1 - MOTORES DIESEL - ?· PARTE I - MOTORES DIESEL 1 - MOTORES DIESEL São máquinas térmicas alternativas,…

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<ul><li><p>GRUPOS GERADORES </p><p>PRINCPIOS DE FUNCIONAMENTO, INSTALAO, OPERAO E MANUTENO DE </p><p>GRUPOS GERADORES </p><p>PARTE I - MOTORES DIESEL </p><p>1 - MOTORES DIESEL </p><p>So mquinas trmicas alternativas, de combusto interna, destinadas ao suprimento de energia mecnica ou fora motriz de acionamento. O nome devido a Rudolf Diesel, engenheiro francs nascido em Paris, que desenvolveu o primeiro motor em Augsburg - Alemanha, no perodo de 1893 a 1898. Oficialmente, o primeiro teste bem sucedido foi realizado no dia 17 de fevereiro de 1897, na Maschinenfabrik Augsburg. </p><p>Segundo sua aplicao, so classificados em 4 tipos bsicos: </p><p>ESTACIONRIOS </p><p>Destinados ao acionamento de mquinas estacionrias, tais como Geradores, mquinas de solda, bombas ou outras mquinas que operam em rotao constante; </p><p>INDUSTRIAIS </p><p>Destinados ao acionamento de mquinas de construo civil, tais como tratores, carregadeiras, guindastes, compressores de ar, mquinas de minerao, veculos de operao fora-de-estrada, acionamento de sistemas hidrostticos e outras aplicaes onde se exijam caractersticas especiais especficas do acionador; </p><p>VEICULARES </p><p>Destinados ao acionamento de veculos de transporte em geral, tais como caminhes e nibus; </p><p>MARTIMOS </p><p>Destinados propulso de barcos e mquinas de uso naval. </p><p>Conforme o tipo de servio e o regime de trabalho da embarcao, existe uma vasta gama de modelos com caractersticas apropriadas, conforme o uso. (Laser, trabalho comercial leve, pesado, mdio-contnuo e contnuo) </p><p>Alm dos segmentos de aplicaes, os motores Diesel podem ser classificados pelo tipo de sistema de arrefecimento que utilizam, normalmente a gua ou a ar e pelo nmero e disposio dos cilindros, que normalmente so dispostos em linha, quando os cilindros se encontram em linha reta, ou em V, quando os cilindros so dispostos em fileiras oblquas. </p><p>As diferenas bsicas entre os diversos tipos de motores Diesel residem, essencialmente, sobre os sistemas que os compem. Todos funcionam segundo s mesmas leis da termodinmica, porm as alteraes de projeto que se efetuam sobre os sistemas e seus componentes resultam em caractersticas de operao que os tornam adequados para aplicaes diferentes. </p><p>Os sistemas que constituem os motores Diesel so: </p></li><li><p> Sistema de Admisso de ar; Sistema de Combustvel, a incluindo-se os componentes de injeo de leo Diesel; Sistema de Lubrificao; Sistema de Arrefecimento; Sistema de Exausto ou escapamento dos gases; Sistema de Partida; </p><p>O motor, propriamente dito, composto de um mecanismo capaz de transformar os movimentos alternativos dos pistes em movimento rotativo da rvore de manivelas, atravs da qual se transmite energia mecnica aos equipamentos acionados, como, por exemplo, um gerador de corrente alternada, que denominamos ALTERNADOR. Este mecanismo se subdivide nos seguintes componentes principais: </p><p>a) - Bloco de cilindros </p><p>Onde se alojam os conjuntos de cilindros, compostos pelos pistes com anis de segmento, camisas, bielas, rvores de manivelas e de comando de vlvulas, com seus mancais e buchas. Na grande maioria dos motores, construdo em ferro fundido e usinado para receber a montagem dos componentes. Grandes motores navais tem bloco construdo em chapas de ao soldadas e alguns motores de pequeno porte tem bloco de liga de alumnio. </p><p>b) - Cabeotes </p><p>Funcionam, essencialmente, como "tampes" para os cilindros e acomodam os mecanismos das vlvulas de admisso e escape, bicos injetores e canais de circulao do lquido de arrefecimento. Dependendo do tipo de construo do motor, os cabeotes podem ser individuais, quando existe um para cada cilindro, ou mltiplos, quando um mesmo cabeote cobre mais de um cilindro. </p><p>c) - Crter </p><p> o reservatrio do leo lubrificante utilizado pelo sistema de