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Dinamômetros hidráulicos

1. Remover a c lula de carga o sensor magn tico de rota o e um bra o de torque do dinam metro Girar a carca a do dinam metro v rias vezes para obter uma nova posi o dos rolamentos em rela o as pistas internas LUBRIFICA O 32 O eixo e os rolamentos s o lubrificados de f brica A graxa se deteriora com o tempo recomendado que se fa a a relubrifica o a cada dois anos ou 1000 horas de opera o utilizando para o eixo e os rolamentos graxa Exxon Unirex N3 e para os mancais da carca a graxa Exxon Ronex Extra Duty com molibd nio Lubrificar o acoplamento a cada seis meses ou 200 horas de opera o com Mobilux EP 111 ou produto equivalente Use o graxeira de 1 8 NPT existente na carca a do acoplamento CALIBRA O Com o objetivo de manter tima acuidade das medi es de torque necess rio calibrar o dinam metro a cada seis meses ou 200 horas de opera o Adotar intervalos menores se o controle de qualidade inerente s necessidades do servi o assim o exigir Para a calibra o o dinam metro deve estar montado na plataforma de teste N o existindo plataforma no caso de dinam metro port til montar o dinam metro na carca a de volante de um motor sem o acoplamento deixando livre o eixo de acionamento Todos os cabos e mangueiras devem ser conectadas Durante o processo de calibra o o eixo do dinam metro deve permanecer est tico fornecido juntamente com o equipamento um sistema
2. ft Ib 1 0 0 2 50 300 3 100 600 4 150 900 5 200 1200 6 250 1500 7 300 1800 DADOS DE CALIBRA O DE POT NCIA Erro de leitura m ximo 0 5 2000 HP 10 HP TESTE FUNCIONAL Potenci metro v lvulas e atuador Painel Calibra o realizada em 35 SISTEMA DE CONTROLE MANUAL REMOTO Chave Seletora Potenci metro de Controle de Carga Indicador Digital de Rota o Indicador Digital de Torque e Pot ncia CONSOLE DE CONTROL MODELO 515 301 019 36 SISTEMA DE CONTROLE MANUAL REMOTO DADOS DE OPERA O Capacidade da c lula de Carga 3 000 Ib Comprimento do Bra o de Torque 9 000 in Faixa de Atua o 2 250 Ib ft Faixa do Indicador de Torque 2 250 Ib ft Faixa do Indicador de Rota es 5 000 rpm Faixa do Indicador de Pot ncia 2 000 HP Tens o de Alimentac o 220V 60Hz DADOS DE CALIBRA O Pesos de Calibra o 6 x 50 Ib Comprimento do Bra o de Calibra o 72 Faixa Calibra o 1800 Ib ft PRECIS O Sistema de Medi o de Torque 0 2 LTI Sistema de Medi o de Rota es 0 1 LTI Sistema de Leitura de Pot ncia 0 5 LTI Leitura Total do Instrumento APLICA O O Sistema de Controle Manual Remoto foi projetado e fabricado para realizar testes de performance e desempenho em motores de combust o interna em conjunto com o Dinam metro hidr ulico Kahn s ries 101 e 301 DESC
3. j F TEN Ges iliis TINEA du iy a lp Ab Pu bl Hes gp TF n M CHF YF Fi bj CU TTD do San QU r dus rixa GAS DI APUD AAI WATE Dee D 64 CL 01 3B C ggg TA T CUM HuTTND DAS nn WI TREO do Uni Hp reo HOLLERH S 112 1 PE ND RH MES INI al da aims IPLE E TUB Tul d TRENTO Tiik es JD HILA THEE Hn HE MC 5 5 42 CALIBRA O DA V LVULA DE CONTROLE Calibrar a v lvula de controle de entrada de acordo com os procedimentos abaixo O ajuste mec nico est localizado no cabe ote da v lvula de controle Se a v lvula n o abrir totalmente ou o curso ultrapassar a posi o aberta afrouxar o came soltando o parafuso de fixa o Atuar a v lvula para a posi o correta manualmente Ajustar o came de forma que ele acione o micro switch nessa posi o Apertar o parafuso de fixa o e conferir a posi o e acionamento do contato Repetir essa opera o para a posi o fechada Os ajustes el tricos est o localizados no cart o de circuito impresso do posicionador no cabe ote da v lvula de controle e s o os potenci metros identificados como Zero Range e A H a Ajust
4. gua deve ter capacidade m nima de tr s vezes a vaz o da bomba para que em 3 minutos ocorra a circula o de toda a gua do reservat rio Para prevenir aera o na linha de suc o da bomba a linha de alimenta o deve estar separada por um amortecedor de turbul ncia A linha de suc o deve ter sua extremidade abaixo do menor n vel poss vel do reservat rio Para a linha de alimenta o instalar uma v lvula com b ia para manter o n vel adequado do compartimento de suc o 45 A linha de suc o da bomba deve ser o mais curta e direta poss vel estar localizada abaixo do n vel do reservat rio e ter rea maior que a conex o de entrada da bomba Se for utilizado um filtro de tela na entrada este deve ter uma rea de passagem de gua de pelo menos tr s vezes a rea da entrada da bomba Instalar a linha de retorno para o reservat rio e a linha de dreno a atmosfera Os tubos devem ser o mais curtos e diretos poss vel com o m nimo de curvas ou joelhos e de di metro superior ao da linha respectiva Proceder as liga es el tricas do motor de acordo com o diagrama existente no cofre da chave de partida OPERA O Antes de dar partida na bomba verificar a Se todas as mangueiras est o conectadas corretamente b Os indicadores de press o e temperatura c O n vel da gua no reservat rio e d Fechar as v lvulas de entrada e sa da O regulador de press o sai de f brica aj
5. gua na entrada em e t Temperatura da gua na sa da A vaz o espec fica varia de 4 gal HP h para sistemas com gua perdida at 8 gal HP h para sistemas com recircula o da gua Devido aos efeitos indesej veis das temperaturas elevadas tais como a forma o de dep sitos e corros o recomenda se que a temperatura na sa da da gua seja mantida abaixo de 60 C Para que n o ocorra transfer ncia de calor aos mancais do dinam metro a temperatura na sa da da gua n o deve ultrapassar 82 C OBSERVE A TEMPERATURA DA GUA NA SA DA DO DINAM METRO SE A TEMPERATURA SE APROXIMAR DE 82 REDUZA A CARGA E A ROTA O DO MOTOR OPERAR O DINAM METRO COM TEMPERATURA DA GUA NA SA DA PROXIMA DOS 100 C PODERA RESULTAR EM SERIOS DANOS E ACIDENTES 20 CURVA DE ABSOR O DE POT NCIA HHH EHAA E HEE anii RES D ER ILA E ERE 1 eh a i 2 Ea NEM Naa UTE DIE FJ Capacidade KW Hun Up E Capacidade E LIT LII ZH Ie Ted SEA 5 B Rota o RPM NAME LM M Ta 20 87 NO 1 190 110 KAHN INDUSTRIES INC DINAM METRO HIDR ULICO 301 190 21 SUPRIMENTO DE GUA O suprimento de gua o pr requisito mais importante para a estabilidade funcional do dinam m
6. sticas da combust o do motor A faixa recomendada Press o barom trica 690 a 770mmHg Temperatura de admiss o do ar 15 45 Em motores do Ciclo Otto o fator de redu o calculado pela express o 29 92 T 460 Para em inHg e Ta em F ou Para 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 736 273 Ra Para Pa em mmHg e em ou R Para em inHg e em F 520 2202 1 4400 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 TIPOS DE TESTES Pode se destacar entre os tipos de testes realizados em motores 1 Teste de velocida
7. a interliga o com o motor e permita ao operador observar os instrumentos Um kit especial consistindo de duas mangueiras flex veis de 8 ft de comprimento e adaptadores com grampos de fixa o fornecido juntamente com a coluna 51 79 INSTALA O Est o inclusos no kit adaptadores para os seguintes motores 52 Motor Entrada de gua Sa da de gua GM 6V53T 2 1 4 2 1 5 8 GM 8V53T 2 1 2 2 2 1 4 GM 8V71T 3 3 4 2 2 1 4 CUMMINS VT400 3 3 CUMMINS NH250 2 1 2 2 1 4 Instalar as mangueiras de forma que as curvas se existirem sejam longas sem dobras ou amassamentos e de forma que possam se expandirem durante o funcionamento Apertar todas as bragadeiras e conex es para prevenir poss veis vazamentos Se necess rio cortar as mangueiras para utilizar o tamanho necess rio e suficiente para a montagem adequada Instalar uma mangueira flex vel entre a tomada de gua da sa da da bomba e a entrada da coluna Utilizar a mangueira Aeroquip 1503 16 de 8 ft que comp e kit aproveitando os terminais existentes para montagem Instalar um tubo de dreno de 2 na conex o de sa da da coluna para descarga da gua em ambiente com a press o atmosf rica A linha de dreno deve ser o mais curta poss vel e deve ter caimento suficiente para escoamento r pido da gua O n mero de curvas ou joelhos de ser o menor poss vel OPERA O Antes de colocar a coluna em opera o preparar o sistema de acor
8. de calibra o para uso no dinam metro hidr ulico Kahn S rie 301 Este sistema consiste de um bra o de calibra o com um suporte para pesos um contrapeso ajust vel para balanceamento est tico e um conjunto de pesos calibrados de acordo com a norma ASTM E617 O erro total na medi o de torque em um dinam metro hidr ulico a soma dos erros dos seguintes componentes a Erro causado pela fric o dos mancais da carca a do dinam metro toler ncias do comprimento do bra o restri es ao movimento causadas por mangueiras e cabos desbalanceamento est tico e momento de rea o do fluxo de gua Com a instala o correta das mangueiras o erro do dinam metro deve resultar em 0 1 da escala de torque do dinam metro b Erros resultantes do sistema de leitura representando todos os erros relacionados c lula de carga e indicador de torque Usualmente o erro de leitura expresso em percentagem da escala de opera o da c lula de carga c Erro do comprimento do bra o de calibra o PROCEDIMENTO DE CALIBRA O Proceder a calibra o do dinam metro de acordo com as seguintes instru es Melhores informa es se necess rias podem ser encontradas na documenta o t cnica original fornecida pelo fabricante do equipamento a Os sensores e instrumentos s o calibrados de f brica e n o s o pass veis de calibra o no campo 33 b 9 9 k O sistema de calibra o
