ES POR INFLU NCIAS DE CONDI ES ATMOSF RICAS O desempenho dos motores Diesel afetado pelas condi es ambientais de temperatura press o e umidade Se o motor estiver trabalhando em local de baixa press o barom trica menor ser a pot ncia observada porque piora o enchimento dos cilindros Da mesma forma temperaturas elevadas fazem com que menos massa de ar no mesmo
55. massas de ar efetivamente I VOLUMETRICO aspirada e a te rica 2 2 MOTOR DE QUATRO TEMPOS Um ciclo de trabalho estende se por duas rota es da rvore de manivelas ou seja quatro cursos do pist o No primeiro tempo com o pist o em movimento descendente d se a admiss o que se verifica na maioria dos casos por aspira o autom tica da mistura ar combust vel nos motores Otto ou apenas ar motor Diesel Na maioria dos motores Diesel modernos uma ventoinha empurra a carga de ar para o cilindro turbocompress o No segundo tempo ocorre a compress o com o pist o em movimento ascendente Pouco antes de o pist o completar o curso ocorre a igni o por meio de dispositivo adequado no motor Otto ou a auto igni o no motor Diesel No Terceiro tempo com o pist o em movimento descendente temos a igni o com a expans o dos gases e transfer ncia de energia ao pist o tempo motor No quarto tempo o pist o em movimento ascendente empurra os gases de escape para a atmosfera Durante os quatro tempos ou duas rota es transmitiu se trabalho ao pist o s uma vez Para fazer com que as v lvulas de admiss o e escapamento funcionem corretamente abrindo e fechando as passagens nos momentos exatos a rvore de comando de v lvulas Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 6 ou eixo de cames gira a meia rota o do motor completando uma volta a cada ciclo de
56. mente deve ser lavado com produtos qu micos recomendados pelo fabricante do motor Geralmente recomendado um flushing com solu o a base de cido ox lico ou produto similar a cada determinado numero de horas de opera o 9 SISTEMA DE PARTIDA Os dispositivos de partida do motor Diesel podem ser el tricos pneum ticos ou a mola A partida el trica empregada na maioria dos casos Utiliza se se a partida pneum tica ou a mola onde por qualquer motivo n o seja vi vel a utiliza o de partida el trica que o meio de menor custo A partida a mola s aplic vel em motores Diesel de menor porte abaixo de 100 CV Para motores Diesel de grande cilindrada a partida a ar comprimido feita por meio da descarga de certa quantidade de ar sob alta press o em um cilindro Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 45 predefinido cujo mbolo posicionado pr ximo ao PMS para receber o primeiro impulso Ao deslocar se rapidamente em sentido descendente faz com que em outros cilindros os mbolos atinjam o PMS do tempo de compress o e recebam inje o de combust vel iniciando o funcionamento Nos motores de menor porte pode se instalar um motor de partida a ar comprimido que funciona de modo similar ao motor el trico Geralmente esta solu o adotada em ambientes onde por motivo de seguran a n o se permitam o uso de componentes el tricos que possam produzir fa scas A pot ncia do motor de par
57. mente existem motivos para preocupa es Para os autom veis na Europa j obrigat rio o uso de catalisadores e no Brasil essa obriga o ser estabelecida em futuro pr ximo Os DETRAN j est o equipados com os equipamentos de medi o de emiss es e nos pr ximo anos n o mais ser o licenciados ve culos com altos n veis de emiss es Os motores Diesel produzidos atualmente necessitam atender a limites estabelecidos em normas internacionais sendo esses limites periodicamente reduzidos a fim de obrigar os fabricantes a desenvolverem motores capazes de produzirem pot ncia com o m ximo aproveitamento do combust vel e o m nimo de emiss es Como ilustra o vide abaixo tabela de emiss es de um motor Diesel novo em boas condi es de opera o e aprovado em testes de emiss es HC Hidrocarbonetos n o queimados 2 40 NO xidos de Nitrog nio como N 11 49 CO Mon xido de Carbono 0 40 PM Material particulado 0 50 SO Anidrido Sulfuroso 0 62 CO G s Carb nico 510 N Nitrog nio 3 400 O Oxig nio 490 H O Vapor d gua 180 Os valores s o expressos em gramas HPh Para saber mais sobre as limita es de emiss es consulte a Resolu o CONAMA n 001 de 08 03 90 e veja a norma brasileira NBR14489 Motor Diesel An lise e determina o dos gases e do material particulado emitidos por motores do ciclo Diesel ciclo de 13 pontos publicada pela ABNT em 04 2000 7