lubrificao. construdo em ferro fundido, liga de alumnio ou chapa de ao estampada. Em alguns motores o crter do tipo estrutural, formando com o bloco uma estrutura rgida que funciona como chassis da mquina, como se v em alguns tratores agrcolas. </p><p>d) - Seo dianteira </p><p> a parte dianteira do bloco, onde se alojam as engrenagens de distribuio de movimentos para os acessrios externos, tais como bomba d'gua, ventilador, alternador de carga das baterias e para sincronismo da bomba de combustvel e da rvore de comando de vlvulas. </p><p>e) - Seo traseira. </p><p>Onde se encontra o volante e respectiva carcaa, para montagem do equipamento acionado. </p><p>Todos os cuidados de manuteno preventiva se concentram sobre os sistemas do motor. O mecanismo principal s recebe manuteno direta por ocasio das revises gerais de recondicionamento ou reforma, quando totalmente desmontado, ou se, eventualmente, necessitar de interveno para manuteno corretiva, em decorrncia de defeito ou acidente. Os componentes internos esto sujeitos a desgastes inevitveis, porm sua durabilidade e performance dependem unicamente dos cuidados que forem dispensados aos sistemas. </p></li><li><p>Motor Diesel CUMMINS modelo 6CT8.3 visto em corte </p><p>2 - PRINCPIOS DE FUNCIONAMENTO </p><p>Os motores de combusto interna, segundo o tipo de combustvel que utilizam, so classificados em motores do ciclo Otto e motores do ciclo Diesel, nomes devidos aos seus descobridores. </p><p>Motores do ciclo Otto so aqueles que aspiram a mistura ar-combustvel preparada antes de ser comprimida no interior dos cilindros. A combusto da mistura provocada por centelha produzida numa vela de ignio. o caso de todos os motores a gasolina, lcool, gs, ou metanol, que so utilizados, em geral, nos automveis. </p><p>Motores do ciclo Diesel so aqueles que aspiram ar, que aps ser comprimido no interior dos cilindros, recebe o combustvel sob presso superior quela em que o ar se encontra. A combusto ocorre por auto-ignio quando o combustvel entra em contato com o ar aquecido pela presso elevada. O combustvel que injetado ao final da compresso do ar, na maioria dos motores do ciclo Diesel o leo Diesel comercial, porm outros combustveis, tais como nafta, leos minerais mais pesados e leos vegetais podem ser utilizados em motores construdos especificamente para a utilizao destes combustveis. O processo Diesel no se limita a combustveis lquidos. Nos motores segundo o processo Diesel podem ser utilizados tambm carvo em p e produtos vegetais. Tambm possvel a utilizao de gs como combustvel no processo Diesel, nos motores conhecidos como de combustvel misto ou conversveis, que j so produzidos em escala considervel e vistos como os motores do futuro. </p></li><li><p>Para os combustveis lquidos, as diferenas principais entre os motores do ciclo Otto e do Ciclo Diesel so: </p><p>Motores de Combusto Interna a Pisto Caracterstica Ciclo Otto Ciclo Diesel </p><p>Tipo de Ignio Por centelha (Vela de </p><p>ignio) Auto-ignio </p><p>Formao da mistura No carburador Injeo </p><p>Relao de Compresso </p><p>6 at 8 : 1 16 at 20 : 1 </p><p>(No motor Otto de injeo o combustvel injetado na vlvula de admisso, ou diretamente na tomada de ar do cilindro antes do trmino da compresso.) </p><p>2.1 - DEFINIES </p><p>A nomenclatura utilizada pelos fabricantes de motores, normalmente encontrada na documentao tcnica relacionada, obedece a notao adotada pela norma DIN 1940. Existem normas americanas, derivadas das normas DIN, que adotam notaes ligeiramente diferenciadas, porm com os mesmos significados. </p><p>Notao Nomenclatura Definio </p><p>D DIMETRO DO CILINDRO </p><p>Dimetro interno do Cilindro. </p><p>s CURSO DO PISTO </p><p>Distncia percorrida pelo pisto entre os extremos do cilindro, definidos como Ponto Morto Superior (PMS) e Ponto Morto Inferior (PMI). </p><p>s /D CURSO/ DIMETRO </p><p>Relao entre o curso e o dimetro do pisto. (Os motores cuja relao curso/dimetro = 1 so denominados motores quadrados.) </p><p>n ROTAO Nmero de revolues por minuto