9. ficar abaixo dos 160 F 71 C durante a opera o do motor salvo indica o em contr rio do fabricante N o se deve parar o motor imediatamente ap s um per odo de teste sob carga pois o calor armazenado nas massas de ferro provocar ebuli o de gua em volta das camisas e nas passagens do cabe ote se o fluxo for interrompido repentinamente j Ap s completar o teste deixar o motor funcionar na rota o de marcha lenta por alguns minutos Em seguida parar o motor fechar completamente a v lvula de entrada de gua e desligar a bomba PARA EVITAR DANOS AO DINAM METRO N O OPERAR O MESMO SEM CIRCULA O DE AGUA EM ROTA ES SUPERIORES A 1200 rpm CUIDADOS Durante a opera o do dinam metro observar sempre a temperatura da gua o torque e a rpm n o permitindo que os valores m ximos sejam ultrapassados Os limites s o Torque m ximo 2000 Ib ft Rota o m xima 4000 rpm Temperatura m xima da gua na sa da 180 F 82 C Press o m xima da gua 100 psi 7 0 bar At 1200 rpm 30 da rota o m xima o dinam metro pode operar sem gua Em rota es mais elevadas uma pequena quantidade de gua deve circular atrav s da c mara do rotor para prevenir superaquecimento dos mancais e danos ao selo e an is de veda o Para prevenir desgaste prematuro do selo mec nico de carv o a gua de selagem deve circular sempre que o dinam metro esteja em opera o Qualquer vazamento de gua atrav
10. h interfer ncia entre o sensor e os dentes da engrenagem Apertar a contra porca para fixar o sensor na posi o adequada PARA EVITAR DANOS AO EQUIPAMENTO ANTES DE PARTIR O MOTOR GIRAR O EIXO DO DINAM METRO MANUALMENTE PARA CERTIFICAR SE DE QUE N O H INTERFER NCIA ENTRE O SENSOR MAGN TICO E OS DENTES DA ENGRENAGEM Instalar os dois cabos entre o console a c lula de carga e o sensor magn tico As v lvulas de controle de gua com atuador el trico e a operada manualmente encontram se instaladas no conjunto da bomba d gua Instalar a fia o de comando entre o console e a v lvula de acordo com o diagrama de liga es el tricas OPERA O Antes de iniciar qualquer teste proceder uma verifica o do sistema de controle de acordo com o seguinte Verificar o arranjo de montagem da c lula de carga e a ajustagem do sensor magn tico Verificar as liga es el tricas e fia o de comando e controle Verificar perda de contato nas conex es Verificar as mangueiras de gua do Dinam metro se est o corretamente instaladas e se n o op em restri o ao movimento da carca a do dinam metro Ligar o console e verificar se os instrumentos digitais indicam leitura zero de pot ncia rota o e torque Abrir e fechar a gua do Dinam metro com o potenci metro de controle de carga no painel frontal do console Comparar a posi o do potenci metro com a posi o do indicador de posi o existent
11. o comprimento do tubo de dreno Fechar a v lvula de enchimento Abrir a v lvula de alimenta o da coluna junto bomba Regular a v lvula termost tica Substituir a v lvula defeituosa Temperatura da gua V lvula de enchimento Fechar a v lvula de do motor baixa na posi o aberta enchimento V lvula termost tica de Regular a v lvula controle da temperatura termost tica de controle ajustada incorretamente V lvula termost tica de Substituir a v lvula controle da temperatura termost tica defeituosa defeituosa MANUTEN O Para obter tima performance e assegurar durabilidade inspecionar a coluna periodicamente Um programa de manuten o preventiva ir detectar a maioria dos problemas antes que eles possam causar maiores danos A cada tr s meses ou 100 horas de opera o executar as seguintes tarefas de manuten o preventiva a Inspecionar a coluna conex es e mangueiras Reapertar e reparar conforme necessidade b Lavar a coluna internamente com gua limpa sob press o por 15 minutos para remover escamas ferrugem detritos ou qualquer material s lido proveniente dos tubos que possa ter ficado retido na coluna c Girar o parafuso de ajuste da v lvula termost tica em ambos os sentidos at o final de cada curso Verificar a liberdade dos movimentos Na documenta o t cnica original fornecida pelo fabricante encontram se as instru es de reparos e listas de pe a
12. ou Como D A L n a express o para c lculo da press o m dia efetiva resulta ent o _ Pot ncia x D N Ajustando as unidades para converter Pot ncia para HP temos BHPx2x12x33 000 B m 5 792000 BHP Ib in DN DN Para BHP em HP D em in e N em rpm ou ent o _ 900000 BHP DW Kg lcm Para BHP em CV D em cm e N em rpm PRESS O M DIA INDICADA Pi definida como 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 a pot ncia indicada _ 330007HP 12 x Ib in Como rendimento mec nico a rela o entre as pot ncias efetiva e indicada pode se escrever ent o CONSUMO DE COMBUST VEL E RENDIMENTO T RMICO Um m todo simples de efetuar avalia es do consumo de combust vel consiste em manter sobre uma balan a o reservat rio de combust vel pode ser um balde comum e fixando se a carga no dinam metro em determinado valor efetuar leituras da balan a em intervalos de tempo cronometrados obtendo se assim o peso ou massa de combust vel consumido com o motor operando a determinada pot ncia 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 CV h ou Ib HP h Tomando se medi es em diferentes condi es de carga e rpm poss vel plota
13. que se encarrega de manter constante a velocidade ajustada Quando o ensaio estiver sendo efetuado sem o governador necess rio corrigir a velocidade manualmente Atingidos os valores pretendidos efetua se as leituras e anota es dos par metros que se pretende avaliar O teste pode ser conduzido em v rias etapas de valores de carga sendo a ltima o teste de plena carga Adotando se incrementos de carga adequados poss vel tra ar por exemplo uma curva de consumo espec fico de combust vel TESTE DE TORQUE E AVAN O Tem como finalidade determinar a curva de avan o ideal para o distribuidor em motores do ciclo Otto com o motor funcionando tanto em plena carga quanto em cargas parciais DESCRI O DO ENSAIO Inicia se o teste com o motor funcionando em plena carga na rota o de funcionamento mais baixa A seguir aciona se manualmente o distribuidor at descobrir a posi o de torque m ximo Registra se o avan o correspondente a esta posi o e em seguida movimenta se o distribuidor para um dos lados observando em que momento ocorre uma varia o de torque Neste instante registra se o avan o correspondente Faz se o mesmo procedimento girando o distribuidor para o outro lado Feito isso fica determinada uma faixa de avan o para a condi o de torque m ximo para uma rota o do motor Todo este procedimento ser repetido at que todas as rota es de funcionamento sejam abrangidas Analogamente feita a p
14. 180 F Peso conjunto seco 300 Ib APLICA O O conjunto da bomba de arrefecimento foi projetado para operar juntamente com a coluna s rie 518 fornecendo gua para troca de calor do motor e do dinam metro Kahn modelo 301 190 DESCRI O Al m da bomba centr fuga o conjunto cont m as conex es de entrada e sa da de gua para o dinam metro a v lvula de gua de selagem um regulador de press o term metro e man metro para a gua e o cofre da chave de partida A bomba est dimensionada para fornecer gua com vaz o de 75 gal min uma press o de 50 psig E acionada por um motor el trico trif sico de 5 0 HP 220V 60 Hz O regulador de press o controla a vaz o de gua para o dinam metro e a coluna de arrefecimento fazendo retornar para o reservat rio a gua que exceder aos valores ajustados INSTALA O recomendada a fixa o do conjunto sobre uma s lida funda o de concreto capaz de absorver as for as de vibra es e momentos torsionais Fixar o skid funda o por meio de parafusos de ancoragem chumbadores e nivelar atrav s de cal os Apertar os chumbadores ap s conectar todas as tubula es e mangueiras Posicionar o conjunto pr ximo ao dinam metro e coluna de arrefecimento em local de f cil acesso e o mais pr ximo poss vel do reservat rio de gua A dist ncia entre a bomba e carca a do volante do motor a ser testado deve ser de aproximadamente 8 ft O reservat rio de
15. 61 FWA OMA TOC HIS OS LAAOA Y NIC a q4 e AR ES dH8 ERT TIAHSTHKO2 iid ONDSNOO 30 31531 Fora snap dled Ema oqua y 4010ur quo Ofnpun f jum 5 020 ep WAD va 1d du opsid kA IATU EE dg mi ofan Up DESSA ophniog luna f ayssaddq DSSA MIRO JENY HNF SOFA 3N3104 30 Cy i DUPLAS ooo MERAY HGH TUITIOY Pago HOMAN Jusuquo ap IN OPPN SO ALSAL 30 DIAGN STICO DE FALHAS PROBLEMA CAUSA PROV VEL A O CORRETIVA Dinam metro n o marca Suprimento de gua Aumentar a press o da carga insuficiente gua Dinam metro est completamente carregado A v lvula de controle de entrada est completamente aberta Verifique a curva de absor o de pot ncia Feche um pouco a v lvula de controle de sa da Dinam metro n o descarrega V lvula de controle de sa da parcialmente fechada Contrapress o excessiva na linha de sa da da gua Abra a v lvula de controle de sa da Verifique e modifique di metro e comprimento da linha de
16. DINAM METROS HIDR ULICOS Dinam metro o equipamento capaz de medir a pot ncia trabalho executado na unidade de tempo de um motor em suas diversas condi es de funcionamento 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 apoia 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 Esse dispositivo conhecido como FREIO DE PRONY O c lculo da pot ncia do motor se faz considerando Barra www joseciaudio eng br a R ST E V A f cinta Sapato BALAN A Rota o do motor N em rpm Comprimento do bra o R em m ou ft Leitura da balan a Ib ou Kg Com os elementos acima sabendo se que a periferia do volante percorre no intervalo de uma rota o a dist ncia 2 contra a for a de atrito f aplicada pela cinta ent o em cada rota o tem se Trabalho 2rrf O conjugado resistente ao atrito formado pelo produto da leitura P 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 r f P R e em uma rota o
17. MA DO SISTEMA DE GUA SS pom m HALSA BII 112 HAHA e BILSTON HHYM HS uu HH GE 12004 UNS diria PNI LAS XN i i A m i Ea e oasa ALON HH Ca eon ERE tai c cwm DAVA EI LHS SELL s WE HL m Es DATA E i i JATA Ta Az hi D CR XA Ir HUE Qui Bl 1 DE pig AAG Hana 4 zz hii Td xn IET ici da EL 024v z aia Was uu E X Bh i ADA gS RL 47 r DIAGRAMA DE LIGA ES DO CONJUNTO DA BOMBA D AGUA cippus 2211917 TJ naue pum vim e ome ece muma wood os ee nang i729 nhu S vns MARS w xnije mi om yasti pan oo mex ap u op jus Un nuruk um tmm pa o hmm Y my y mip 4m Fun 921 po wei tmp a6 NESTAS PTS ESSA SILNVARDO dH exi COMI CXAIAMISDONE rav AI AHA 2 RIK poems AJUSHA AU LILI IS F OL LIA ziv CV 1 SIMON Wants DL SWHT I NO 5 33 UL 1 DURIH LE