58. o julgamento da efic cia com que um motor tira proveito do seu tamanho Cilindrada sendo por isso muito usada para fins de compara o entre motores O torque por exemplo n o se presta muito para comparar motores porque depende das dimens es do motor Os motores maiores produzir o maiores torques A pot ncia tamb m n o um bom elemento para permitir a compara o de motores pois depende n o somente das dimens es mas tamb m da velocidade de rota o Assim num projeto tem se sempre em mente construir motor de press o m dia efetiva elevada Para obter os valores de pe em Ib in ou kg cm para motores de 4 tempos quando s o conhecidos P em BHP n em rpm e Vy em cm ou in s o v lidas as rela es _ Px2x12x33000 _ _ 792000x P e A b in V xn Va xn Para P em HP Vy em in e n em rpm ou ent o 900000 x P Va xn Kg em e Para P em CV Vy em cm e n em rpm 2 4 2 CONSUMO DE COMBUST VEL RENDIMENTO T RMICO Independentemente do m todo empregado a medi o do consumo de combust vel fundamental para que se conhe a a efici ncia com que o motor transforma a energia qu mica do combust vel em trabalho til De posse dos valores de massa de combust vel consumido pot ncia medida e tempo pode se calcular o consumo especifico de combust vel em g CVh g kWh g HPh ou Ib HPh Tomando se medi es em diferentes condi es de carga e rpm poss vel plotar em gr f
59. ombust o Interna a Pist o Ciclo Otto Ciclo Diesel Tipo de Igni o Por centelha Vela de igni o Auto igni o Forma o da mistura Inje o Rela o de Compress o Gat 8 1 16 at 20 1 No motor Otto de inje o o combust vel injetado na v lvula de admiss o ou diretamente na tomada de ar do cilindro antes do t rmino da compress o 2 1 DEFINI ES A nomenclatura utilizada pelos fabricantes de motores normalmente encontrada na documenta o t cnica relacionada obedece a nota o adotada pela norma DIN 1940 Existem normas americanas derivadas das normas DIN que adotam nota es ligeiramente diferenciadas por m com os mesmos significados DI METRO DO n CILINDRO Di metro interno do Cilindro CURSO DO Dist ncia percorrida pelo pist o entre os extremos do PIST O cilindro definidos como Ponto Morto Superior PMS e Ponto Morto Inferior PMI CURSO Rela o entre o curso O di metro do pist o x motores cuja rela o curso di metro DIAMETRO denominados motores quadrados ROTA O N mero de revolu es por minuto da rvore de manivelas VELOCIDADE Velocidade m dia do Pist o 2 s n 60 s n 30 REA DO PIST O Superf cie eficaz do Pist o nD 4 Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 4 a pot ncia til gerada pelo motor para sua opera o e para seus equipamentos auxiliares assim como bombas de comb
60. orrespondente de gases de escape Nos ve culos este impasse foi parcialmente resolvido com a ado o do dispositivo conhecido como papa fuma a que controla o deslocamento da cremalheira da bomba injetora por meio de um diafragma acionado pela press o do turbocompressor Dessa forma se n o h press o de ar suficiente a quantidade de combust vel reduzida evitando a forma o de fuma a Nos grupos geradores o uso do papa fuma a limitado a poucos equipamentos em virtude das caracter sticas construtivas das bombas e governadores de rota es utilizados Com o Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 17 advento dessas novas tecnologias tamb m os motores estacion rios ser o melhorados em futuro pr ximo TURBOCOMPRESSOR VGT HOLSET Alguns sensores s o utilizados para informa o prim ria ao sistema de gerenciamento do motor outros para prote o ou para o algoritmo de seguran a usado na unidade de controle eletr nico e diagn stico ativo de outros sensores Muitos j dispon veis nas aplica es atuais 2 4 8 ENERGIA T RMICA DO COMBUST VEL A energia t rmica liberada na combust o n o totalmente aproveitada para a realiza o de trabalho pelo motor Na realidade a maior parcela da energia desperdi ada de v rias formas Motores Diesel de grande porte e baixa rota o tem melhor aproveitamento da energia obtida na combust o O calor gerado pelo poder calor fico do