da rvore de </p><p>manivelas. </p><p>cm VELOCIDADE Velocidade mdia do Pisto = 2s n / 60 = s n / </p><p>30 </p><p>A REA DO PISTO </p><p>Superfcie eficaz do Pisto = D2 / 4 </p><p>Pe </p><p>POTNCIA TIL </p><p> a potncia til gerada pelo motor, para sua operao e para seus equipamentos auxiliares (assim como bombas de combustvel e de gua, ventilador, compressor, etc.) </p><p>z NMERO DE CILINDROS </p><p>Quantidade de cilindros de dispe o motor. </p><p>Vh VOLUME DO CILINDRO </p><p>Volume do cilindro = As </p><p>Vc VOLUME DA CMARA </p><p>Volume da cmara de compresso. </p></li><li><p>V VOLUME DE COMBUSTO </p><p>Volume total de um cilindro = Vh + Vc </p><p>VH CILINDRADA TOTAL </p><p>Volume total de todos os cilindros do motor = z </p><p>Vh </p><p> e </p><p>RELAO DE COMPRESSO </p><p>Tambm denominada de razo ou taxa de compresso, a relao entre o volume total do cilindro, ao iniciar-se a compresso, e o volume no fim da compresso, constitui uma relao significativa para os diversos ciclos dos motores de combusto interna. Pode ser </p><p>expressa por: (Vh +Vc)/Vc . ( maior do que 1). </p><p>Pi </p><p>POTNCIA INDICADA </p><p> a potncia dentro dos cilindros. Abreviadamente denominada de IHP (Indicated Horsepower), consiste na soma das potncias efetiva e de atrito nas mesmas condies de ensaio. </p><p>Pl POTNCIA DISSIPADA </p><p>Potncia dissipada sob carga, inclusive engrenagens internas. </p><p>Psp DISSIPAO Dissipao de potncia pela carga. </p><p>Pr </p><p>CONSUMO DE POTNCIA </p><p>Consumo de potncia por atrito, bem como do equipamento auxiliar para funcionamento do </p><p>motor, parte a carga. Pr= Pi - Pe- Pl -Psp </p><p>Pv </p><p>POTNCIA TERICA </p><p>Potncia terica, calculada por comparao, de mquina ideal. Hipteses para este clculo: ausncia de gases residuais, queima completa, paredes isolantes, sem perdas hidrodinmicas, gases reais. </p><p>pe </p><p>PRESSO MDIA EFETIVA </p><p> a presso hipottica constante que seria necessria no interior do cilindro, durante o curso de expanso, para desenvolver uma potncia igual potncia no eixo. </p><p>pi </p><p>PRESSO MDIA NOMINAL </p><p> a presso hipottica constante que seria necessria no interior do cilindro, durante o curso de expanso, para desenvolver uma potncia igual potncia nominal. </p><p>pr PRESSO MDIA DE ATRITO </p><p> a presso hipottica constante que seria necessria no interior do cilindro, durante o curso de expanso, para desenvolver uma potncia igual potncia de atrito. </p><p>B CONSUMO Consumo horrio de combustvel. </p><p>b </p><p>CONSUMO ESPECFICO </p><p>Consumo especfico de combustvel = B / P; com o ndice e, refere-se potncia efetiva e </p><p>com o ndice i refere-se potncia nominal. </p><p>m </p><p>RENDIMENTO MECNICO </p><p> a razo entre a potncia medida no eixo e a potncia total desenvolvida pelo motor, ou </p><p>seja: m=e / Pi = Pe /(Pe+ Pr) ou ento, m= Pe / (Pe+ Pr + Pl+ Psp). </p></li><li><p>e RENDIMENTO TIL </p><p>Ou rendimento econmico o produto do rendimento nominal pelo rendimento mecnico </p><p>= i .m </p><p>i RENDIMENTO INDICADO </p><p> o rendimento nominal. Relao entre a potncia indicada e a potncia total desenvolvida pelo motor. </p><p>v RENDIMENTO TERICO </p><p> o rendimento calculado do motor ideal. </p><p>g EFICINCIA a relao entre os rendimentos nominal e </p><p>terico; g= i /v. </p><p>l RENDIMENTO VOLUMTRICO </p><p> a relao entre as massas de ar efetivamente aspirada e a terica. </p><p>2.2 - MOTOR DE QUATRO TEMPOS </p><p>Um ciclo de trabalho estende-se por duas rotaes da rvore de manivelas, ou seja, quatro cursos do pisto. </p><p>No primeiro tempo, com o pisto em movimento descendente, d-se a admisso, que se verifica, na maioria dos casos, por aspirao automtica da mistura ar-combustvel (nos motores Otto), ou apenas ar (motor Diesel). Na maioria dos motores Diesel modernos, uma ventoinha empurra a carga para o cilindro (turbocompresso). </p><p>No segundo tempo, ocorre a compresso, com o pisto em movimento ascendente. Pouco antes do pisto completar o curso, ocorre a ignio por meio de dispositivo