18. RI O O Sistema composto dos seguintes componentes principais 1 Console Port til de Controle 1 C lula de Carga Strain Gage 1 Sensor magn tico de Rota es 1 V lvula de Controle de Entrada com Atuador El trico 1 V lvula de Sa da 2 Cabos de controle de 30 de comprimento A v lvula de controle com atuador el trico e as v vulas de controle manual de sa da e selagem encontram se no conjunto da Bomba D gua A velocidade de rota o do motor monitorada por um sensor magn tico e mostrada num registrador digital O sensor magn tico trabalha em conjunto com uma engrenagem de 60 dentes montada no eixo do Dinam metro que funciona como gerador de pulsos A precis o do indicador de rpm de 0 1 da escala total do instrumento O indicador de velocidade est instalado no 37 console e conectado ao sensor magn tico por um cabo armado de 30 de comprimento O sistema est calibrado de fabrica O torque de sa da do motor medido por uma c lula de carga tipo Strain Gage montada entre os bra os de torque do Dinam metro e mostrado num indicador digital no console A c lula de carga opera tanto no sentido de tens o quanto de compress o Foi calibrada pelo fabricante com pesos padronizados conforme norma ASTM E617 A precis o de 0 2 da capacidade total de torque da c lula O indicador de torque est instalado no console e conectado c lula de carga por um cabo armado de 30 de
19. TRAS IRL i 1 i 1 I i NA 9 Ei 3svHA F all Us A 002 2 20412979 UII OBS TATA MILL23NMT QT C13 4 riam T n eu eq dui ier RID uj e HILIM 16212123713 572 d Tons an e gt 48 vem do Motor Vai para o Motor COLUNA DE ARREFECIMENTO V lvula de Reten o Term metro Indicador de Nivel da Agua Man metro Valvula Termost tica de Controle v lvula de Enchimento Entrada da gua Saida da gua COLUNA DE ARREFECIMENTO MODELO 518 301 4001 49 COLUNA DE ARREFECIMENTO FAIXA DE OPERA O Rejei o Calor M xima 20 000 Btu min Pot ncia do Motor em teste 450 HP Vaz o m xima 30 gal min PESO E VOLUME DE GUA Peso seco 250 Ib Peso de Opera o 410 Ib Volume de gua 19 gal REQUISITOS DE GUA DE ARREFECIMENTO Vaz o espec fica 2 7 4 0 gal h HP Press o da gua 30 70 psi Temperatura m xima da gua entrada 90 F Filtro Tela mesh 40 APLICA O A coluna de arrefecimento foi projetada para ser utilizada como trocador de calor para motores de combust o interna durante testes em dinam metro hidr ulico DESCRI O A finalidade da coluna de arrefecimento manter o motor operando nas suas melhores condi es de temperatura em qualquer regim
20. Trabalho 2nPR Se o motor funcionar rpm o Trabalho por minuto ser dado por T 27PRN 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 Para P em libras R em p s e N em rpm ou Para P em Kg R em metros eN em rpm As constantes 4 500 e 33 000 s o resultantes das defini es de CV e HP que s o respectivamente a pot ncia necess ria para elevar a altura de um metro em um segundo uma carga de 75 quilogramas o que corresponde a 75x60 4500 para transforma o em minuto e a pot ncia necess ria para elevar a altura de um p em um segundo uma carga de 550 libras donde 550 60 33000 para transformar em minuto comum encontrarmos dinam metros onde a leitura da balan a dada em Torque j levando em conta o comprimento do bra o Nesse caso resulta Torque lb ft N rpm 5252 HP _ Torque Kgm N rpm 716 2 CV O Freio de Prony apresenta v rios inconvenientes operacionais destacando se o fato de manter a carga constante independente da rota o empregada Ent o se a rota o cai em virtude do motor n o suport la a rota o ir diminuir at a parada total do mesmo Consequentemente essas m quinas vem sendo substitu das por dinam metros mais vers teis com predomin ncia dos DINAM METROS HIDR ULICOS onde a carga aplicada varia em raz o diretamente proporc
21. ador 53 Durante a opera o o n vel de gua na coluna pode cair abaixo do indicador e o man metro marcar um ligeiro acr scimo de press o Para evitar danos ao motor ou bomba d gua do motor a press o interna deve ser mantida abaixo de 10 psig Se durante a opera o da coluna de arrefecimento o n vel da gua cair abaixo do indicador imediatamente abrir a v lvula de enchimento para evitar superaquecimento do motor Verificar se a v lvula de dreno est fechada Ap s completar o teste do motor descarregar o dinam metro e operar o motor em marcha lenta por alguns minutos Parar o motor Abrir a v lvula de dreno e permitir que o motor e a coluna sejam esvaziados completamente Fechar a v lvula de alimenta o da coluna junta bomba e desconectar as mangueiras entre a coluna e motor DIAGN STICO DE FALHAS Problema coluna n o enche Press o da gua alta no interior da coluna Temperatura da gua do motor alta Causa prov vel Press o de gua baixa V lvula de dreno aberta Restri o na linha de dreno V lvula de enchimento na posi o aberta Press o insuficiente de suprimento de gua V lvula termost tica de controle da temperatura ajustada incorretamente V lvula termost tica de controle defeituosa 54 A o Corretiva Aumentar a press o de suprimento de gua Fechar a v lvula de dreno Remover a restri o aumentar o di metro ou reduzir
22. amental REDU O DOS RESULTADOS 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 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 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 746 mmHg 150m de altitude aproximadamente Temperatura ambiente 30 Press o de vapor Hp 10mmHg 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
23. 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 NOx xidos de Nitrog nio como N2 11 49 CO Mon xido de Carbono 0 40 PM Material particulado 0 50 SO2 Anidrido Sulfuroso 0 62 CO2 G s Carb nico 510 N2 Nitrog nio 3 400 O2 Oxig nio 490 H20 Vapor d gua 180 Os valores s o expressos em gramas HP h Quando se conhece a concentra o de enxofre existente no combust vel utilizado poss vel estimar a quantidade de 502 emitida pelo motor Sabendo se que as massas moleculares de 5 e 502 s o respetivamente 32 e 64 kg kmol sendo a quantidade de combust vel consumida em e s o conte do de enxofre em fra es tem se que SO 2Bs em Kg h DINAM METRO HIDR ULICO KAHN SERIE 301 ESPECIFICA ES FAIXA DE OPERA O Pot ncia m xima Rota o m xima Torque m ximo PESO E IN RCIA Peso aproximado seco Momento de in rcia WR LUBRIFICA O Tipo de lubrifica o Lubrificante SUPRIMENTO DE GUA REQUERIDO Fluxo espec fico de gua Press o da gua Temperatura na sa da da gua m xima Filtragem Tam M x de part culas na gua Fluxo de selagem DESENHOS E LISTA DE MATERIAL Curva de absor o de pot ncia Planilha de dimens es Desenho de montagem L
24. composto de um bra o com 6 de comprimento com suporte para os pesos 3 contrapesos ajust veis e 6 pesos de 50 libras Com o dinam metro montado no motor instalar o bra o de calibra o com o suporte para os pesos na carca a do dinam metro no lado oposto ao que se encontra a c lula de carga Instalar o fuso roscado com o contrapeso no mesmo lado onde se encontra a c lula de carga Instalar as mangueiras de gua e acess rios requeridos para o funcionamento do dinam metro Desconectar a c lula de carga do dinam metro e ajustar o contrapeso para a posi o de balanceamento do bra o de calibra o na posi o horizontal Reconectar a c lula de carga Remover a tampa traseira do painel de controle Ligar o painel de controle Selecionar a posi o Ib ft na chave seletora do painel de controle Observar que o indicador de torque deve marcar 000 Ib ft Caso contr rio ajustar potenci metro ZERO existente na parte traseira do console para o valor 000 Ib ft Adicionar os pesos um a um ao suporte do bra o de calibra o e efetuar as leituras do instrumento Comparar os valores com o torque real Comprimento do bra o vezes o peso Se necess rio ajustar o potenci metro SPAN existente na parte traseira do console para corrigir o valor lido para o valor real Remover os pesos um a um do suporte Efetuar cinco ou mais leituras com os pesos em escala Anotar os valores lidos no instrumento os valores reais e os
25. comprimento A leitura de torque selecionada por uma chave seletora na parte frontal do painel O sistema de leitura est calibrado de fabrica A Pot ncia do motor calculada por um multiplicador interno e mostrada no indicador digital em HP A leitura de pot ncia selecionada pela chave seletora na parte frontal do console O sistema de leitura est calibrado de fabrica para indicar pot ncia de acordo com a f rmula Torque ft xRota o rpm Pot ncia hp 5555 Para a opera o do dinam metro o console conta com os seguintes controles e Chave seletora Torque Horsepower e Potenci metro de controle de carga e Chave Liga Desliga On Off INSTALA O Posicionar o console sobre uma mesa ou pedestal distante 10 a 25 ft do motor e do Dinam metro Prover espa o na parte traseira do console suficiente ao acesso necess rio para interliga o e remo o dos cabos e fia o Verificar se a c lula de carga est instalada a esquerda do Dinam metro visto de frente para a extremidade do eixo Durante o funcionamento do motor em teste no Dinam metro observar se a c lula de carga est trabalhando sob tens o com o motor girando no sentido anti hor ro visto de frente para a carca a do volante inspecionar o arranjo de montagem da c lula de carga Dinam metro Verificar se a c lula de carga move se livremente nas juntas esf ricas das extremidades e se os parafusos e porcas est o apertadas O sens