61. os calibrados Em geral como o conhecimento da quantidade de ar consumida pelo motor s tem import ncia para o dimensionamento de filtros de ar turbocompressores e elementos conexos prefere se avaliar a quantidade de ar por meio de c lculos O resultado Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 14 obtido por c lculos Ar te rico a quantidade m nima de ar que cont m as mol culas de oxig nio suficientes para a combust o 2 4 4 RELA O COMBUST VEL AR oi la t vel inverso da rela o ar combust ve RCA 1 RAC 2 4 5 RENDIMENTO VOLUM TRICO a rela o entre a massa de ar aspirado por um cilindro e a massa de ar que ocuparia o mesmo volume nas condi es ambientes de press o e temperatura Sendo Ma M Massa de ar nas condi es atmosf ricas presentes necess ria para preencher o volume da cilindrada de um cilindro o rendimento volum trico ser Massa de ar aspirado por hora Ib h dividida pelo n mero de aspira es por hora e T t A express o rendimento volum trico na realidade define uma rela o entre massas e n o entre volumes como sugere a denomina o 2 4 6 EFEITO DA VELOCIDADE Nas altas velocidades come a haver dificuldade no enchimento dos cilindros devido ao aumento das perdas de carga e a in rcia da massa de ar fazendo cair o rendimento volum trico 2 4 7 EFEITO DO TURBOCOMPRESSOR Normalmente denominado por turbina sup
62. quatro tempos wuwgoseciandio eng br 1 Tempo 2 Tempo 3 Tempo 4 Tempo Curso de Curso de Curso de Curso de Admiss o Compress o Pot ncia Escapamento 2 3 MOTOR DE DOIS TEMPOS O ciclo motor abrange apenas uma rota o da rvore de manivelas ou seja dois cursos do pist o A exaust o e a admiss o n o se verificam e s o substitu das por 1 Pela expans o dos gases residuais atrav s da abertura da v lvula de escape ao fim do curso do pist o 2 Substitui o da exaust o pelo percurso com ar pouco comprimido Os gases s o expulsos pela a o da press o pr pria 3 Depois do fechamento da v lvula o ar que ainda permanece no cilindro servir combust o a exaust o tamb m pode ser feita por v lvulas adicionais 4 O curso motor reduzido O g s de exaust o que permanece na c mara misturado com o ar admitido nos motores de carbura o s usados em m quinas pequenas o g s de exaust o j apresenta a mistura em forma de neblina www joseclaudio eng br PRIMEIRO TEMPO SEGUNDO TEMPO Admiss o Compress o Pot ncia Escapamento Vantagens O motor de dois tempos com o mesmo dimensionamento e rpm d uma maior pot ncia que o motor de quatro tempos e o torque mais uniforme Faltam os rg os de distribui o dos cilindros substitu dos pelos pist es combinados com as fendas de escape e combust o assim como as de carga Desvantagens Al m das bombas especiais
63. r produzir aumento de press o no pr ximo tempo de compress o e reduzir a lubrifica o entre as camisas dos cilindros e os an is de segmento resultando com a continuidade do processo em desgaste que num primeiro momento conhecido como espelhamento das camisas dos cilindros Combust veis Diesel com boa igni o tem um pequeno retardo proporcionam compress o uniforme para a combust o e opera o suave do motor O retardo da igni o depende do tipo de combust vel press o e temperatura na c mara de combust o e Retardo da inje o Medido pela calagem da rvore de manivelas o intervalo de tempo necess rio ao pist o da bomba de inje o para levar a quantidade de combust vel situada entre a canaliza o da bomba e o assento da v lvula de inje o bico injetor press o de inje o Infelizmente quase imposs vel especialmente nos motores de funcionamento r pido controlar de maneira satisfat ria o programa de combust o Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 20 Lei de aquecimento e a varia o da press o durante a combust o mediante o in cio e o desenvolvimento da inje o a n o ser com baixa compress o que por outro lado diminui o rendimento e se op e frontalmente ao princ pio do motor Diesel No tempo de alguns cent simos de segundo entre o come o da inje o e a igni o uma parte importante da quantidade injetada penetra na c mara de combust o e se in