adequado (no motor Otto), ou a auto-ignio (no motor Diesel). </p><p>No Terceiro tempo, com o pisto em movimento descendente, temos a ignio, com a expanso dos gases e transferncia de energia ao pisto (tempo motor). </p><p>No quarto tempo, o pisto em movimento ascendente, empurra os gases de escape para a atmosfera. </p><p>Durante os quatro tempos - ou duas rotaes - transmitiu-se trabalho ao pisto s uma vez. Para fazer com que as vlvulas de admisso e escapamento funcionem corretamente, abrindo e fechando as passagens nos momentos exatos, a rvore de comando de vlvulas (ou eixo de cames) gira a meia rotao do motor, completando uma volta a cada ciclo de quatro tempos. </p><p> 1 Tempo Curso de </p><p>2 Tempo Curso de </p><p>3 Tempo Curso de </p><p>4 Tempo Curso de </p><p>Os 4 Tempos </p></li><li><p>Admisso Compresso Potncia Escapamento </p><p> 2.3 - MOTOR DE DOIS TEMPOS </p><p>O ciclo motor abrange apenas uma rotao da rvore de manivelas, ou seja, dois cursos do pisto. A exausto e a admisso no se verificam e so substitudas por: </p><p>1 - pela expanso dos gases residuais, atravs da abertura da vlvula de escape, ao fim do curso do pisto; </p><p>2 - Substituio da exausto pelo percurso com ar pouco comprimido. Os gases so expulsos pela ao da presso prpria.; </p><p>3 - Depois do fechamento da vlvula, o ar que ainda permanece no cilindro, servir combusto (a exausto tambm pode ser feita por vlvulas adicionais); </p><p>4 - O curso motor reduzido. O gs de exausto que permanece na cmara, introduzido no momento oportuno; nos motores de carburao (s usados em mquinas pequenas), o gs de exausto j apresenta a mistura em forma de neblina. </p><p>Vantagens: O motor de dois tempos, com o mesmo dimensionamento e rpm, d uma maior potncia que o motor de quatro tempos e o torque mais uniforme. </p><p>Faltam os rgos de distribuio dos cilindros, substitudos pelos pistes, combinados com as fendas de escape e combusto, assim como as de carga. </p><p>Desvantagens: Alm das bombas especiais de exausto e de carga, com menor poder calorfico e consumo de combustvel relativamente elevado; carga calorfica consideravelmente mais elevada que num motor de quatro tempos, de igual dimensionamento </p><p>2.4 - TEORIA DO MOTOR </p><p>O motor tem sua capacidadedefinida em termos de potncia, em HP (Horsepower) ou CV (Cavalo Vapor). aindicao da quantidade de trabalho que ele capaz de realizar na unidade detempo. </p><p>Por definio, 1 HP a potncia necessria para elevar a altura deum p, em um segundo, uma carga de 550 libras e 1 CV a potncia necessriapara elevar a altura de um metro, em um segundo, uma carga de 75 quilogramas. Ouseja: 1 HP = 550 lb-ft/seg e 1 CV = 75 kgm/seg. Se a unidade de tempo </p></li><li><p>utilizadafor o minuto, multiplicamos 550 x 60 e temos 1 HP = 33.000 lb-ft/min e 1 CV = 75x 60 = 4.500 kgm/min. </p><p>2.4.1 - DEFINIES DE POTNCIAS </p><p>Embora existam normas brasileiras que definam o desempenho e aspotncias dos motores Diesel, as fbricas existentes no Brasil adotam as normasdos seus pases de origem. Assim, Scania, Mercedes, MWM, Volvo e outras deorigem europia, adotam as normas DIN 6270 e 6271 para as definies depotncias dos motores que fabricam, enquanto as de origem americana, tais comoCaterpillar, Cummins, General Motors e outras, adotam as normas ISO8528, 3046,AS2789 e SAE BS5514. As normas brasileiras que tratam dos motores so: a) -MB-749 (NBR 06396) = Motores alternativos de combusto interna no veiculares eb) - NB-130 (NBR 05477) = Apresentao do desempenho de motores de combustointerna, alternativos, de ignio por compresso (Diesel). </p><p>De acordo com a nomenclatura brasileira (NBR 06396): </p><p> Potncia efetiva contnua nolimitada: </p><p> (correspondente a DIN 6270-A) a maior potncia efetiva garantidapelo fabricante, que ser fornecida sob regime de velocidade, conforme suaaplicao durante 24 horas dirias sem sofrer desgaste anormal e perda dedesempenho. A ajustagem dessa potncia no motor permite ainda uma sobrecarga.Esta a ajustagem...</p></li></ul>