26. de vari vel 2 Teste de velocidade constante 3 Teste de torque e avan o para motores do ciclo Otto e 4 Teste de pot ncia de atrito TESTE DE VELOCIDADE VARI VEL o teste freq entemente apresentado para motores automotivos e mar timos Normalmente s o realizados a plena carga ou seja com o acelerador na posi o de m xima rota o do motor e os testes de cargas parciais 75 50 ou 25 de carga onde o acelerador mantido em posi es intermedi rias DESCRI O DO ENSAIO O teste de plena carga determina a pot ncia m xima do motor em cada rota o de funcionamento Para tal ap s o aquecimento do motor e estabiliza o das temperaturas leva se o acelerador para a posi o de m xima rota o e gradualmente ajusta se a carga do dinam metro e observa se a queda de rota o anotando se os valores de pot ncias lidos e a rpm correspondente Em geral nos motores Diesel os valores mais importantes s o os nominais de placa neste teste Por exemplo se o motor de 400 HP a 2100 rpm dados constantes na plaqueta de identifica o ao posicionar o acelerador em m xima rpm sem carga o tac metro dever assinalar algo como 2500 rpm Aumentando se gradualmente a carga aplicada ao atingir 2100 rpm a carga dever ser de 400 HP como informado pelo fabricante importante que sejam estabelecidos os pontos de medi o desejados para cada motor onde ser o efetuadas as leituras e os valores anotados para
27. descarga Temperatura alta da gua na sa da Fluxo de gua inadequado Aumente o fluxo de gua abrindo as v lvulas de entrada e sa da da gua simultaneamente Flutua es excessivas de velocidade e torque Flutua es no suprimento de gua Flutua es da sa da de pot ncia do motor Caracter sticas do dinam metro incompat veis com as caracter sticas do motor Ajuste a v lvula de al vio Ajuste o suprimento de combust vel ao motor Aumente ou reduza o fluxo de gua para alterar as caracter sticas do dinam metro Excesso de vibra o Montagem inadequada Sujeira ou desgaste no eixo ou acoplamento Rolamentos defeituosos Verifique e reaperte todos os parafusos de fixa o Limpar as estrias do eixo Se necess rio substituir eixo Substitua os rolamentos Vazamento excessivo de gua pelos pontos de drenagem Desgaste do selo de carv o Substituir o selo 31 MANUTEN O INSPE O PERI DICA Para manter a performance e assegurar durabilidade o dinam metro deve ser inspecionado regularmente Um programa de manuten o preventiva deve ser estabelecido para a detec o de problemas antes que os mesmos possam causar danos Durante a opera o do dinam metro Periodicamente proceder inspe es no equipamento e sistema de suprimento de gua quanto a vazamentos Reapertar bra adeiras substituir gachetas e O ri
28. deve ser acionado por mais de 60 segundos continuamente atuador termicamente protegido A energia automaticamente interrompida quando a v lvula atinge a posi o desejada Se o atuador n o funcionar esperar at que ele esfrie antes de tentar acion lo novamente Se ocorrer uma falta de energia abrir ou fechar a v lvula acionando o comando manual no topo do atuador Simplesmente puxando o para cima e girando no sentido hor rio para abrir ou no sentido contr rio para fechar Durante o funcionamento de motor observar os indicadores de torque e de rota o no console e o indicador de temperatura da gua Verificar se todas as leituras est o dentro dos limites de opera o do motor e do Dinam metro Registrar torque e rota o periodicamente especialmente durante a realiza o do teste inicial Parar imediatamente o Dinam metro e o motor se um dos limites abaixo for excedido Torque acima de 2 000 Ib ft b Rota o acima 4 000 rpm c Temperatura na descarga da gua acima de 180 F Ap s completar o teste de performance do motor parar o mesmo Fechar a v lvula de controle de entrada e abrir a v lvula de controle de sa da completamente Desligar a bomba Desligar o console 41 EMG HE Mna dud DIAGRAMA DE LIGAC ES DO CONSOLE HAAS TELET lb MO WHE FIND NISIA WanHci DH FERI HELA HI NET UON In
29. didora Observar que com o motor funcionando a adi o de leo lubrificante at a marca de n vel da vareta medidora poder resultar em excesso de leo no c rter 27 Ajustar a rota o do motor para 75 da rota o nominal e a carga do dinam metro para 50 da pot ncia e deixar o motor funcionar nesta condi o durante 5 minutos Anotar as leituras de todos os instrumentos e os valores de HP e RPM FASE 2 Reduzir a zero a carga do dinam metro Reduzir a rota o do motor verificar e ajustar se necess rio a rota o de marcha lenta Acelerar o motor sem carga at o limite de rota o Verificar e ajustar se necess rio a rota o alta livre Observar que o dinam metro n o deve operar por per odos prolongados sem circula o de gua Portanto a verifica o de rota o alta livre deve ser feita com a rapidez poss vel Ap s ajustar e anotar os valores de marcha lenta e rota o alta livre retomar os testes e pot ncia aplicando carga de 75 da pot ncia com 100 da rota o nominal do motor durante 5 minutos Anotar as leituras dos instrumentos e valores de HP e RPM FASE 3 Ajustar a carga do dinam metro para 85 da pot ncia do motor mantendo a rota o em 100 durante 5 minutos Proceder as leituras e anota es como nas fases anteriores Se a press o de sopro de gases para o c rter permanecer elevada operar o motor por mais 30 minutos nas mesmas condi es de carga da FASE 2 e observar s
30. do com os procedimentos seguintes a Verificar se o motor est frio Instalar as mangueiras entre o motor e a coluna Fechar a v lvula de dreno b Abrir a v lvula de enchimento da coluna e a linha de suprimento de gua Encher o motor e a coluna com gua at estabilizar o n vel na por o superior do indicador de n vel c Partir o motor e deix lo funcionar em marcha lenta Verificar vazamentos nas mangueiras ou conex es e observar a coluna Fechar a v lvula de enchimento A v lvula termost tica de controle da temperatura est ajustada de fabrica para come ar abrir com 160 F Observar o indicador de temperatura e o indicador de n vel da gua durante o funcionamento do motor Se a temperatura da gua do motor exceder o valor desejado ajustar o parafuso de regulagem da v lvula termost tica no sentido hor rio Assegurar se de que a bomba esteja ligada e fornecendo gua para a coluna com as respectivas v lvulas abertas Se a temperatura do motor se estabilizar abaixo do valor desejado ajustar o parafuso de regulagem no sentido inverso Durante o funcionamento do motor observar a temperatura o n vel e a press o da gua nos respectivos indicadores Parar o motor imediatamente na ocorr ncia de uma das seguintes situa es 1 Press o interna acima de 10 psig 2 Temperatura da gua do motor excede os limites estabelecidos pelo fabricante e 3 O n vel da gua est abaixo do indic
31. do motor determinada em fun o de um avan o inicial pr fixado do avan o determinado e do avan o total registrado em cada condi o de carga parcial Finalmente de posse de todos os dados levantados o distribuidor preparado com o aux lio de um analisador de distribuidores onde procura se colocar o distribuidor dentro das faixas ideais determinadas por ocasi o do teste em dinam metro TESTE DE POT NCIA DE ATRITO Tem por objetivo determinar a pot ncia necess ria para acionar o motor em condi es de funcionamento vencendo todas as resist ncias mec nicas resultantes do atrito das partes m veis mais os esfor os para vencer os tempos de compress o admiss o e expuls o dos gases O motor deve ser acionado pelo dinam metro sem queimar combust vel e a pot ncia de atrito ser considerada como igual a consumida pelo dinam metro para as considera es de ensaio rota o temperatura de leo etc Como para o dinam metro objeto do presente trabalho este teste invi vel deixamos de tecer maiores coment rios sobre o mesmo 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 out
32. dores de espessura adequada devem ser previstos para serem instalados entre o flange do dinam metro e a carca a do volante do motor com a finalidade de assegurar a folga necess ria entre a extremidade do eixo do dinam metro e o volante do motor Ap s a montagem do dinam metro na carca a de volante do motor necess rio verificar a folga axial da rvore de manivelas do mesmo Havendo interfer ncia necess rio efetuar as corre es antes de dar partida ao motor conveniente confeccionar um kit de adaptador e espa adores para cada tipo de motor a ser testado Os motores em geral s o levados para teste sem os acess rios tais como filtros de ar silencioso de escape alternador etc o que constitui um risco para a entrada de corpos estranhos pelas passagens de admiss o e escape Antes de dar a partida de fundamental import ncia girar o motor manualmente ou com o aux lio de uma ferramenta adequada para verificar se h alguma restri o aos movimentos Efetuar todas as conex es da instrumenta o sistema de arrefecimento combust vel escape de gases comandos de acelera o partida e parada 24 h j Prever um dispositivo capaz de parar o motor por abafamento da admiss o em casos de emerg ncia Ap s efetuar as conex es do sistema de arrefecimento e instalar os sensores abastecer de gua o circuito interno de arrefecimento do motor Acionar o motor de partida sem a
33. e Zero Aplicar um sinal Totalmente Fechado 10 VDC na entrada do posicionador O atuador dever girar no sentido hor rio at parar no ou pr ximo do limite de rota o hor rio Ajustar o potenci metro Zero at que o atuador pare com a v lvula na posi o totalmente fechada e o indicador LD1 esteja desligado OFF Ajuste Range Aplicar um sinal Totalmente Aberto 0 VDC entrada do posicionador O atuador dever girar no sentido anti hor rio at parar no ou pr ximo do limite de rota o anti hor rio Ajustar potenci metro Range at que o atuador pare com a v lvula na posi o totalmente aberta e o indicador LD2 esteja desligado OFF Ajuste Anti Hunt Este ajuste somente pode ser feito ap s completa a instala o e em opera o Aplicar um sinal na entrada para fazer o eixo do atuador girar o suficiente para a v lvula abrir aproximadamente 10 Se houver tend ncia de retorno do eixo do atuador ajustar o potenci metro no sentido anti hor rio at estabilizar a posi o do atuador O controle A H tem como finalidade balancear as caracter sticas din micas do posicionador Funcionalmente ele varia o montante do sinal de entrada que deve ser aplicado para causar a revers o do movimento do atuador Maiores detalhes consultar a documenta o t cnica fornecida pelo fabricante d Ap s completados os ajustes a a c o conjunto posicionador at