64. r para partidas a frio d passagem da gua de refrigera o para o cabe ote e Inje o direta Antec mara tipo esf rica A c mara de turbul ncia a cont m quase toda a carga de ar que no percurso de compress o penetra tangencialmente pelo canal b come ando um movimento circular c tubula o de combust vel O combust vel injetado diretamente sobre a cabe a do pist o mediante um bico injetor com um ou v rios pequenos furos di metros de 0 1 a 0 3 mm direcionados segundo um ngulo apropriado Funciona com press es elevadas at 400 at para conseguir uma pulveriza o muito fina e uma distribui o adequada do combust vel no ar de carbura o O jato nico forma uma neblina composta de gotas min sculas que costuma se inflamar em primeiro lugar na proximidade da entrada A forma o da mistura acelerada e melhorada quando o ar de carbura o executa um movimento r pido em rela o n voa de combust vel Para isto o movimento circular e turbulento do ar se produz de v rias formas j com o processo de suc o ou com a compress o A maioria dos motores modernos utiliza o processo de inje o direta de combust vel em virtude do seu melhor rendimento t rmico a inje o direta no ar parado Cummins b jato sobre a cabe a do pist o com c mara de mistura t rmica processo MAN M Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 22 Muitas pesquisas t m sido desen
65. regulador Tampa do Ponto de lubrifica o regulador Tala Mota auxiliar de partida Alavanca reguladora Eixo de comando da bomba injetora Posi o de partida Contrap so e ET Alavanca de Governador Pino de regulagem estrangulamento BOSCH RSV e Governadores hidr ulicos De maior precis o que os governadores mec nicos podem ser acionados pelo motor Diesel independentemente da bomba injetora e atuam sobre a alavanca de acelera o da bomba exercendo a fun o que seria do pedal do acelerador do ve culo S o constitu dos por um sistema de contrapesos girantes que fazem o papel de sensor de rota o e uma pequena bomba hidr ulica para produzir a press o de leo necess ria ao acionamento As varia es de rota o sentidas pelos contrapesos s o transformadas em vaz o e press o de leo para alimentar um pequeno cilindro ligado haste de acelera o da bomba Por serem caros e necessitarem de um arranjo especial para montagem no motor s o pouco utilizados O modelo mais conhecido em uso no Brasil o Woodward PSG Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br Governador Hidr ulico WOODWARD modelo PSG e Governadores eletr nicos Atualmente est o sendo utilizados em maior escala dado o custo que vem se reduzindo nos ltimos anos Oferecem a melhor precis o de regula o que se pode conseguir e s o constitu dos por tr s elementos b sicos 1 Pick up magn ti
66. ros ndice de viscosidade but licos steres de celulose borracha hidrogenada Inibidores de espuma Silicones Como a viscosidade a caracter stica mais importante do leo lubrificante natural que os centros de pesquisas do ramo dedicassem especial aten o a essa propriedade Sabe se que todos os leos apresentam uma sensibilidade temperatura no que concerne viscosidade alguns ser o mais sens veis que outros observando se que os leos naft nicos sofrem mais a sua a o que os paraf nicos Com o desenvolvimento t cnico exigindo qualidades mais aprimoradas dos leos muitas vezes chamados a trabalhar em condi es de temperatura bastante vari veis tornou se necess rio conhecer bem as caracter sticas viscosidade versus temperatura em uma faixa bastante ampla A varia o da viscosidade com a temperatura n o linear Ou seja n o poss vel estabelecer a priori quanto ir variar a viscosidade quando for conhecida a varia o de temperatura Os estudos desenvolvidos nessa rea at os dias atuais levaram os fabricantes de lubrificantes a produzirem leos capazes de resistirem s varia es de temperatura de forma a se comportarem como se pertencessem a uma classe de viscosidade a zero grau Farenheit e a outra classe a 210 graus Farenheit Tais leos s o conhecidos como multigrade ou multiviscosos Os fabricantes de motores Diesel tamb m como resultado das pesquisas que real
67. rt cula de combust vel requer se da mistura de acordo sua composi o qu mica uma determinada quantidade de oxig nio ou seja de ar o ar te rico necess rio Armin A falta de ar mistura rica produz em geral um consumo demasiado alto de combust vel e forma o de CO mon xido de carbono ou fuligem A combust o nos motores exige um excesso de ar Se estabelece se a rela o entre a quantidade real de ar Ara a te rica Ari tem se a rela o Af ea Armin que no motor Otto fica entre 0 9 e 1 3 No motor Diesel a plena carga normalmente n o inferior a 1 3 e com o aumento da carga pode subir bastante Depende da qualidade da mistura do combust vel da forma da c mara de combust o do estado t rmico carga e de outras circunst ncias A quantidade de ar te rico Armm pode ser calculada em fun o da composi o qu mica do combust vel Os filtros de ar tubula es passagens e turbocompressor s o dimensionados em fun o da quantidade de ar necess ria combust o e devem ser mantidos livres e desobstru dos a fim de n o comprometer o funcionamento do motor A rela o ar combust vel real definida como a rela o entre a massa de ar e a massa de combust vel em um intervalo de tempo t M RAC E comb Referidas a um mesmo intervalo de tempo Para determinar a rela o ar combust vel necess rio conhecer as quantidades de combust vel e de ar consumidas pelo motor Entretanto
68. s de escapamento preocupa o no mundo inteiro e vem sendo objeto de padr es e normas para a prote o ambiental 6 GASES DE ESCAPE EMISS ES O processo de combust o uma rea o qu mica de oxida o que se processa em altas temperaturas Nos motores em geral o processo de combust o oxida uma parcela dos componentes que s o admitidos no interior do cilindro O combust vel principalmente os derivados de petr leo na realidade uma mistura de hidrocarbonetos que cont m tamb m outros materiais tais como enxofre van dio s dio pot ssio etc Por outro lado o ar utilizado como comburente uma mistura de gases diversos como sabemos O oxig nio contido no ar o que realmente interessa ao processo de combust o Os demais gases como o nitrog nio ao se combinarem com alguns outros componentes do combust vel podem produzir compostos indesej veis os quais s o lan ados na atmosfera misturando se ao ar que respiramos Alguns desses compostos como o SO s o prejudiciais e atualmente s o objeto de preocupa o mundial As organiza es internacionais como a EPA nos Estados Unidos o CONAMA do Brasil e outras entidades vem estabelecendo padr es para controle Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 36 dos n veis de emiss es desses poluentes e se considerarmos os milh es de motores que existem no planeta emitindo milh es de toneladas desses produtos diariamente veremos que real
69. s e consequentemente mais pot ncia Depois no decorrer da d cada de 80 surgiram os primeiros sistemas de gerenciamento eletr nicos EDC de Electronic Diesel Control O desenvolvimento dos sistemas EDC embora trazendo consider veis resultados esbarrava na limita o mec nica dos sistemas em uso que n o podiam prescindir de um meio de comprimir o leo Diesel pela a o de um pist o comandado no instante adequado Assim mantinham se os componentes b sicos dos sistemas de inje o utilizando se os recursos eletr nicos para monitoramento e controle sem possibilidade de interven es importantes no processo de inje o O in cio dura o e t rmino da inje o permaneciam acoplados posi o da rvore de manivelas uma vez que as bombas injetoras n o permitiam varia es por serem acionadas por engrenagens conduzidas pela rota o do motor Diferentemente dos motores do ciclo Otto que j utilizavam a inje o eletr nica de combust vel e sistema de igni o transistorizado independentes os motores Diesel ainda esperavam por novas tecnologias Em 1997 a Alfa Romeu lan ou o seu modelo 156 equipado com um motor Diesel dotado de um sistema de inje o revolucion rio que ela denominou de JTD Tal sistema aumentava a pot ncia e o torque com redu o do consumo e por consequ ncia os n veis de emiss es e abriu novas perspectivas para o futuro dos motores Diesel Posteriormente os direitos de fabrica o deste si