34. e a press o se reduz FASE 4 Ajustar a carga do dinam metro para 90 da pot ncia do motor mantendo a rota o em 100 durante 5 minutos Proceder as leituras e anota es como nas fases anteriores Verificar vazamentos e corrigir Observar o n vel de fuma a e reajustar as folgas de v lvulas Nos motores Cummins necess rio ajustar tamb m os injetores Utilizar os valores recomendados pelo fabricante para o motor quente O reajuste das folgas de v lvulas e injetores ap s uma hora de opera o necess rio a fim de assegurar n veis m nimos de fuma a e evitar sobrecarga dos mecanismos impulsores em geral VERIFICA O DE POT NCIA Ajustar a carga do dinam metro para 96 da pot ncia do motor e a rota o para 100 da RPM durante 5 minutos Como nas fases anteriores efetuar as leituras e anota es 28 Deixar o motor funcionar por alguns minutos em marcha lenta para acomoda o das temperaturas Parar o motor fechar completamente a v lvula de entrada de gua do dinam metro e desligar a bomba RESUMO FASE CARGA RPM 1 50 75 2 75 100 3 85 100 4 90 100 Verifica o de Pot ncia 96 100 MODELO DE RELAT RIO DE TESTE A seguir um modelo sugerido de relat rio de teste que poder ser adaptado com o cr scimo ou modifica es de informa es conforme necessidade 29 Vang unu ga nt NE DOO s WAOUVZIIVJUu TISTL 6
35. e de teste A temperatura da gua do motor mantida sob controle pela v lvula termost tica existente na entrada de gua da coluna A coluna uma unidade separada e independente A bomba de circula o de gua interna do motor capta gua arrefecida na parte inferior da coluna e devolve gua aquecida na parte superior A gua fria suprida na quantidade suficiente para manter a temperatura do motor em aproximadamente 180 F Ao mesmo tempo uma igual quantidade de gua drenada da coluna pelo tubo de descarga A coluna est equipada com uma v lvula termost tica de controle um indicador de n vel de gua um man metro um term metro uma v lvula de reten o e v lvulas operadas manualmente para enchimento e drenagem A v lvula termost tica de controle automaticamente abre quando a temperatura e fecha quando a temperatura baixa A temperatura da gua do motor monitorada por um bulbo instalado na parte superior da coluna O ponto de abertura da v lvula que a temperatura onde a v lvula inicia a abertura ajust vel de 160 F a 230 F O ponto de fechamento da v lvula aproximadamente 5 F abaixo do ponto de abertura 50 REQUISITOS PARA A GUA A quantidade de calor transferida pelo motor para a gua de arrefecimento atrav s das paredes das camisas dos cilindros depende da pot ncia e do projeto do motor Em geral o calor rejeitado varia de 2 500 3 000 Btu Hp h para os motores turboalimentados G
36. e no topo do atuador el trico da v lvula de controle Potenci metro Indicador 0 45 50 Aberto 90 100 Aberto Se a posi o do potenci metro de controle e do indicador n o coincidem ajustar a posi o do indicador no m dulo posicionador de acordo com o procedimento descrito nos pr ximos par grafos 40 Durante o teste inicial ajustar a posi o da v lvula de sa da enquanto o motor estiver operando em m ximas pot ncia e rota o Com a v lvula de controle de entrada aproximadamente 80 aberta ajustar a v lvula de sa da para obter temperatura da gua de 140 F ou menos na descarga Gravar a posi o da v lvula de sa da para uso futuro Em seguida continuar carregando e descarregando o Dinam metro com a v lvula de controle de entrada somente Se o motor estiver equipado com um governador de rpm aumentando ou diminuindo a carga do Dinam metro n o haver altera o significativa na velocidade de rota o do motor Se o motor n o estiver equipado com governador de rota es aumentar a carga do Dinam metro resulta em queda de rpm do motor e vice versa O tempo de resposta da v lvula de controle de entrada do dinam metro de aproximadamente 8 segundos para completar o curso total Quando aplicando ou retirando carga do Dinam metro esperar que a v lvula estabilize num determinado ponto de opera o antes de registrar os dados de teste O atuador el trico da v lvula de controle n o
37. em geral para ensaios de maior precis o DINAM METRO EL TRICO um gerador el trico que acionado pela m quina em prova produz energia el trica a qual ser consumida por uma carga vari vel cuba eletrol tica ou resistores A medi o exige corre o dos instrumentos el tricos para compensar o rendimento do gerador Tem a vantagem de poder ser utilizado como motor el trico para medi o de POT NCIA DE ATRITO da m quina em prova Tem custo elevado e sua utiliza o s se justifica em casos especiais DINAM METRO DE VENTILA O Utilizado em provas longas onde n o se exija precis o nos resultados como no amaciamento de motores e provas de durabilidade constitu do por um ventilador acionado pela m quina em prova Para se obter a varia o da carga aplicada necess rio alterar o ngulo o di metro ou o tamanho das p s Embora seja um dinam metro de baixo custo tem pouca utiliza o DEFINI ES POT NCIA o trabalho realizado pelo motor num intervalo de tempo POT NCIA OR T OBSERVADA E a pot ncia medida nas condi es do ensaio POT NCIA a pot ncia observada reduzida corrigida para as REDUZIDA condi es atmosf ricas padr o POT NCIA a pot ncia obtida com o motor b sico apenas com os BRUTA componentes essenciais ao seu funcionamento sem ventilador silencioso filtro de ar alternador ou d namo sem carga POT NCIA n L QUIDA E a pot ncia obtida com o motor co
38. eralmente os fabricantes recomendam que o motor opere com uma temperatura entre 160 e 200 F e admitem uma eleva o de 10 a 15 F da temperatura atrav s do motor O fluxo de gua requerido para a opera o da coluna depende da pot ncia do motor taxa de rejei o de calor temperatura da gua do motor e temperatura da gua da coluna A vaz o pode ser calculada considerando os seguintes fatores Q Vaz o em gal min PW P Pot ncia do motor em HP B 500 t f W Taxa de transfer ncia de calor do motor em Btu HP h 2 1 t Temperatura da gua de arrefecimento t Temperatura da gua do motor Com um motor cuja temperatura da gua de 180 F e a gua da coluna a 90 F to t4 90 F a vaz o espec fica varia de 2 7 3 3 gal HP h para motores turboalimentados e de 3 3 a 4 0 gal Hp h para motores naturalmente aspirados A qualidade da gua n o afeta a performance da coluna de arrefecimento mas pode afetar a performance do motor gua com elevado grau de dureza pode formar dep sitos s lidos e escamas que restringem as passagens de gua e prejudicam a transfer ncia de calor atrav s das paredes dos cilindros O tratamento da gua deve ser considerado se o carbonato de c lcio contido na gua exceder a 100 ppm INSTALA O Posicionar a coluna verticalmente na c lula de testes aproximadamente a 3 6 ft de dist ncia do motor Procurar a melhor posi o de forma que facilite
39. erros diferencas Avaliar os erros encontrados Repetir o ajuste do potenci metro SPAN para o maior erro encontrado Continuar o processo de calibra o at que todos os erros estejam dentro de limites permitidos Preencher a ficha de calibrac o com os valores finais deixados no equipamento Ap s completar o procedimento de calibra o remover o bra o de calibrac o e o contrapeso do dinam metro Instalar a tampa traseira do painel de controle 34 DINAM METRO KAHN S RIE 301 PAINEL DE CONTROLE S RIE 516 FICHA DE CALIBRA O Modelo 516 301 004 N mero de S rie 1741 Modelo do dinam metro 310 190 005 Comprimento do bra o de torque 9 000 Comprimento do bra o de calibra o 72 000 Indicador digital de torque SN IMD 10000 Indicador digital de rota o SN IMI 04103 C lula de carga 3000 Ib SN D1127 DADOS DE CALIBRA O DE VELOCIDADE Erro de leitura m ximo 0 1 de 5000 rpm 5 rpm Rota o indicada rpm Erro rpm Rota o real rpm 0 1000 2000 3000 5000 DADOS DE CALIBRA O DE TORQUE Erro de torque do dinam metro m x 0 1 de 2000 Ib ft 2 ft lb Erro do sistema de medi o m x 0 2 de 2250 ft lb 4 5 16 Erro total m ximo t 6 5 ft lb Adicionando pesos Removendo pesos Passo Peso Torque Real Torque Erro de Torque Erro de ft Ib Indicado torque Indicado Torque ft Ib ft Ib ft Ib
40. esquisa de avan o nas cargas parciais Para uma velocidade de rota o e uma carga estabelecida 25 50 75 da plena carga determina se o avan o que corresponde a manuten o da rpm e da carga com a menor abertura do acelerador Neste instante registra se o v cuo presente no coletor de admiss o Repete se este procedimento at que toda a faixa de velocidade e carga seja abrangida Ao final do teste os resultados encontrados s o organizados em forma de tabela Para os motores do ciclo Otto o avan o total At Ai Ac Av onde At Avan o total Ai Avan o inicial ou fixo colocado na rota o de marcha lenta do motor Ac Avan o centr fugo e Av Avan o v cuo Nas condi es de trabalho sem carga apenas est o atuando os avan os inicial e centr fugo uma vez que n o h presen a de v cuo no coletor de admiss o para acionar avan o v cuo Desta forma se estabelece um avan o inicial por exemplo 10 APMS e com os resultados obtidos no teste de plena carga determina se a curva de avan o centr fugo que deve ser preparada no analisador de distribuidor que o equipamento destinado para este fim Em motores de 4 tempos para completar se um ciclo a rvore de manivelas gira 720 enquanto o eixo do distribuidor gira 360 Desta forma as rota es e os avan os observados no motor correspondem no distribuidor metade dos valores observados De forma an loga a curva de avan o v cuo