70. stema foram cedidos Robert Bosch que come ou a equipar motores para a Mercedes Benz BMW Audi Peugeot e Citro n estes ltimos denominam o sistema de HDI Em 2003 chegar ao mercado um modelo da Fiat A Ford est testando um modelo Focus e a Volkswagen j apresentou um Passat equipado com o novo sistema No segmento de motores mais pesados as f bricas Mercedes Scania e Volvo j anunciaram os lan amentos dos novos motores equipados com este sistema que ganhou a denomina o de COMMON RAIL Segundo a Robert Bosch do Brasil O Sistema Common Rail Bosch um moderno e inovador sistema de inje o diesel Ele foi desenvolvido para atender atual demanda do mercado em rela o diminui o do consumo de combust vel da emiss o de poluentes e maior rendimento do motor exigidos pelo mercado Para isto s o necess rias altas press es de inje o curvas de inje o exatas e dosagem extremamente precisa do volume do combust vel Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 23 Com a introdu o da primeira bomba injetora em linha fabricada em s rie no ano de 1927 estavam criadas as condi es para o emprego do motor Diesel de alta rota o em ve culos automotivos O emprego da bomba injetora em linha ainda hoje est em diversos ve culos utilit rios e motores estacion rios chegando at a locomotivas e navios com press es de inje o para motores de at cerca de 160 kw por cilindro Os diferentes requ
71. t E CV CV 4 500 716 2 Como FR Torque podemos ainda adotar outras variantes para as f rmulas acima considerando as unidades envolvidas T Jb x Rota Poente pye SOM Udo No o om 5252 T R 7 Foi ncialinty orque kem x Rota o rpm 974 Polbnciatii Torque Nm L eo rpm 1 KW 1 341 HP e inversamente 1 HP 0 746 kW Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 10 A pot ncia medida como acima resulta da expans o dos gases de combust o no interior dos cilindros do motor que impulsiona o pist o fazendo girar a rvore de manivelas contra a resist ncia oposta pelo freio Portanto resulta da press o exercida sobre a superf cie da cabe a do pist o Essa press o no motor Diesel constante na primeira parte do tempo motor mais se reduz ao longo da segunda parte do curso de pot ncia dado que h uma varia o de volume com o deslocamento do pist o Por essa raz o considera se para efeito de estudo a press o m dia efetiva como definida no item 2 1 para os c lculos como veremos a seguir O diagrama P V press o x volume do ciclo Diesel ideal mostrado abaixo nos d uma vis o das transforma es que ocorrem durante um ciclo de trabalho do motor Diesel Diagrama P V do ciclo Diesel ideal Qars Partindo do ponto a o ar comprimido adiabaticamente sem troca de calor at b CERA aquecido press o constante at c expandido CAL adiabaticamente at d e novamente resfr
72. tida para os motores Diesel varia de 0 6 a 1 2 CV por litro de cilindrada do motor Diesel Valores mais baixos para motores de maior cilindrada e vice versa Devido ao consumo de energia durante as partidas os motores Diesel atualmente at cerca de 200 CV utilizam sistema el trico de 12 Volts Para os motores maiores utiliza se sistemas de 24 Volts O motor de partida dotado de um pinh o na extremidade do eixo geralmente com 9 10 ou 11 dentes montado sobre ranhuras helicoidais que permitem o seu movimento no sentido axial Este mecanismo normalmente denominado Bendix Quando o motor de partida acionado o pinh o avan a sobre as ranhuras helicoidais e acopla se uma engrenagem instalada na periferia do volante conhecida como cremalheira do volante que na maioria dos motores tem 132 dentes Existem motores com rela o cremalheira pinh o de at 20 1 O movimento do pinh o arrasta o volante fazendo com que a rvore de manivelas do motor comece a girar Nos motores Diesel em boas condi es entre 80 e 120 rpm j h press o de compress o suficiente para a auto igni o e o in cio de funcionamento embora existam motores que necessitam de at 350 rpm para partir Ao iniciar o funcionamento o motor aumenta a rota o por seus pr prios meios e tende a arrastar o motor de partida por m como o pinh o est encaixado nas ranhuras helicoidais ele for ado a recuar desacoplando se da cremalheira do volante
73. urbocompressor continuar girando por in rcia sem receber leo lubrificante uma vez que a bomba de leo parou de funcionar Neste per odo ocorre contato entre a bucha e a carca a e tamb m entre a bucha e o eixo provocando desgaste A dura o do per odo em que o turbocompressor permanece girando por in rcia depende da rota o em que operava o motor quando foi desligado bem como da carga a que estava submetido Nos grupos Diesel geradores onde habitualmente se desliga o motor em alta rota o imediatamente ap s o al vio da carga a durabilidade do turbocompressor fica sensivelmente reduzida podendo ser medida em numero de partidas ao inv s de horas de opera o Nas demais aplica es onde n o h paradas frequentes do motor em alta rota o a durabilidade do turbocompressor pode chegar a at 4 000 horas contra o m ximo de 1 000 partidas nos grupos Diesel geradores Por isso recomenda se n o parar o motor imediatamente ap s o al vio da carga deixando o operar em vazio por um per odo de 3 a 5 minutos Existe um Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 16 dispositivo acumulador de press o para ser instalado na linha de lubrifica o do turbocompressor que ameniza os efeitos das paradas por m n o fornecido de f brica pelos fabricantes de motores Diesel devendo quando for o caso ser instalado pelo usu rio Os reparos no turbocompressor devem ser feitos de prefer ncia pelo fabricante A maiori
74. ust vel e de gua ventilador compressor etc POT NCIA TIL NUMERO DE CILINDROS Quantidade de cilindros de disp e o motor VOLUME DO CILINDRO Volume do cilindro As VOLUME DA C MARA VOLUME DE COMBUST O Volume total de um cilindro V V Volume da c mara de compress o o Volume total de todos os cilindros do motor z Vn Tamb m denominada de raz o ou taxa de compress o a rela o entre o volume total do RELA O DE cilindro ao iniciar se a compress o e o volume no fim COMPRESS O da compress o constitui uma rela o significativa para os diversos ciclos dos motores de combust o interna Pode ser expressa por Va VolVe gt 1 a pot ncia dentro dos cilindros Abreviadamente POT NCIA denominada de IHP Indicated Horsepower consiste INDICADA na soma das pot ncias efetiva e de atrito nas mesmas condi es de ensaio POT NCIA Pot ncia dissipada sob carga inclusive engrenagens DISSIPADA internas DISSIPA O Dissipa o de pot ncia pela carga Consumo de pot ncia por atrito bem como do equipamento auxiliar para funcionamento do motor parte a carga P P Pe Pi Pop CONSUMO DE POT NCIA Pot ncia te rica calculada por compara o de POT NCIA m quina ideal Hip teses para este c lculo aus ncia TE RICA de gases residuais queima completa paredes isolantes sem perdas hidrodin micas gases reais g a press o hipot tica
75. uzida na sua produ o utiliza um tipo de bico injetor at um determinado n mero de s rie e outro a partir de ent o sem que sejam intercambi veis entre si necess rio ter aten o especial quando for o caso de substituir bicos ou bombas injetoras para que sejam utilizados os componentes corretos fo E ENEM z G dir erara Porta injetor e Bico Injetor A agulha do bico b que fecha com o aux lio de uma forte mola a levantada pela elevada press o do combust vel bombeado em c d linha de press o e parafuso de ajuste para a regula o da press o de inje o f linha de retorno do combust vel utilizado para lubrifica o e refrigera o do bico Injetor Common Rail BOSCH injetor 4 REGULA O DA VELOCIDADE A rota o de trabalho do motor Diesel depende da quantidade de combust vel injetada e da carga aplicada rvore de manivelas pot ncia fornecida m quina acionada Tamb m necess rio limitar a rota o m xima de trabalho do motor em fun o da velocidade m dia do pist o Cm s n 30 que n o deve induzir esfor os que superem os limites de resist ncia dos materiais bem como da velocidade de abertura e fechamento das v lvulas de admiss o e escapamento que a partir de determinados valores de rota o do motor come am a produzir efeitos indesej veis Nas altas velocidades come a haver dificuldade no enchimento dos cilindros devido ao aumento das perdas