41. etro gua com elevado grau de dureza promove a forma o de dep sitos s lidos que ir o danificar prematuramente os selos mec nicos de carv o do equipamento gua muito cida pode causar corros o eletrol tica entre materiais diferentes O tratamento da gua deve ser considerado quando as suas propriedades excederem os seguinte limites Dureza Carbonato de c lcio acima de 100 ppm Acidez PH abaixo de 7 0 ou acima de 8 5 EQUA ES DE POT NCIA Torque e velocidade de rota o podem ser convertidos em pot ncia de acordo com as seguintes equa es Torque ft lb xRota o rpm Pot ncia HP 2355 Torque kgm xRota o rpm 974 Pot ncia kW R Pot ncia KW Torque c ee rpm 1 KW 1 341 HP e inversamente 1 HP 0 746 KW OPERA O VERIFICA ES A SEREM FEITAS ANTES DE DAR A PARTIDA Antes de colocar o dinam metro em servi o as seguintes verifica es s o indispens veis a Verificar se h livre acesso ao dinam metro para observa o calibra o e poss vel manuten o b Verificar a montagem do acoplamento Se poss vel girar o motor manualmente para constatar alguma poss vel restri o ao movimento c Inspecionar todas as mangueiras e cabos conectados ao dinam metro Verificar se nenhum deles est interferindo com o movimento da carca a d Inspecionar o sistema de controle Verificar se todos os sensores e transdutores est o corretamente insta
42. etro depende da velocidade de rota o e da quantidade de gua existente no interior da c mara do rotor O n vel de gua na c mara do rotor modulado com o controle das v lvulas de entrada e sa da PARA V lvula de Entrada V lvula de Sa da Aumentar a Carga Abrir Fechar Reduzir a Carga Fechar Abrir Abrindo ou fechando a v lvula de entrada o fluxo de gua atrav s da c mara do rotor alterado Abrindo ou fechando a v lvula de sa da normalmente o fluxo de gua na c mara do rotor n o afetado Ambas as v lvulas devem ser operadas para controlar o fluxo de gua EM NENHUMA HIP TESE OPERAR O DINAM METRO COM A V LVULA DE SA DA COMPLETAMENTE FECHADA O BLOQUEIO DA SA DA DA GUA PRODUZ ELEVA O DE TEMPERATURA E PRESS O QUE PODER O DANIFICAR O DINAM METRO E PROVOCAR ACIDENTE A uma dada velocidade de rota o o m ximo de pot ncia absorvido quando a c mara do rotor se encontra completamente cheia de gua Se a c mara do rotor for mantida completamente cheia aumentando ou reduzindo a rota o do motor a pot ncia absorvida varia proporcionalmente ao cubo da varia o de rota es Em condi es normais o dinam metro opera com a c mara parcialmente cheia O dinam metro hidr ulico opera como se fosse uma bomba centr fuga ineficiente Uma pequena por o da energia mec nica fornecida geralmente menos de 2 convertida em press o hidr ulica A press o centr fuga da gua gerada
43. etro hidr ulico Flutua es no fluxo de gua introduzidas por cavita o da bomba entrada de ar oscila es da v lvula de controle turbul ncia ou simplesmente a presen a de outro usu rio na linha de abastecimento produzem instabilidade na carga aplicada ao motor Como uma vez instalado o sistema a corre o dessas defici ncias se torna dif cil recomenda se durante a instala o observar os requisitos de suprimento de gua O dinam metro hidr ulico essencialmente um dispositivo passivo e qualquer flutua o no suprimento de gua resultar flutua es de torque e rota o Por essa raz o extremamente importante que o suprimento de gua seja est vel O sistema de gua deve ser capaz de prover o suprimento a uma press o aproximada de 50 psi 3 5 bar em qualquer vaz o regulada pela v lvula de controle de entrada Para testes em baixas rota es com massas girantes de alta in rcia motores Diesel motores el tricos por exemplo necess rio que as flutua es estejam abaixo de 1 0 psi para uma boa estabilidade operacional Para aplica es em testes de altas rota es com massas girantes de in rcia relativamente pequena necess rio que as flutua es sejam menores que 0 5 do fluxo nominal a fim de se obter estabilidade operacional satisfat ria QUALIDADE DA GUA A qualidade da gua circulante n o afeta o funcionamento e acuidade dos resultados mas pode reduzir a vida til do dinam m
44. ia melhor aproveitamento do combust vel com redu o das emiss es de poluentes Para melhorar os efeitos do turboalimentador 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 turboalimentados Nos motores turboalimentados o rendimento volum trico em geral maior que 1 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 ELEMENTOS PARA AN LISE DE DESEMPENHO COMPARA O DE MOTORES Para se comparar os desempenhos dos motores os seguinte elementos s o geralmente considerados 1 Consumo espec fico de combust vel Ib HP h ou g CV h 2 Press o m dia efetiva Ib 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 fund
45. ional ao cubo da rpm Se a rota o cair a carga imposta pelo dinam metro diminuir dando tempo ao operador de reajustar a carga e corrigir a velocidade para o valor desejado Nos dinam metro hidr ulicos o freio exercido pela a o de um rotor que pressionando gua contra aletas fixas na carca a produz o mesmo efeito f sico que no Freio de Prony O bra o e a balan a embora possam ser empregados nesse tipo de equipamento foram substitu dos por uma C lula de Carga As C lulas de Carga por vezes s o constitu das de um cristal de quartzo cujo efeito piezoel ctrico resultante da compress o exercida pela extremidade do bra o transformado em leitura para um instrumento Em alguns casos em vez de cristal de quartzo utiliza se uma c mara de press o acoplada a um transdutor que executa a mesma fun o Apenas a t tulo de informa o vale ressaltar que existem outros tipos de dinam metros tais como DINAM METRO DE CORRENTES DE FOUCAULT constitu do por um rotor acionado pela m quina em prova girando imerso em um campo magn tico A intensidade do campo controlada atrav s de uma bobina alimentada por corrente cont nua podendo se assim variar a carga aplicada Um circuito de arrefecimento a gua dissipa o calor gerado pelas correntes parasitas Como nos demais dinam metros o esfor o que tende transmitir movimento carca a medido e conhecidos os valores de pot ncia e torque S o utilizados
46. ista de material Instala o das mangueiras de gua Sistema de gua de opera o Sistema de recircula o de gua 1000 HP 4000 rpm 2000 ft lb 280 Ib 1380 in Ib graxa selado Exxon Unirex N3 4 0 a 8 0 gal HP h 50 psi 180 F 340 m cron 0 1 gal min A301 190 110 C301 190 101 Rev A E301 190 005 Rev B 301 190 005 pp 1 7 C503 100 139 Rev A 518 100 125 Rev C 518 100 119 Rev DINAM METRO HIDR ULICO KAHN SERIE 301 Respiro carca a Pickup Magn tico Bra o de Torque Mancai Acoplamento C lula de Carga adaptador ao da Carca a dO Fiange de Volante Montagem Conex o de Saida da gua do Dinam metro DINAM METRO HIDR ULICO MODELO 301 190 COM ADAPTADOR DA CARCA A DO VOLANTE E ACOPLAMENTO 17 INTRODU O Este documento cont m as informa es essenciais de opera o do DINAM METRO KAHN S RIE 301 que ir o lhe auxiliar nos trabalhos de ensaio dos motores do CFN As instru es detalhadas referentes a instala o diagn stico de falhas e reparos do dinam metro encontram se nos manuais originais fornecidos pelo fabricante As instru es a seguir devem ser entendidas e observadas com aten o por todos que operam o equipamento FINALIDADE O dinam metro hidr ulico um dispositivo destinado a absor o e medi o de pot ncia produzida por uma fonte capaz de acion lo no caso um motor de combust o interna Para que funcione necess rio o sup
47. lados e se os cabos de controle se encontram corretamente interligados e Ligar a corrente de alimenta o do painel de controle Verificar as leituras dos indicadores Todos devem estar zerados Caso contr rio ser necess rio verificar a calibra o f Para verificar a calibra o est tica instalar o sistema de calibra o proceder as leituras com os pesos e verificar se h erros 9 Verificar o funcionamento das v lvulas de controle do fluxo de gua h Inspecionar o sistema de suprimento de gua Verificar as mangueiras tubula es e conex es Inspecionar o reservat rio de gua Verificar o n vel e se todas as tubula es est o corretas j Fechar a v lvula de controle de entrada e abrir completamente a v lvula de controle de sa da Ligar a bomba d gua Abrir a v lvula de entrada at 50 do seu curso total Inspecionar o dinam metro e o sistema de suprimento de gua quanto a vazamentos ru dos anormais entradas de ar e vibra es Verifica as press es e suas flutua es para as posi es de 100 75 50 25 e 0 de abertura da v lvula de entrada k Verificar o fluxo de gua na mangueira de selagem Ajustar a abertura da v lvula para uma vaz o aproximada de 0 1 Gal min 0 4 I min e Verificar se o motor a ser ensaiado disp e de um eficiente sistema de parada de emerg ncia E necess rio ter sempre a m o algum dispositivo 23 capaz de inte
48. limenta o de combust vel para que o motor gire sem funcionar Observar se h press o de leo lubrificante e vazamentos N o dar partida no motor por mais de 30 segundos cont nuos Ap s cada per odo de 30 segundos de funcionamento do motor de partida esperar de 2 a 5 minutos antes de acion lo novamente a fim de evitar danos ao sistema de partida PROCEDIMENTOS DE OPERA O Conduzir os testes do motor no dinam metro observando as recomenda es do fabricante e operando o dinam metro como se segue a b d 9 Fechar a v lvula de entrada de gua Partir o motor e deix lo funcionar em marcha lenta Observar o comportamento do motor e do dinam metro Verificar a exist ncia de vazamentos vibra es ru dos anormais press o da gua flutua es fuma a no motor e press o de sopro para o c rter Acelerar o motor para aproximadamente 1 5 vezes a sua rota o de marcha lenta Gradualmente abrir a v lvula de entrada de gua para que o motor n o trabalhe sem carga e possa haver a circula o de gua atrav s da c mara do rotor do dinam metro A pot ncia aplicada n o deve ultrapassar 10 da nominal do motor carga de aquecimento Ap s a estabiliza o das temperaturas de gua e leo lubrificante e press o de sopro para o c rter do motor conforme recomenda es do fabricante continuar o processo elevando a rota o do motor e aplicando as cargas recomendada
49. lpot Calor fica Por defini o 1 HP h 2545 BTU Chamando se o poder calor fico de Q em BTU g e o consumo espec fico de combust vel de tem se Calor recebido rendimento t rmico resulta CONSUMO DE AR RELA O AR COMBUST VEL e RELA O COMBUST VEL AR RCA Para determinar a rela o ar combust vel necess rio conhecer as quantidades de combust vel e de ar consumidas pelo motor Entretanto 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 q