76. volume seja admitida Por m desej vel um certo aquecimento para proporcionar a vaporiza o do combust vel Em consequ ncia a fim de permitir uma base comum de compara o dos Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 18 resultados deve ser aplicado um fator de redu o para transformar os valores correspondentes s condi es da atmosfera padr o CONDI ES ATMOSF RICAS PADR O Segundo a norma NBR 5484 da ABNT Press o barom trica Bp 746 mmHg 150m de altitude aproximadamente Temperatura ambiente Tp 30 C Press o de vapor Hp 10mmkHg Press o barom trica de ar Bs 736mmHg seco Densidade absoluta do ar seco Ds 1 129 Kg m FATORES DE REDU O O m todo de redu o recomendado se baseia na premissa de que a rela o ar combust vel o rendimento t rmico indicado a pot ncia de atrito e a efici ncia volum trica n o se alteram com as varia es das condi es atmosf ricas de press o temperatura e umidade ou que esse efeito desprez vel Por m essa suposi o s v lida se a faixa das condi es ambientais for pequena de modo a n o serem afetadas as caracter sticas da combust o do motor A faixa recomendada Press o barom trica 690 a 7 0OmmHg Temperatura de admiss o do ar 15 C a 45 C Em motores do Ciclo Otto o fator de redu o calculado pela express o R 29 92 T 460 Para Pa em inHg e Ta em F ou P 520 E 736 T 273 o E 303 Para
77. volvidas sobre o processo da combust o em motores Diesel Inicialmente acreditava se que ocorria uma explos o no interior do cilindro raz o pela qual os motores de combust o interna eram tamb m chamados de motor a explos o Por meio de observa es testes diversos tentativas erros e acertos os componentes do sistema de inje o v m sendo aperfei oados nos seus desenhos preservando no entanto o que de melhor se alcan ou em termos de resultados com o processo de inje o direta Recentemente descobriu se mais detalhes do processo de combust o e isto certamente trar novos desenvolvimentos Com o aux lio de um equipamento de raios x de alta velocidade foi poss vel registrar os diversos instantes em que a combust o se processa At ent o todas as observa es feitas eram por meio de ilumina o estrobosc pica que permitia visualizar uma fra o de cada tempo de combust o e formando uma sequ ncia de imagens tinha se uma id ia do processo 2 5 1 1 SISTEMA DE INJE O Desde a constru o do primeiro motor Diesel o principal problema tem sido o processo de inje o do combust vel para a combust o ideal Os sistemas existentes n o sofreram grandes modifica es no correr dos anos As principais altera es que resultaram em evolu o significativa foram primeiramente o advento da bomba rotativa em linha desenvolvida por Robert Bosch em 1927 que permitiu aos motores alcan arem rota es mais elevada
78. vos comumente usados s o FINALIDADE TIPO DE COMPOSTO USADO Compostos org nicos contendo enxofre f sforo ou nitrog nio tais como aminas sulfetos hidroxisulfetos fen is Metais como estanho zinco ou b rio frequentemente incorporados Anticorrosivos Compostos org nicos contendo enxofre ativo f sforo ou preventivos da nitrog nio tais como sulfetos sais met licos do cido corros o ou trifosf rico e ceras sulfuradas venenos catal ticos Atioxidantes ou inibidores de oxida o Compostos organo met licos tais como fosfatos Detergentes alcoolatos fenolatos Sab es de elevado peso molecular contendo metais como magn sio b rio e estanho Compostos organo met licos tais como naftenatos e Dispersantes sulfonatos Sais org nicos contendo metais com c lcio cobalto e estr ncio Compostos de f sforo como fosfato tricres lico leo de banha sulfurado compostos halogenados Sab es de chumbo tais como naftenato de chumbo Aminas leos gordurosos e certos cidos graxos Derivados halogenados de certos cidos graxos Sulfonatos Agentes de press o extrema Preventivos contra a ferrugem Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 42 Produtos de condensa o de alto peso molecular tais Redutores do ponto NE p como fen is condensados com cera clorada Pol meros de de fluidez metacrilato Refor adores do Olefinas ou iso olefinas polimerizadas Pol me

Motores e geradores I - Avaliação patrimonial, consultoria

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