50. mpleto POT NCIA a pot ncia dispon vel no eixo para produc o de trabalho EFETIVA abreviadamente designada por BHP Brake Horsepower POT NCIA a pot ncia dentro dos cilindros Abreviadamente INDICADA denominada de IHP Indicated Horsepower consiste na soma das pot ncias efetiva e de atrito nas mesmas condi es de ensaio IHP BHP FHP RENDIMENTO a raz o entre a pot ncia medida no eixo e a pot ncia MEC NICO total desenvolvida pelo motor ou seja BHP IHP Como BHP resulta que n 1 FHP IHP PRESS O definida como sendo a press o hipot tica constante que M DIA seria necess ria no interior do cilindro durante o curso de EFETIVA Pm expans o para desenvolver uma pot ncia igual pot ncia no eixo PRESS O definida como a press o hipot tica que seria necess ria MEDIA no interior do cilindro durante o curso de expans o para INDICADA Pi desenvolver uma pot ncia igual pot ncia indicada Como o rendimento mec nico igual a rela o BHP IHP tamb m n rela o entre as press es m dia e efetiva CILINDRADA o volume do cilindro igual ao produto da rea da cabe a do pist o pelo curso mais o volume da c mara de combust o se houver soma dos volumes de todos os cilindros denominada de CILINDRADA TOTAL ou DESLOCAMENTO TAXA DE Tamb m denominada de raz o ou rela o de compress o COMPRESS O rela o entre o v
51. ngs conforme necessidade inspecionar as sa das de dreno quanto presen a de vapor d gua ou gotejamentos 5 pelos drenos indicam desgaste dos selos de carv o Substituir os selos e veda es quando necess rio Mensalmente ou a cada 100 horas de opera o inspecionar Sujeira e ferrugem Limpar externamente o equipamento e proteger as superf cies n o pintadas com um inibidor de corros o Filtros de gua filtros hidr ulicos e de ar Limpar e substituir conforme necessidade V lvulas de controle de entrada e sa da Verificar vazamentos e liberdade de movimentos Se necess rio desmontar para limpeza e calibra o Montagem da c lula de carga e sensor de velocidade Verificar e ajustar corretamente Cabos e fia o el tricas Reapertar as conex es reparar ou substituir cabos conforme necessidade cada seis meses ou 200 horas de opera o inspecionar Verificar a calibra o e sistema de medi o de torque Verificar a calibra o dos instrumentos e transdutores Remover e limpar as v lvulas dos sistemas de respiro da carca a do dinam metro Estrias do eixo de acionamento e do acoplamento Verificar rebarbas e morsas causadas por impactos ou desgaste Se necess rio lixar e reparar as superf cies afetadas Antes de montar o acoplamento lubrificar as estrias com graxa a base de sulfato de molibd nio preferencialmente A cada dois anos ou 2000 horas de opera o inspecionar
52. olume total do cilindro ao iniciar se a compress o V1 e o volume no fim da compress o V2 constitui uma rela o significativa para os diversos ciclos dos motores de combust o interna Pode ser expressa por r V1 V2 PRESS O M DIA EFETIVA Pm A press o m dia efetiva uma vari vel muito expressiva no 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 como podemos concluir das considera es a seguir Trabalho Sabe se que Tempo Pot ncia Pode se escrever ent o Pot ncia Pm A L n NIx em unidades homog neas Sendo 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 Curso do pist o em pol ou cm n N mero de cilindros do motor x N mero de rota es por cilindro entre dois cursos de expans o Para motores de quatro tempos x 2 N N mero de revolu es por minuto rpm e D Cilindrada total do motor em in
53. or magn tico vem ajustado de fabrica Para verificar a ajustagem do sensor magn tico afrouxar a contra porca e girar o sensor no sentido hor rio at encostar na engrenagem de 60 dentes montada no eixo do Dinam metro Em seguida girar o sensor no sentido contr rio aproximadamente 30 para 38 Haas WALKI PEPE alka TEMIA J VAHE TD Hw Jul AUD FLAK HA SED cg Darppanzn jomi mamy milium juna mL ads oi aq gon s gala pude po oro d 04345 LTS WUY TION STI SAD 7 119510 7001 10 00 10 1 7 83159801 IMAC EAMG Own UWWWSU NUIIISUS Ba IDA dite pras ENADE jOd se paghi d aca Jt a ui aja i15 UT abs Ea pigs aj Ji PhO Fere Send y TET eu BEls 3 vm na RHIA 092 MO U E ToT ESI LU pao pia re pasis prio mpuus p y Gui news ada LITE IMG 0 HL 10 HIL OR soa LY SISA O5 nS BIA 39 permitir uma folga de 0 005 in 0 13 mm entre o sensor e os dentes da engrenagem Girar o eixo do Dinam metro manualmente para certificar se de que n o
54. pelo dinam metro aumenta com o aumento do volume de gua e com o aumento da velocidade de rota o A m xima press o interna atingida quando o dinam metro opera a plena carga com a c mara do rotor completamente cheia Os limites de rota o e pot ncia s o os valores definidos pela curva de absor o Os limites de pot ncia e rota o refletem o m ximo fluxo de gua permitido pelo dinam metro Os limites est o baseados em uma vaz o espec fica de 4 gal HP h 20 I kwh a temperatura de 42 C atrav s do dinam metro Os limites de torque e rota o est o baseados no projeto mec nico do equipamento considerando as tens es no eixo e no disco do rotor velocidades cr ticas e lubrifica o dos mancais FLUXO DE GUA O dinam metro hidr ulico converte energia mec nica em calor Um fluxo cont nuo de gua atrav s do dinam metro necess rio para produzir a resist ncia ao movimento de rota o e remover o calor gerado no processo A vaz o de gua requerida depende da pot ncia absorvida e da varia o de temperatura que se pode permitir ao fluxo de gua Para todo e qualquer dinam metro hidr ulico a vaz o do fluxo calculada por Em unidades inglesas Q vaz o em gal es por minuto P Pot ncia em HP t Temperatura da gua na entrada em F e t Temperatura da gua na sa da em F Em unidades m tricas Q Vaz o em litros por minuto P Pot ncia em KW t Temperatura da
55. que a prova possa ser repetida Par metros como temperatura dos gases de escape press o no coletor de admiss o e temperaturas da gua e do leo lubrificante assim como a colora o dos gases de escape s o indicadores importantes de problemas que necessitam ser corrigidos Deve se ter em mente que a colora o dos gases de escape um indicativo da carga do motor por m n o absoluto posto que outros fatores tais como inje o atrasada compress o inadequada e inje o desigual nos diversos cilindros produzem fuma a Para um motor em boas condi es o aspecto dos gases de escape d uma id ia satisfat ria da situa o de carga do motor TESTE DE VELOCIDADE CONSTANTE O teste de velocidade constante normalmente utilizado na an lise de desempenho de motores estacion rios que acionam geradores por exemplo onde a velocidade de rota o constante e deseja se medir a pot ncia m xima e o consumo de combust vel para v rias condi es de carga na mesma rpm DESCRI O DO ENSAIO Inicia se o teste com o motor funcionando sem carga ou somente com a carga de aquecimento atuando se no acelerador at atingir a velocidade desejada O acelerador mantido fixo nessa posi o e segundo um roteiro de testes pr estabelecido aplica se a carga at o valor desejado sendo mantida a rota o constante A maioria dos motores para essas aplica es est o dotados de um governador autom tico de rpm na bomba injetora
56. r em gr fico os diversos resultados e tra ar uma curva de consumo para o motor em prova Outros recursos mais elaborados como medidores de vaz o flux metros especialmente no caso dos motores Cummins apresentam algumas dificuldades em fun o da quantidade de combust vel retornada O consumo hor rio determinado por Em Kg h ou Ib h Outro processo consiste em utilizar um vasilhame graduado e cronometrar o tempo gasto para o motor consumir em determinado regime constante de carga e rpm um volume conhecido de combust vel De posse desses valores a Massa ser igual ao produto do Volume pela sua Densidade M p V Massa p m LL Pot ncia x Tempo BHP t Onde p Densidade do combust vel V Volume de combust vel consumido BHP Pot ncia do motor no dinam metro e t Tempo Para facilidade de aplica o das unidades usuais podemos adotar 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 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 nt Pot Produzida
57. rimento de um fluxo de gua cont nuo para absorver a energia mec nica e trocar o calor gerado no processo APLICA O O Dinam metro Kahn s rie 301 foi constru do para realizar testes de carga em motores automotivos Diesel e a gasolina mas pode tamb m ser empregado em outras aplica es apropriadas PRINC PIO DE OPERA O O dinam metro possui um rotor aletado que gira no interior de uma carca a com estatores tamb m aletados A gua entra na c mara do rotor axialmente ao centro Pela a o centr fuga a gua acelerada e lan ada para a sa da formando um anel no interior da c mara do rotor que gira com rota o aproximadamente igual a metade da velocidade do disco do rotor Finalmente a gua sai da c mara do rotor atrav s do bocal situado na parte inferior da carca a A energia mec nica fornecida pelo motor em ensaio absorvida e convertida em calor por um remoinho que gerado com a passagem da gua entre as aletas do rotor e dos estatores O cal o resultante aplica uma resist ncia ao movimento de rota o do rotor e tende a girar a carca a no sentido inverso com igual esfor o Este esfor o transmitido por meio de um bra o a uma c lula de carga instalada a uma dist ncia fixa da linha de centro do dinam metro O dinam metro foi constru do para absorver pot ncia com igual capacidade em ambos os sentidos de rota o CARACTER STICAS DE OPERA O A pot ncia absorvida pelo dinam m
58. ros 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 502 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 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 realmente 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 s j est o equipados com os equipamentos de medi o de emiss es e a partir do pr ximo ano 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
59. rromper o fluxo de ar de admiss o do motor para ser usado em poss veis casos de emerg ncia NUNCA OPERAR O DINAM METRO COM A V LVULA DE SA DA COMPLETAMENTE FECHADA O BLOQUEIO DO FLUXO DE AGUA PRODUZ ELEVA ES DE TEMPERATURA E PRESS O QUE PODER O DANIFICAR O EQUIPAMENTO E PROVOCAR ACIDENTES OBSERVA ES GERAIS SOBRE MOTORES Antes de iniciar os testes observar os seguintes cuidados com rela o ao motor a b 9 f 9 Fixar o motor firmemente sobre um suporte ou cavalete que lhe permita funcionar sem risco de tombamento Em geral para os motores modernos n o h necessidade de ancorar o cavalete ao solo Em condi es normais de funcionamento as vibra es provenientes do trabalho do motor n o s o suficientes para provocar danos s estruturas das edifica es Cuidados adicionais devem ser observados com motores pesados e com pequeno n mero de cilindros Abastecer o motor com o leo lubrificante indicado para as condi es de trabalho em que ser aplicado Montar o dinam metro fixo carca a do volante utilizando para tanto o di metro apropriado do c rculo de fura o do flange e os espa adores convenientes Para a conex o do eixo do dinam metro ao volante do motor necess rio um adaptador cujo desenho diferente para cada fabricante ou modelo de motor cuja finalidade permitir o acoplamento alinhado dos dois componentes Al m do adaptador espa a
60. s Ter em mente que em geral para a maioria dos motores a temperatura normal do leo lubrificante n o deve ultrapassar os 110 C Temperaturas elevadas s o ind cios de problemas Quanto press o do leo lubrificante esta deve se manter constante ou pr xima de um mesmo valor enquanto o motor estiver operando Press es anormalmente altas podem indicar a exist ncia de bloqueio ou restri o no circuito de lubrifica o Por outro lado press es anormalmente baixas podem indicar um suprimento insuficiente de leo lubrificante pela bomba de leo bem como perda excessiva nos mancais ou ainda devido a falhas ou folga excessiva em uma ou mais bronzinas Quando a temperatura da gua na sa da do dinam metro ultrapassar os 60 C abrir totalmente a v lvula de controle de sa da da gua e continuar aplicando as cargas nos valores e rota es estabelecidas 25 h Para retirar a carga do motor primeiro fechar a v lvula de controle de entrada e imediatamente atuar no acelerador para reduzir a rota o do motor e evitar sobrevelocidade com a redu o de carga Depois do motor funcionar durante algum tempo pode ser necess rio adicionar gua ao sistema de arrefecimento para compensar o volume equivalente aos bols es de ar que ficaram presos dentro do motor no in cio e que j devem ter sido eliminados a esta altura A temperatura da gua de arrefecimento n o dever exceder nunca 200 F 93 C nem
61. s de reposi o que possam se tornar necess rias 55
62. s do selo mec nico descarregado para a atmosfera atrav s do dreno existente na parte inferior da carca a necess rio inspecionar periodicamente a exist ncia desses vazamentos Sa da de vapor d gua ou eventualmente algumas gotas indica passagem de gua pelo selo A passagem de gua atrav s do selo continuamente ir provocar corros o e falhas dos rolamentos Enquanto o dinam metro n o estiver em opera o a v lvula de controle de sa da deve ser mantida completamente aberta Quando o dinam metro for permanecer parado por per odos mais longos deve ser mantido apoiado sobre um suporte com a extremidade do eixo voltada para cima Esta precau o 26 previne que a gua que ainda possa restar no interior da c mara do rotor tenha contato com o selo mec nico Quando o dinam metro estiver operando sob carga o tubo de respiro da c mara do rotor deve permanecer livre para manter a press o atmosf rica no seu interior ROTEIRO DE TESTES DO MOTOR Antes de iniciar os testes de pot ncia do motor certificar se de que est de posse dos procedimentos de testes fornecidos pelo fabricante Um modelo de relat rio de testes dever ser adotado para o registro dos valores medidos durante a realiza o dos testes VERIFICA ES DE POT NCIA As pot ncias m ximas indicadas pelos fabricantes dos motores s o referidas as condi es atmosf ricas padr o e se aplicam a motores operando em regime de carga intermitente
63. salvo indica o em contr rio Quando for necess rio despotenciar um motor para opera o em grandes altitudes acima do n vel do mar esta despotencia o poder ser obtida reduzindo se a velocidade m xima regulada do motor Os motores de aspira o natural devem ser despotenciados em 3 para cada 1000 ft 304 8m acima do n vel do mar e em 1 para cada 10 F 6 C de eleva o acima da temperatura padr o Os motores turboalimentados n o necessitam ser despotenciados para operar em altitudes de at 12 000 ft acima do n vel do mar e em temperaturas do ar at 100 F Para maiores altitudes e temperaturas devem ser despotenciados em 4 para cada 1 000 ft de altitude acima de 12 000 ft e em 1 para cada 10 F acima de 100 F Motores novos ou rec m recondicionados n o devem ser imediatamente solicitados a desenvolver acima de 96 da sua pot ncia m xima durante os testes de verifica o de pot ncia O TESTE EM FASES FASE 1 Operar o motor em aproximadamente 1 5 vezes a rota o de marcha lenta e carga de aquecimento de cerca de10 da pot ncia nominal do motor at que a temperatura do leo lubrificante seja alcan ada Observar press es do leo lubrificante e de sopro para o c rter Verificar e completar se necess rio n vel de leo lubrificante no c rter Os elementos de filtro novos absorvem uma certa quantidade de leo durante os primeiros minutos de funcionamento fazendo baixar a indica o na vareta me
64. t vel em um intervalo de tempo t M RAC M comb Referidas a um mesmo intervalo de tempo RELA O COMBUST VEL AR o inverso da rela o ar combust vel 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 Massa de ar aspirado por hora lb h dividida pelo n mero de aspira es por hora e 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 A express o rendimento volum trico na realidade define uma rela o entre massas e n o entre volumes como seria de se esperar EFEITO DO TURBOALIMENTADOR Normalmente denominado por turbina supercharger turbocompressor sobrealimentador supercarregador 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 consequentemente 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 consequ nc
65. uador deve estar pronto para uso Embora n o haja nenhuma intera o entre os ajustes conveniente conferir os ajustes Zero e Range MANUTEN O Para obter tima performance e assegurar durabilidade inspecionar o console periodicamente Um programa de manuten o preventiva ir detectar a maioria dos problemas antes que eles possam causar maiores danos Mensalmente ou a cada 100 horas de opera o proceder inspe o dos seguintes pontos e Cabos el tricos e fia o de comando e controle Reapertar conex es e terminais reparar ou substituir conforme necessidade 43 e Verificar o ajuste do sensor magn tico e o arranjo de montagem da c lula de carga e Conferir a calibra o da v lvula de controle de entrada A cada seis meses ou 200 horas de opera o proceder a calibra o do Dinam metro conforme descrito no t pico calibra o BOMBA D GUA Para o Dinam meiro Dinam meiro Vem do Agua de Setagem Bomba Centrifuga Valvula de Controle a m E F b Sy u aT 3 o 8 os gx a o o m m 5m e e E A z q 5 5 2 EE as 3 00 2f E Qt m G nc m t qu dd res gt 44 CONJUNTO DA BOMBA D GUA DE ARREFECIMENTO ESPECIFICA ES Vaz o 75 gal min Press o 50 psi Temperatura m xima da gua entrada 90 F Temperatura m xima da gua sa da
66. uantidades 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 cios calibrados Em geral como o conhecimento da quantidade de ar consumida pelo motor s tem import ncia para o dimensionamento de filtros de ar turboalimentadores e elementos conexos prefere se avaliar a quantidade de ar por meio de c lculos O resultado 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 A rela o entre as quantidades de ar real e te rica para os motores Diesel de quatro tempos deve ser mantida acima de 1 3 a fim de permitir a combust o com m ximo aproveitamento do combust vel Para motores a gasolina necess rio que essa rela o seja sempre mantida entre 0 9 e 1 3 pois caso contr rio n o haver combust o verificando se os fen menos conhecidos como mistura pobre ou mistura rica e os desequil brios da mistura em qualquer propor o resultar o em desperd cio de combust vel RELA O AR COMBUST VEL definida como a rela o entre a massa de ar e a massa de combus
67. ustado para 40 psig Para ajustar a press o do regulador remover o tamp o hexagonal da v lvula piloto e girar o parafuso de ajuste no sentido hor rio para aumentar a press o e ao contr rio para baixar a press o Ap s dar partida na bomba com as v lvulas de entrada e sa da fechadas ajustar a press o no regulador para 50 psig Lentamente abrir as v lvulas e permitir que o sistema se estabilize Durante o funcionamento observar se h vazamentos ru dos anormais vibra o fuma a queda de press o eleva o de temperatura na sa da do dinam metro e n vel de gua no reservat rio Parar o dinam metro e a bomba imediatamente se uma das situa es abaixo for percebida a Temperatura da gua na sa da do dinam metro superior a 180 F b Press o na descarga da bomba menor que 40 psig e c Press o na descarga da bomba maior que 55 psig Observar sempre o n vel da gua no reservat rio N o permitir que a bomba trabalhe em vazio MANUTEN O Para obter tima performance e assegurar durabilidade inspecionar o conjunto periodicamente Um programa de manuten o preventiva ir detectar a maioria dos problemas antes que eles possam causar maiores danos Durante o funcionamento observar se h vazamentos e corrigi los reapertando conforme necessidade mangueiras tubos e conex es Remover e limpar o filtro de tela Lubrificar os mancais da bomba a cada 1 000 horas de opera o 46 ESQUE

Dinamômetros hidráulicos

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